一种低功耗蓝牙升级加密方法及其系统、设备、介质与流程

本发明涉及数据加密，具体而言，涉及一种低功耗蓝牙升级加密方法及其系统、设备、介质。

背景技术：

1、现有的加密算法与技术可以在一定程度上保证蓝牙设备的数据安全，但仍然存在一些问题和限制：

2、（1）现有的加密算法在小数据包的处理上效率较低，不支持并行处理，导致加密和解密操作的时间增加，使得数据传输延迟，无法满足实时性要求高的应用场景。

3、（2）现有的加密算法在计算资源受限的小型嵌入式系统运行时，可能会消耗过多的能量，影响设备的电池寿命。

4、（3）现有的加密算法在长期运行过程中的安全保障能力较低，ble设备可能仅使用基本的加密方法，无法确保整个通信链路的安全性，在实际应用中易存在安全漏洞，被攻击者破解，使得长期暴露的设备受到攻击。

5、（4）现有的加密算法在小型化和低功耗设备上的适配性有限，不具备防重放攻击的能力。

6、（5）设备在升级过程中，现有的加密算法加解密需要的时间较长，而时间越长，通信设备越容易受到干扰，导致升级失败率提高。

7、（6）现有技术在处理加解密的过程中需要的缓存较大，mcu的内存占用较大，运行后容易出现加解密资源不够，导致失败的情况。

8、有鉴于此，申请人在研究了现有的技术后特提出本申请。

技术实现思路

1、本发明旨在提供一种低功耗蓝牙升级加密方法及其系统、设备、介质，采用流式处理技术，将大数据块分成若干小数据块进行加解密，并在加解密过程中动态调节蓝牙功率，以解决上述问题的至少一个。

2、为解决上述技术问题，本发明通过以下技术方案实现：

3、一种低功耗蓝牙升级加密方法，包括：

4、s1,与从端进行蓝牙连接，通过身份验证后，获取升级数据、秘钥信息和初始向量；

5、s2,根据预设的升级点，将所述升级数据分为若干个数据包；

6、s3,结合秘钥信息和初始向量，对所述升级数据进行分包加密，将生成的每个数据包的密文和消息验证码发送给从端；

7、s4,每发送完一个数据包，更新秘钥信息和初始向量，并接收从端的反馈，继续加密下一个数据包，直至完成所述升级数据的所有数据包的加密与发送。

8、优选地，还包括：

9、s5,从端通过通信协议进入升级模式，并接收一个数据包的密文和消息验证码进行解密；

10、s6,当完成一个数据包的解密时，从端发送应答命令给主端，并更新秘钥信息和初始向量，继续接收下一个数据包的密文和消息验证码，直至完成所述升级数据的所有数据包的解密，完成数据升级。

11、优选地，在加解密过程中，对蓝牙的晶振频率进行动态调整，具体为：正常模式下，蓝牙的晶振频率设为低功耗模式，即第一档；当设备处于加解密过程时，将蓝牙的晶振频率设为第二档；当设备处于升级过程时，将蓝牙的晶振频率设为最高档，即第三档，以提高升级效率与成功率。

12、优选地,秘钥信息包括附加消息aad与加密秘钥，通过获取移动端配置信息，并整合当前设备类型和设备id，通过hash算法计算生成；初始向量由数据包序号、设备类型和设备id生成。

13、优选地,所述数据包包含若干数据块，结合秘钥信息和初始向量，对所述升级数据进行分包加密的过程如下：

14、读取当前数据包的第一个数据块，采用gcm算法，结合秘钥信息和初始向量对读取的数据块进行加密，得到第一个数据块对应的密文和消息验证码;

15、继续读取下一个数据块进行加密，直到加密完成当前数据包的所有数据块并发送，更新秘钥信息和初始向量。

16、优选地,从端接收密文和消息验证码进行解密的过程如下：

17、通过通信协议识别当前数据包的秘钥信息和初始向量，并进行消息验证码的校验；

18、若校验成功，则采用gcm算法，对当前数据包的密文的第一个数据块进行解密，得到第一个数据块的明文；

19、继续读取下一个数据块进行解密；直至解密完成当前数据包的所有数据块，从而得到当前数据包的明文，从端发送应答命令给主端，并更新当前的秘钥信息和初始向量。

20、优选地,在设置所述升级点时，结合蓝牙通信设备的内存大小与蓝牙通信的最大有效载荷进行设置，以达到最佳的数据包分包大小，提升蓝牙传输效率。

21、本发明还提供了一种低功耗蓝牙升级加密系统，包括主端与从端，其中，

22、所述主端用于与从端进行蓝牙连接，通过身份验证后，获取升级数据、秘钥信息和初始向量；根据预设的升级点，将所述升级数据分为若干个数据包；结合秘钥信息和初始向量，对所述升级数据进行分包加密，再将生成后的密文和消息验证码发送给从端；每发送完一个数据包，更新秘钥信息和初始向量，并接收从端的反馈，继续加密下一个数据包，直至完成所述升级数据的所有数据包的加密与发送；

