一種epon系統中加密數據幀解密方法及裝置的製作方法
2023-05-04 09:23:16 1
專利名稱：一種epon系統中加密數據幀解密方法及裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及EPON(Ethernet Passive Optical Network,乙太網無源光網絡)MAC (Media Access Control,媒質接入控制)系統數據加解密技術領域,具體而言,尤其涉及一種EPON系統中同時支持AES (Advanced Encryption Standard,高級加密標準)解密或者三重解擾晶片在處理多路LLID (Logical Link Identifier，邏輯鏈路標識)加密數據幀時的加密數據幀解密方法及裝置。
背景技術：
隨著信息技術的高速發展，網絡已逐漸成為人們日常生活和工作當中必不可少的工具，與之相應地，人們對在網絡上進行傳輸數據的安全性要求也日趨強烈。由於信息網絡是個開放的網絡，不採取任何加密措施就進行數據傳輸時，對於該傳輸數據來說就毫無安全性可言，因此為了滿足網絡安全通信的需求，需要在數據傳輸過程中對傳輸數據進行加密處理。
在EPON系統中，下行方向的數據傳輸採用廣播方式，在此過程中，惡意用戶很容易截獲系統中其它用戶的信息。因此，為了提高用戶數據的保密性，在EPON系統下行方向，需要對傳輸數據進行加密處理。例如，中國電信EPON技術對傳輸數據進行三重加擾處理，北美EPON技術對傳輸數據進行AES加密處理。
如圖1所示，圖1是現有的北美標準的單路AES解密流程示意圖，其中，在該圖中，存在I個用於AES解密的AES解密黑盒Ek、輸入的IV值和對應的AES解密密鑰Key，經過AES解密黑盒Ek輸出的數據與加密密文數據C1X2X3X4進行異或，得到明文數據ΡρΡ2、Ρ3、P4，在解密過程中，需要將該前一次的密文數據作為下一次AES解密黑盒Ek的IV輸入值.
如圖2所示，圖2是現有的中國電信標準的單路三重解擾流程示意圖，其中，在該圖中，存在密文和對應的三重解擾密鑰，例如，在該圖中，將8bit的加密數據幀以及24bit的三重解擾密鑰輸入三重解擾模塊，即得到對應的明文數據。
傳統EPON技術中，一個0NU(0ptical Network Unit,光網絡單兀)對應一個LLIDdogical link identifier,邏輯鏈路標識)。現有的加密數據巾貞解密方法,僅能夠實現對I路LLID的三重解擾或者AES解密，當同時需要進行單路LLID或多路LLID的三重解擾或者AES解密時，目前並沒有相關的設計方案被提出。例如，在中國電信對於EPON技術的要求之中，為了便於ONU中多個隊列的管理，同時建立起各種業務的映射關係，需要將每個ONU擴展到8路LLID。除此之外，對於所述需要處理多路LLID的加密數據幀解密方法，還需要其相應的EPON晶片能夠同時支持中國電信標準和北美標準，即需要同時支持三重解擾或者AES解密。發明內容
本發明的目的在於提供一種EPON系統中加密數據幀解密方法及裝置，其在邏輯鏈路有多路LLID的情況下，適用三重解擾以及AES解密兩種解密制式，提高了可用性。
為了達到本發明的目的，本發明採用以下技術方案:
一種EPON系統中加密數據幀解密方法，包括:
為邏輯鏈路中存在的多路LLID加密數據幀分別配置相應的多個三重解擾密鑰以及AES解密密鑰；
在接收到LLID加密數據幀時，依據所述LLID加密數據幀的LLID號以及預置的解密判斷信號判斷對所述LLID加密數據幀是採用三重解擾還是AES解密執行解密操作，當採用三重解擾對所述LLID加密數據幀解密時，利用與所述LLID加密數據幀的LLID號相對應的三重解擾密鑰對該LLID加密數據幀執行解密，當採用AES解密對所述LLID加密數據幀解密時，利用與所述LLID加密數據幀的LLID號相對應的AES解密密鑰對該LLID加密數據幀執行解密。
優選地，依據LLID加密數據幀的報文頭信息判斷該LLID加密數據幀所屬的LLID號。
優選地，依據所述LLID加密數據幀的LLID號以及預置的解密判斷信號判斷對所述LLID加密數據幀是採用三重解擾還是AES解密執行解密操作的方法包括:
獲取所述LLID加密數據幀的LLID號；
