智能家居网络节点的配置方法、数据发送和接收方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及数据安全传输技术，特别涉及智能家居网络节点的配置方法、数据发送和接收方法。
【背景技术】
[0002]随着移动智能终端的快速发展，家居设备也越来越智能化。智能家居系统是以住宅空间为平台，利用综合布线技术、网络通信技术、安全防范技术、自动控制技术、音视频技术等将与家居生活有关的设备进行集成，构建高效的住宅设施和家庭日程事务的管理系统，提升家居设备安全性、便利性、舒适性、艺术性，并实现环保节能的居住环境。
[0003]目前，智能家居系统以组网的方式进行布局形成智能家居网络，系统中的各设备构成网络节点，通过终端对节点进行控制，终端与节点在进行数据交互时，由于数据没有加密，数据交互过程存在被截获，仿冒等安全隐患，导致智能家居网络的安全性较低。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于提供一种用于智能家居网络节点的配置方法、数据发送和接收方法，使得在智能家居网络中可以便捷的建立安全通道，并在对数据交互中的数据进行加密传输，防止数据包被截取、仿冒和伪发，保证了智能家居网络进行数据交互的安全性。
[0005]为解决上述技术问题，本发明的实施方式提供了一种智能家居网络节点的配置方法，所述智能家居网络节点为智能家居设备或者控制终端；所述智能家居网络包含多个智能家居设备和至少一个控制终端；
[0006]智能家居网络节点的配置方法包含以下步骤:
[0007]新加入网络的控制终端与网络节点配对；
[0008]新加入网络的控制终端接收用户输入的网络名称和网络密码；
[0009]新加入网络的控制终端根据接收的网络名称和网络密码向网络节点请求长期密钥；
[0010]网络节点反馈长期密钥给所述新加入网络的控制终端；
[0011]所述新加入网络的控制终端保存网络配置信息，供后续配置其他加入网络的节点使用；其中，网络配置信息包含:网络名称、网络密码和长期密钥。
[0012]本发明的实施方式提供了一种数据发送方法，所述智能家居网络节点采用上述的配置方法获得网络配置信息；所述智能家居网络节点的数据发送方法包含以下步骤:
[0013]采用长期密钥KEY、数据包序列号SN、发送者地址srcID，对数据信息INFO进行加密，获取密文；
[0014]将密文封装成数据包并发送。
[0015]本发明的实施方式还提供了一种数据接收方法，所述智能家居网络节点采用上述的配置方法获得网络配置信息；所述智能家居网络节点的数据接收方法包含以下步骤:
[0016]接收数据包；数据包至少包含密文，密文采用长期密钥KEY、数据包序列号SN、发送者地址srcID，对数据信息INFO进行加密得到；
[0017]若数据包中的数据包序列号SN与当前记录的数据包序列号SN—致，则采用长期密钥KEY、数据包序列号SN、发送者地址srcID，对密文解密，获取数据信息INFO。
[0018]本发明实施方式相对于现有技术而言，通过在智能家居网络的节点分发长期密钥，并在数据传输过程中采用长期密钥KEY对数据信息INFO进行加密和解密，实现了数据的安全发送和接收，防止数据包被截取仿冒和伪发，保证了智能家居网络中的节点之间进行数据交互的安全性。
[0019]另外，数据包中还包括随机数nonce字段；其中，所述随机数字段中至少包含发送者地址srcID和数据包序列号SN。
[0020]另外，随机字段中还包括一个转发数据值TTL;转发数据值用于控制数据包的转发次数。通过设置有效的转发次数可以避免无效的数据转发，避免了功率损耗。
【附图说明】
[0021]图1是根据本发明第一实施方式的长期密钥生成和分发流程图；
[0022]图2是根据本发明第一实施方式的新的控制终端加入网络的流程示意图；
[0023]图3是根据本发明第二实施方式的智能家居节点间传输的数据包格式示意图；
[0024]图4是根据本发明第二实施方式的从终端到智能家居网络节点的数据包格式示意图；
[0025]图5是根据本发明第二实施方式的从智能家居网络节点到终端的数据包格式示意图；
[0026]图6是根据本发明第三实施方式的数据接收方法的流程图。
【具体实施方式】
[0027]为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的各实施方式进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本发明各实施方式中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本申请各权利要求所要求保护的技术方案。
[0028]本发明的第一实施方式涉及一种智能家居网络节点的配置方法。这里所说的智能家居网络节点可以为智能家居设备或者控制终端；智能家居网络包含多个智能家居设备和至少一个控制终端。该智能家居网络包含多个网络节点，智能家居设备可以为灯、开关、遥控器、智能电视、智能洗衣机、智能空调、智能监控设备等等多种智能家居设备。控制终端可以为手机、平板电脑，其中控制终端安装有智能家居网络控制应用程序APP，安装有该控制应用程序的终端可以对智能家居设备进行控制。智能家居设备与控制终端的种类并不限于以上所述，这里不再一一赘述。
[0029]当第一个配对的网络节点通过终端(比如手机)加入智能家居网络时，终端设置该智能家居网络的网络名称(nn)、网络密码(pass)及长期密钥(Itk)(以下将三者统称为网络配置信息，其中长期密钥可能由网络名称，网络密码，以及其他用户不可见信息推导得出)，并将这些网络配置信息交换给节点；之后再加入网络的节点，终端直接分发上述网络配置。
[0030]也就是说，智能家居网络节点的配置方法首先包含一控制终端与一智能家居设备初始化网络配置信息的步骤。在初始化之前，智能家居网络还未组建，通过一控制终端与一智能家居设备进行交互，组建智能家居mesh网络。以下以一手机(Phone)和一灯(Light)为例来说明网络初始化，如图1所示。
[0031]准备加入该智能家居网络的灯通过广播信道进行周期性的广播，当手机监听到该广播后，发出扫描请求，当灯回应扫描时，就完成了灯的发现过程。然后，当手机发送“配对请求(PAIRING_REQ) ”到灯时，该请求触发灯随机闪烁η次，并发送“配对响应(PAIRING_RES) ”，其中η为临时密钥，可以为小的随机整数。
[0032]此环节中，由于配对请求和配对响应都没有加密，为了加强保护，可以利用一个特殊的序列(Sequence)来确保，例如:手机在用户要求开始配对后，配对请求实际上分为两个不同的信息:配对请求I和配对请求2，手机会发送在X秒钟内会连续发送配对请求IM次，然后转为连续发送配对请求2N次，灯在手机进入配对状态后再上电，只有在上电后的Y(小于X)的时间内，连续收到配对请求I和配对请求2，才会进入配对状态。这种方式可以让最接近灯和手机的用户才能控制什么时间开始配对。
[0033]值得说明的是，临时密钥可以按照预设规则显示给用户查看，比如，通过智能家居设备自带的灯组以以下任意一种方式或任意组合显示给用户查看:灯组的亮灭、灯组的闪烁次数和灯组的颜色组合。另外，临时密钥也可以是智能家居设备出厂时设定，比如，印刷在灯上的条形码或者正交码。
[0034]手机和灯完成配对之后，用户在手机上输入临时密钥(η)、网络名称(nn)、网络密码(pass)。手机与灯进行交互，通过“加密开始(ENC_START) ”和“加密响应(ENC_RSP)”，根据网络名称和临时密钥生成会话密钥。具体地说，如图1中所示，手机向灯发送网络名