一种电子锁的动态加密和定位方法与流程

本发明属于动态加密和定位技术领域，具体涉及一种电子锁的动态加密和定位方法。

背景技术：

电子锁常用于管理放置于公共场所的私有物品，有效的满足了共享经济的资源管理。解决物品的使用、存放、计费等功能。

然而，当前共享场合的电子锁仍然存在诸多问题，制约了电子锁在一些场合的有效应用。如具有实时网络通讯功能的智能电子锁，需要电子锁能实现网络连接，对电子锁有网络通信要求，难以满足电子锁的低功耗、低成本的需求；又如采用机械锁的非智能电子锁，由于密码固定不变，不能实现密码的动态管理，影响其安全性。

本发明从电子锁的安全性和实用性角度出发，实现一种用于电子锁动态加密和定位的技术。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种动态加密和定位方法，实现电子锁的密码动态变化，传输过程的安全加密，电子锁的便捷定位，以及减少电子锁的通信及能耗。

本发明特别适合共享单车锁的应用，例如用户通过手机获取电子锁的特征信息，将其发往数据服务器，由数据服务器返回解密密码，实现电子锁的开锁。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

一种电子锁的动态加密和定位方法，其特征在于：包括电子锁、用户终端及数据服务器，所述电子锁由控制单元和机械电子锁组成；电子锁的控制单元完成电子锁的开锁，密码的生成和解密；用户终端主要实现与数据服务器之间的数据传输，且带有定位功能；数据服务器主要实现密文的加密和解密，以及数据的存储。

电子锁首先通过对称加密算法将锁序号进行对称加密，得到密文1；再通过非对称加密算法将对称加密后的密文进行非对称加密，得到密文2；电子锁将密文1保存在存储器中，将密文2公开给用户；用户将电子锁公开的密文2连同用户终端的位置信息发送给数据服务器，数据服务器得到密文2和定位信息后，对定位信息进行记录，对密文2进行解密处理；再经过非对称加密逆过程和对称加密逆过程，经过两次解密后得到了电子锁序号明文，再以锁序号为条件检索数据服务器端前次开锁密码；然后将前次密码作为明文进行非对称加密和对称加密处理，得到新开锁密码后将其返回给用户终端；电子锁对输入的开锁密码进行非对称加密逆运算和对称加密逆运算后，得到前次开锁密码；通过对比存储在电子锁中的前次开锁密码和解密得到的结果进行对比，可以判断是否开锁；最后在开锁的同时，再将前次开锁密码替换为本次开锁密码。

进一步的，上述的电子锁的动态加密和定位方法，所述数据服务器存储有电子锁的位置、标识、前次开锁密码，上锁时间这些关键信息。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

1）本发明对锁的标识采用了对称加密处理，对用户终端传输的数据采用了非对称加密方法处理，大大提高了数据的安全性。

2）本发明无需电子锁配置通信功能和定位功能，在实现加密和定位的同时，有效地节约了电子锁的功耗。

3）本发明加密方案结合用户前一次的密码输入，实现了开锁密码的动态更新。

附图说明

图1为电子锁加密流程图；

图2为客户端流程端图；

图3为服务器解密流程图；

图4为服务器加密流程图；

图5为电子锁解密流程图。

具体实施方式

以下结合说明书附图将本发明做进一步详细说明。

首先结合图1对本发明一种电子锁的动态加密和定位方法进行描述，电子锁内部加密算法先用密钥对电子锁硬件id其进行对称加密，得出密文1，后采用公钥对密钥1进行非对称加密，得出密文2。

图2为用户请求开锁时的终端与数据服务器之间的数据传递过程。用户将密文2以及自身的地理位置信息发送至数据服务器。

图3为数据服务器对数据的解密过程。数据服务器对密文2先采用私钥进行非对称解密，得出密文1后，再用密钥对密文1进行对称解密，解密结果即为该锁的硬件id。

图4为服务器解密后新开锁密码的生成过程。数据服务器在得倒锁的硬件id后，查找数据服务器中该锁上次使用的开锁密码，将其进行对称加密处理得到密文3，再使用私钥对密文3进行非对称加密得到新开锁密码，之后将新的开锁密文返回给用户终端。同时将开锁密码保存在数据服务器中。

图5为电子锁解密开锁的过程。用户输入返回的新开锁密码后，电子锁先使用公钥对密文进行非对称解密，得到密文3，再用密钥对其进行对称解密，获得前次开锁密码，对比解密结果与存储的结果，即可判别是否开锁，并将正确开锁的密码保存在电子锁中，其中，首次开锁密码可预先设定在电子锁和数据服务器中。

以上方案应用在共享单车锁中，其具体为：

如将该技术应用于当前盛行的共享单车锁中，首先单车锁在初始时将自身的特定id号使用密钥进行对称加密后，再使用公钥进行非对称加密运算（如rsa算法），将两次加密后得到的固定密文2静态展示在电子锁上。用户在开锁前，可通过手机二维码扫描将密文2以及当前手机所在位置发送至数据服务器。服务器收到密文2和位置信息后，对密文2使用私钥先进行非对称解密，再用密钥进行对称解密，得到锁特征id号。然后根据锁id检索出锁前次开锁密码，再以该密码作为明文，先用私钥进行非对称加密运算，再用密钥进行对称加密运算，得到密文3。在保存新计算得倒的密钥同时，将其返回给用户终端。

用户在收到新开锁密码后，将其输入电子锁。电子锁之后对其采用公钥进行非对称解密，得到密文3，再使用密钥对其进行对称解密，最终得到服务器加密前的明文—前次开锁密码。对比解密结果与存储在电子锁中的前次开锁密码，即可判别用户输入密码是否正确，从而确定是否开锁。

同样，在用户锁车时，也将密文2连同位置信息发给数据服务器；数据服务器记录位置信息后，确定电子锁的物理定位；再对返回给用户终端用于开锁的密码进行确认和保存，以便下次开锁请求作为加密的明文使用。最终实现了电子锁开锁密码的动态变换，也实现了简单的电子锁定位。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种电子锁的动态加密和定位方法，该技术的实现包括电子锁、用户终端及数据服务器；电子锁采用对称和非对称加密算法对电子锁的标识进行加密，将加密结果提供给用户，用户用该密文向数据服务器请求开锁密码；同时，其采用对称和非对称加密算法对用户输入的开锁密码进行解密，之后对比解密结果与前次开锁密码；数据服务器采用对等的对称和非对称加密算法对户终端发送而来的数据进行解密和解析，在得到电子锁的定位以及锁的标识后，通过锁的标识查找到前次开锁密码，再对其进行对称和非对称加密运算，生成新开锁密码。本发明不仅解决了机械锁密码动态更新问题，而且无需网络连接也能实现，全程加密的方式也提高了该技术的安全性。

技术研发人员：程伟根;夏灵林;黄安;李岚;黄永平;王云珍
受保护的技术使用者：南昌大学
技术研发日：2017.05.09
技术公布日：2017.10.27