低功耗蓝牙设备间安全连接方法及数据传输方法技术

本发明专利技术公开了一种低功耗蓝牙设备间安全连接方法，包括：广播设备生成动态身份验证口令与一次性安全连接秘钥，并且完成广播基本设置后对外广播；扫描设备扫描到广播信号并读取广播内容，取出动态身份验证口令，通过指定加解密算法，还原设备型号、随机掩码与验证码；并且进行信号强度及身份口令校验，完成校验后，与广播设备建立安全连接。本发明专利技术还公开了基于低功耗蓝牙设备间安全连接方法的数据传输方法。本发明专利技术能够解决现有蓝牙设备间连接鉴权用户交互体验差与传输数据易被解密和篡改的问题。

Secure connection and data transmission between low power Bluetooth devices

【技术实现步骤摘要】
低功耗蓝牙设备间安全连接方法及数据传输方法
本专利技术涉及设备间蓝牙连接与传输安全领域，具体涉及低功耗蓝牙设备间安全连接方法及数据传输方法。
技术介绍
蓝牙通信拥有覆盖范围广、信号强度高和传输速率快等优点，但其通信信号也存在被监听和数据被盗取等风险，导致其很难应用在安全性要求极高的金融线下场景(支付、转账、账单核对等)。随着蓝牙协议的不断完善与更新，其自带的鉴权配对与加解密模式，从一定程度上提升了通信连接和数据传输的安全，防止数据篡改和中间人攻击。但其鉴权模式要求待连接设备弹出配对请求，用户需要通过视觉对比或输入数字口令的方式确认秘钥并启动加密连接，交互体验差。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种低功耗蓝牙设备间安全连接方法及数据传输方法，解决现有蓝牙设备间连接鉴权用户交互体验差与传输数据易被解密和篡改的问题。实现上述目的的技术方案是：一种低功耗蓝牙设备间安全连接方法，包括：步骤S1，广播设备生成动态身份验证口令与一次性安全连接秘钥，并且完成广播基本设置后对外广播；步骤S2，扫描设备扫描广播信号并读取广播内容，取出动态身份验证口令，通过指定的加解密算法，还原设备型号、随机掩码与验证码；并且进行信号强度及身份口令校验，完成校验后，与广播设备建立安全连接。优选的，所述步骤S1包括：步骤S11，广播设备根据本机型号、有效时间戳、随机掩码和待传输数据，调用指定的加解密算法，生成一次性安全连接秘钥和动态身份验证口令；步骤S12，广播设备完成广播基本设置，并开始广播，同时根据广播时长开启倒计时；步骤S13，当广播时间超过广播时长，广播刷新频率，且没有设备连接，则结束当前广播，刷新广播内容，重新开始广播。优选的，有效时间戳根据系统时间与秘钥有效时间间隔制约生成；随机掩码为本机根据内置算法随机生成的4-8位字母、数字与符号的随机组合；待传输数据包含但不限于加密前后的完整传输内容或指定字符串片段等签名或其哈希值；一次性安全连接秘钥为：本机型号、有效时间戳、随机掩码、待传输数据根据指定的加解密算法，生成秘钥；动态身份验证口令为：本机型号、随机掩码、验证码的组合；验证码为:对一次性安全连接密钥进行哈希运算后取4-6位字符作为验证使用；广播基本设置包含但不限于广播频率，功耗级别；广播内容包含但不限于广播基本设置、动态身份验证口令、服务号、服务内容；广播时长为系统内置的单次广播刷新频率。优选的，所述步骤S2包括：步骤S21，扫描设备扫描信号并读取广播内容，取出动态身份验证口令，并通过指定的加解密算法，还原设备型号、随机掩码、验证码；步骤S22，扫描设备根据双方设备型号及实时信号强度RSSI做安全连接距离判断；步骤S23，扫描设备调用指定的加解密算法，根据接收到的广播内容，生成一次性安全连接秘钥，验证动态身份验证口令；若验证通过，则向广播设备发起连接请求；若验证未通过，则忽略该广播信号，重新开始扫描；步骤S24，广播设备接收到扫描设备的连接请求，双方建立蓝牙安全连接，扫描设备停止广播，并根据连接有效时间开启倒计时。优选的，其特征在于，包括：步骤S3，扫描设备生成随机种子加密后通知广播设备，广播设备接收后验证并解密，双方使用该随机种子，通过调用指定的加解密算法，生成通信秘钥；步骤S4，广播设备生成动态特征通用唯一标识码，使用通信秘钥对待传输数据加密并传输；步骤S5，扫描设备接收到密文数据后采用通信秘钥进行解密，并通过还原的数据校验动态特征通用唯一识别码各校验域，校验成功，数据传输完成，双方销毁通信密钥。优选的，所述步骤S3包括：步骤S31，扫描设备生成随机种子；步骤S32，扫描设备使用一次性安全连接秘钥与指定加解密算法，对随机种子进行加密，并告知广播设备；步骤S33，广播设备接收，使用一次性安全连接秘钥与指定的加解密算法，获取并验签随机种子；步骤S34，双方设备采用相同的随机种子，结合指定的加解密算法，生成通信秘钥。优选的，所述步骤S4包括：步骤S41，广播设备生成动态特征通用唯一识别码；步骤S42，广播设备使用通信秘钥作为数据加密的秘钥，对待传输数据进行加密并传输。优选的，动态特征通用唯一识别码按16进制转为32位字符，分为多组校验域，校验域编码由实际业务场景及待传输数据决定。优选的，校验域由其指定部分字节信息按任意排序组成，包含但不限于商户信息、传输内容、身份口令、设置信息、收款信息；其中，商户信息校验域包含但不限于商户名称、商户号、收款钱包地址信息或其哈希值；传输内容校验域包含但不限于加密前后的完整内容或指定字符串片段签名或哈希值；身份口令校验域为动态身份验证口令中指定字符串片段或哈希值；设置信息校验域包含但不限于软件参数、通信参数、硬件参数信息；收款信息包含但不限于收款金额、收款信息、订单号信息或哈希值。优选的，所述步骤S5包括：步骤S51，扫描设备接收加密后的数据包，使用通信秘钥与指定的加解密算法还原数据内容；步骤S52，扫描设备根据还原后的数据内容，验证接收到的动态特征通用唯一识别码中对应的校验域；验证成功，进行后续业务处理；验证失败，则断开连接，广播设备重新开始广播，扫描设备重新开始扫描；如超过连接有效时间，未完成验证或数据传输，则认为该连接异常，断开连接，重新启动广播与扫描。本专利技术的有益效果是：本专利技术从GATT(通用属性协议)与GAP(通用访问协议)协议的配置及应用层面，定义了设备间身份验证与安全连接标准，增强用户体验和连接安全，基于蓝牙特性和时间算法结合算例库与算法库及其他安全保密机制，确保传输数据的机密性，防篡改与中间人攻击。附图说明图1是本专利技术的低功耗蓝牙设备间安全连接方法及数据传输方法的流程图；图2是本专利技术中步骤S1-S3的具体流程图；图3是本专利技术中步骤S4-S5的具体流程图。具体实施方式下面将结合附图对本专利技术作进一步说明。请参阅图1，本专利技术的低功耗蓝牙设备间安全连接方法，包括下列步骤：步骤S1，广播设备生成动态身份验证口令与一次性安全连接秘钥，完成广播基本设置后对外广播。具体地，如图2所示，步骤S1包括：步骤S11，广播设备(另称服务端、外围设备)根据本机型号、有效时间戳、随机掩码、待传输数据等，使用指定的加解密算法(内置的加解密和哈希算法)，生成一次性安全连接秘钥(ConnectionSecretKey)和动态身份验证口令(AuthenticationCode)。其中，有效时间戳根据系统时间与秘钥有效时间制约生成，是一次性安全连接秘钥的有效时间，超出该有效时间后，广播、扫描与相关安全机制需重置。随机掩码为本机根据内置算法随机生成的4位字母、数字与符号的随机组合。待传输本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种低功耗蓝牙设备间安全连接方法，其特征在于，包括：/n步骤S1，广播设备生成动态身份验证口令与一次性安全连接秘钥，并且完成广播基本设置后对外广播；/n步骤S2，扫描设备扫描广播信号并读取广播内容，取出动态身份验证口令，通过指定的加解密算法，还原设备型号、随机掩码与验证码；并且进行信号强度及身份口令校验，完成校验后，与广播设备建立安全连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种低功耗蓝牙设备间安全连接方法，其特征在于，包括：
步骤S1，广播设备生成动态身份验证口令与一次性安全连接秘钥，并且完成广播基本设置后对外广播；
步骤S2，扫描设备扫描广播信号并读取广播内容，取出动态身份验证口令，通过指定的加解密算法，还原设备型号、随机掩码与验证码；并且进行信号强度及身份口令校验，完成校验后，与广播设备建立安全连接。