依據所述LLID加密數據幀的LLID號查詢預置的解密判斷信號中與所述LLID號相對應的符號位，若所述符號位為I，則選擇採取AES解密對所述LLID加密數據幀解密；若所述符號位為0，則選擇採取三重解擾對所述LLID加密數據幀解密。
優選地，當採用三重解擾對所述LLID加密數據幀解密時，其相應的解密方法包括:
依據獲取到的所述LLID加密數據幀的LLID號選擇相對應的三重解擾密鑰；
將所述LLID加密數據幀以及三重解擾密鑰輸入三重解擾模塊執行對所述LLID加密數據幀的解密。
優選地，當採用AES解密對所述LLID加密數據幀解密時，其相應的解密方法包括:
獲取前一個LLID加密數據幀的最後128位數據作為初始IV數據；
依據所述初始IV數據、與所述LLID加密數據幀的LLID號相對應的AES解密密鑰，以及當前LLID加密數據幀，對當前LLID加密數據幀執行解密。
一種EPON系統中加密數據幀解密裝置，包括:
密鑰分配模塊，用於為邏輯鏈路中存在的多路LLID加密數據幀分別配置相應的多個三重解擾密鑰以及AES解密密鑰；
判斷模塊，用於在接收到LLID加密數據幀時，依據所述LLID加密數據幀的LLID號以及預置的解密判斷信號判斷對所述LLID加密數據幀是採用三重解擾還是AES解密執行解密操作；
解密執行模塊，其分別連接至密鑰分配模塊及判斷模塊，用於當判斷模塊判斷出採用三重解擾對所述LLID加密數據幀解密時，利用與所述LLID加密數據幀的LLID號相對應的三重解擾密鑰對該LLID加密數據幀執行解密；當判斷模塊判斷出採用AES解密對所述LLID加密數據幀解密時，利用與所述LLID加密數據幀的LLID號相對應的AES解密密鑰對該LLID加密數據幀執行解密。
優選地，所述判斷模塊還用於依據LLID加密數據幀的報文頭信息判斷該LLID加密數據幀所屬的LLID號。
優選地，所述判斷模塊依據所述LLID加密數據幀的LLID號以及預置的解密判斷信號判斷對所述LLID加密數據幀是採用三重解擾還是AES解密執行解密操作的方法包括:
獲取所述LLID加密數據幀的LLID號；
依據所述LLID加密數據幀的LLID號查詢預置的解密判斷信號中與所述LLID號相對應的符號位，若所述符號位為I，則選擇採取AES解密對所述LLID加密數據幀解密；若所述符號位為0，則選擇採取三重解擾對所述LLID加密數據幀解密。
優選地，當採用三重解擾對所述LLID加密數據幀解密時，所述解密執行模塊對所述LLID加密數據幀執行解密的方法包括:
依據獲取到的所述LLID加密數據幀的LLID號選擇相對應的三重解擾密鑰；
將所述LLID加密數據幀以及三重解擾密鑰輸入三重解擾模塊執行對所述LLID加密數據幀的解密。
優選地，當採用AES解密對所述LLID加密數據幀解密時，所述解密執行模塊對所述LLID加密數據幀執行解密的方法包括:
獲取前一個LLID加密數據幀的最後128位數據作為初始IV數據；
依據所述初始IV數據、與所述LLID加密數據幀的LLID號相對應的AES解密密鑰，以及當前LLID加密數據幀，對當前LLID加密數據幀執行解密。
通過上述本發明的技術方案可以看出，與現有技術相比，本發明提供的EPON系統中加密數據幀解密方法及裝置既可以滿足中國電信擴展多LLID映射至不同業務的需求，同時也可以支持中國電信和北美技術不同解密方式的需求，達到了一個實施該加密數據幀解密方法及裝置的晶片能夠適用兩種不同的解密制式，從而提高了該晶片的可用性。
此處所說明的附圖用來提供對本發明的進一步理解，構成本發明的一部分，本發明的示意性實施例及其說明用於解釋本發明，並不構成對本發明的不當限定。在附圖中:
圖1是現有的北美標準的單路AES解密流程示意圖2是現有的中國電信標準的單路三重解擾流程示意圖3是本發明實施例提供的EPON系統中加密數據幀解密方法流程示意圖4是本發明實施例提供的EPON系統中加密數據幀解密裝置結構示意圖5本發明實施例中多路LLID加密數據幀進行AES解密的流程示意圖。
具體實施方式
為了使本發明所要解決的技術問題、技術方案及有益效果更加清楚、明白，以下結合附圖和實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，並不用於限定本發明。
如圖3所示，本發明提供了一種EPON系統中加密數據幀解密方法，所述方法包括:
S101、為邏輯鏈路中存在的多路LLID加密數據幀分別配置相應的多個三重解擾密鑰以及AES解密密鑰；