23、所述从端用于与主端蓝牙连接，通过通信协议进入升级模式，并接收一个数据包的密文和消息验证码进行解密；当完成一个数据包的解密时，从端发送应答命令给主端，并更新秘钥信息和初始向量，继续接收下一个数据包的密文和消息验证码，直至完成所述升级数据的所有数据包的解密，完成数据升级。

24、本发明还提供了一种低功耗蓝牙升级加密设备，包括处理器以及存储器，所述存储器内存储有计算机程序，所述计算机程序能够被所述处理器执行，以实现如上所述的一种低功耗蓝牙升级加密方法。

25、本发明还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机可读指令，所述计算机可读指令被计算机可读存储介质所在设备的处理器执行时实现如上所述的一种低功耗蓝牙升级加密方法。

26、综上所述，与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

27、本发明方法采用分包流式处理方法进行加解密，在加解密过程中，通过合理设置升级点，对大数据块进行拆分，分小块进行处理，直到达到发送长度或解析完成。这种小数据包的处理方法，与现有加密方法中，直接对整个大数据包进行加解密数据升级传输的方法相比，减少了蓝牙设备的内存占用，在mcu内存极其有限的情况下，本发明方法可以节省约75%内存的缓存，提高了设备的升级效率，有效解决了实际情况中因蓝牙设备体积小，内存和计算资源受限的问题。

28、本发明方法通过采用动态调节蓝牙设备的晶振频率，提高了蓝牙设备的加解密的速度，以及升级成功率。

29、本发明采用gcm加密算法对数据进行加密，并使用hash算法计算秘钥，进一步提高了数据的安全性，防止数据被攻击者破解，确保数据能够被即时传输与处理。

1.一种低功耗蓝牙升级加密方法，其特征在于，应用于主端，包括：

2.根据权利要求1所述的一种低功耗蓝牙升级加密方法，其特征在于,还包括：

3.根据权利要求2所述的一种低功耗蓝牙升级加密方法，其特征在于,还包括，在加解密过程中，对蓝牙的晶振频率进行动态调整，具体为：正常模式下，蓝牙的晶振频率设为低功耗模式，即第一档；当设备处于加解密过程时，将蓝牙的晶振频率设为第二档；当设备处于升级过程时，将蓝牙的晶振频率设为最高档，即第三档，以提高升级效率与成功率。

4.根据权利要求2所述的一种低功耗蓝牙升级加密方法，其特征在于,所述秘钥信息包括附加消息aad与加密秘钥，通过获取移动端配置信息，并整合当前设备类型和设备id，通过hash算法计算生成；所述初始向量由数据包序号、设备类型和设备id生成。

5.根据权利要求4所述的一种低功耗蓝牙升级加密方法，其特征在于,所述数据包包含若干数据块，结合秘钥信息和初始向量，对所述升级数据进行分包加密的过程如下：

6.根据权利要求5所述的一种低功耗蓝牙升级加密方法，其特征在于,从端接收密文和消息验证码进行解密的过程如下：

7.根据权利要求1所述的一种低功耗蓝牙升级加密方法，其特征在于,在设置所述升级点时，结合蓝牙通信设备的内存大小与蓝牙通信的最大有效载荷进行设置，以达到最佳的数据包分包大小，提升蓝牙传输效率，实现低功耗蓝牙设备升级。

8.一种低功耗蓝牙升级加密系统，其特征在于，包括主端与从端；其中，

9.一种低功耗蓝牙升级加密设备，其特征在于，包括处理器以及存储器，所述存储器内存储有计算机程序，所述计算机程序能够被所述处理器执行，以实现如权利要求1-7任意一项所述的一种低功耗蓝牙升级加密方法。

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机可读指令，所述计算机可读指令被计算机可读存储介质所在设备的处理器执行时实现如权利要求1-7任意一项所述的一种低功耗蓝牙升级加密方法。