2.根据权利要求1所述的低功耗蓝牙设备间安全连接方法，其特征在于，所述步骤S1包括：
步骤S11，广播设备根据本机型号、有效时间戳、随机掩码和待传输数据，调用指定的加解密算法，生成一次性安全连接秘钥和动态身份验证口令；
步骤S12，广播设备完成广播基本设置，并开始广播，同时根据广播时长开启倒计时；
步骤S13，当广播时间超过广播时长，广播刷新频率，且没有设备连接，则结束当前广播，刷新广播内容，重新开始广播。


3.根据权利要求2所述的低功耗蓝牙设备间安全连接方法，其特征在于，有效时间戳根据系统时间与秘钥有效时间间隔制约生成；
随机掩码为本机根据内置算法随机生成的4-8位字母、数字与符号的随机组合；待传输数据包含但不限于加密前后的完整传输内容或指定字符串片段等签名或其哈希值；
一次性安全连接秘钥为：本机型号、有效时间戳、随机掩码、待传输数据根据指定的加解密算法，生成秘钥；
动态身份验证口令为：本机型号、随机掩码、验证码的组合；
验证码为:对一次性安全连接密钥进行哈希运算后取4-6位字符作为验证使用；
广播基本设置包含但不限于广播频率，功耗级别；
广播内容包含但不限于广播基本设置、动态身份验证口令、服务号、服务内容；
广播时长为系统内置的单次广播刷新频率。


4.根据权利要求1所述的低功耗蓝牙设备间安全连接方法，其特征在于，所述步骤S2包括：
步骤S21，扫描设备扫描信号并读取广播内容，取出动态身份验证口令，并通过指定的加解密算法，还原设备型号、随机掩码、验证码；
步骤S22，扫描设备根据双方设备型号及实时信号强度RSSI做安全连接距离判断；
步骤S23，扫描设备调用指定的加解密算法，根据接收到的广播内容，生成一次性安全连接秘钥，验证动态身份验证口令；若验证通过，则向广播设备发起连接请求；若验证未通过，则忽略该广播信号，重新开始扫描；
步骤S24，广播设备接收到扫描设备的连接请求，双方建立蓝牙安全连接，扫描设备停止广播，并根据连接有效时间开启倒计时。


5.一种基于权利要求1所述低功耗蓝牙设备间安全连接方法的数据传输方法，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄双，王文漪，薛暮松，朱智，
申请(专利权)人：深圳市丰鑫科技服务有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44