S102、在接收到LLID加密數據幀時，依據所述LLID加密數據幀的LLID號以及預置的解密判斷信號判斷對所述LLID加密數據幀是採用三重解擾還是AES解密執行解密操作，當採用三重解擾對所述LLID加密數據幀解密時，利用與所述LLID加密數據幀的LLID號相對應的三重解擾密鑰對該LLID加密數據幀執行解密，當採用AES解密對所述LLID加密數據幀解密時，利用與所述LLID加密數據幀的LLID號相對應的AES解密密鑰對該LLID加密數據幀執行解密。
例如，在步驟SlOl中，為了便於ONU中多個隊列的管理，同時建立起各種業務的映射關係，從而將每個ONU擴展到8路LLID。由於每路LLID都有其獨特的業務內容，因此對於每路LLID，都各自分配閾值相應的獨立的解密密鑰和解密方式，例如為三重解擾方式時，各自分配相對應的三重解擾密鑰；為AES解密時，各自分配相對應的AES解密密鑰。
同樣地，除了上述的在邏輯鏈路中存在的8路LLID加密數據幀的具體實施方式
之夕卜，對於所述在邏輯鏈路中存在的LLID加密數據幀的路數還可以擴展至215路，因為LLID號位寬為16，LLID的最高位第15比特位表示為該LLID號的數據幀信息為廣播還是單播。以下本文將主要針對8路LLID的解密方法做出闡述，對於N路LLID的解密方法可以依據本發明的發明內容而顯而易見的得以理解和實現，這裡將不作過多贅述。
優選實施方式下，依據LLID加密數據幀的報文頭信息判斷該LLID加密數據幀所屬的LLID號。例如，根據LLID加密數據幀中報文頭信息preamble的第6和第7位元組判斷該數據幀所屬的LLID號。
優選實施方式下，依據所述LLID加密數據幀的LLID號以及預置的解密判斷信號判斷對所述LLID加密數據幀是採用三重解擾還是AES解密執行解密操作的方法包括:
S200、獲取所述LLID加密數據幀的LLID號；
S201、依據所述LLID加密數據幀的LLID號查詢預置的解密判斷信號中與所述LLID號相對應的符號位，若所述符號位為1，則選擇採取AES解密對所述LLID加密數據幀解密；若所述符號位為0，則選擇採取三重解擾對所述LLID加密數據幀解密。
對於所述解密判斷信號，其用於判斷對於獲取到的當前LLID加密數據幀究竟是採用三重解擾還是AES解密執行解密操作。例如，所述解密判斷信號為設計的sel_aes_churning[7:0]信號，所述sel_aes_churning[7:0]共有8bit位,每Ibit位對應於相應的LLID號的解密模式:例如sel_aes_churning[7]對應於LLID號為LLID7的解密模式選擇，若sel_aes_churning[7]為高電平，則LLID號為LLID7的LLID加密數據幀採用AES128解密，若Sel_aeS_Churning[7]為低電平，則LLID號為LLID7的LLID加密數據幀採用三重解擾解密。依此類推，相應地，sel_aes_churning
對應於LLID號為LLIDO的解密模式選擇，若sel_aes_churning
為高電平，則LLID號為LLIDO的LLID加密數據幀採用AES128解密，若sel_aes_churning
為低電平，則LLID號為LLIDO的LLID加密數據幀採用三重解擾解密。
其中，當依據所述解密判斷信號判斷出需要對當前LLID加密數據幀執行三重解擾解密時，其相應的解密方法包括:
S300、依據獲取到的所述LLID加密數據幀的LLID號選擇相對應的三重解擾密鑰；
S301、將所述LLID加密數據幀以及三重解擾密鑰輸入三重解擾模塊執行對所述LLID加密數據幀的解密。
其中，所述三重解擾模塊為現有的本技術領域的普通技術人員所共知的技術，本文將不對之進行詳細的闡述。
或者，當採用AES解密對所述當前LLID加密數據幀解密時，其相應的解密方法包括:
S400、獲取前一個LLID加密數據幀的最後128位數據作為初始IV數據；
S401、依據所述初始IV數據、與所述LLID加密數據幀的LLID號相對應的AES解密密鑰，以及當前LLID加密數據幀，對當前LLID加密數據幀執行解密。
如圖5所示，圖5本發明實施例中多路LLID加密數據幀進行AES解密的流程示意圖，例如，參照該圖，LLID號為LLIDO的LLID加密數據幀按照128bit分塊進行AES解密，在分塊的過程中，LLID加密數據幀的最後I塊可能不足128bit，則需在該加密數據幀塊的前面添零以補足128bit，同時對於下一個進行AES解密的加密數據幀，其初始IV數據為前一個LLID加密數據幀的隨後128bit欄位。相應地，所述AES黑盒對所述輸入的初始IV數據以及與所述LLID加密數據幀的LLID號相對應的AES解密密鑰所做的處理均為本技術領域的普通技術人員所共知的技術內容，本文將不對之進行詳細闡述。
如圖4所示，本發明實施例還提供了一種EPON系統中加密數據幀解密裝置，所述裝置包括:
密鑰分配模塊10，用於為邏輯鏈路中存在的多路LLID加密數據幀分別配置相應的多個三重解擾密鑰以及AES解密密鑰；
判斷模塊20，用於在接收到LLID加密數據幀時，依據所述LLID加密數據幀的LLID號以及預置的解密判斷信號判斷對所述LLID加密數據幀是採用三重解擾還是AES解密執行解密操作；
解密執行模塊30，其分別連接至密鑰分配模塊10及判斷模塊20，用於當判斷模塊20判斷出採用三重解擾對所述LLID加密數據幀解密時，利用與所述LLID加密數據幀的LLID號相對應的三重解擾密鑰對該LLID加密數據幀執行解密；當判斷模塊20判斷出採用AES解密對所述LLID加密數據幀解密時，利用與所述LLID加密數據幀的LLID號相對應的AES解密密鑰對該LLID加密數據幀執行解密。
其中，所述判斷模塊20還用於依據LLID加密數據幀的報文頭信息判斷該LLID加密數據幀所屬的LLID號，例如，根據LLID加密數據幀中報文頭信息preamble的第6和第7位元組判斷該數據幀所屬的LLID號。
所述判斷模塊20依據所述LLID加密數據幀的LLID號以及預置的解密判斷信號判斷對所述LLID加密數據幀是採用三重解擾還是AES解密執行解密操作的方法包括:
(I)獲取所述LLID加密數據幀的LLID號；
(2)依據所述LLID加密數據幀的LLID號查詢預置的解密判斷信號中與所述LLID號相對應的符號位，若所述符號位為1，則選擇採取AES解密對所述LLID加密數據幀解密；若所述符號位為0，則選擇採取三重解擾對所述LLID加密數據幀解密。
其中，當採用三重解擾對所述LLID加密數據幀解密時，所述解密執行模塊30對所述LLID加密數據幀執行解密的方法包括:
I)依據獲取到的所述LLID加密數據幀的LLID號選擇相對應的三重解擾密鑰；
2)將所述LLID加密數據幀以及三重解擾密鑰輸入三重解擾模塊執行對所述LLID加密數據幀的解密。
當採用AES解密對所述LLID加密數據幀解密時，所述解密執行模塊30對所述LLID加密數據幀執行解密的方法包括:
I)獲取前一個LLID加密數據幀的最後128位數據作為初始IV數據；
2)依據所述初始IV數據、與所述LLID加密數據幀的LLID號相對應的AES解密密鑰，以及當前LLID加密數據幀，對當前LLID加密數據幀執行解密。
下面將簡單介紹下本發明實施例提供的LLID加密數據幀解密方法以及裝置的工作原理和工作流程，如下:
LLID加密數據幀在進入該LLID加密數據幀解密裝置時，該裝置需要首先判斷該數據幀為明文還是密文，其次判斷數據幀的LLID號，然後根據LLID號查看sel_aes_churning[7:0]相應的bit位,從而選擇對應的解密方式,最後根據數據巾貞的解密方式分別對數據幀執行解密。
具體的實施方案包括如下步驟:
第一步:根據LLID加密數據巾貞中的報文頭信息preamble第5位元組bitl位判斷該數據幀為明文還是密文；
第二步:根據LLID加密數據幀中的報文頭信息preamble第6和第7位元組判斷該數據幀所屬的LLID號；
第三步:若該幀數據為加密數據幀，則根據數據幀的LLID號查看sel_aes_churning[7:0]信號相應的bit位:若相應的bit位為高電平I,則選擇AES解密；若相應的bit位為低電平O，選擇三重解擾；
第四步:若針對該數據幀採用AES解密，則提取上一 LLID加密數據幀的最後128bit欄位數據，同時將該數據幀、提取的128bit和對應的AES密鑰寫入AES黑盒或稱AES解密模塊，執行對所述LLID加密數據幀的解密；若針對該數據幀採用三重解擾，則將該數據幀和對應的三重解擾密鑰寫入三重解擾模塊，從而執行對所述LLID加密數據幀的解密。
上述說明示出並描述了本發明的一個優選實施例，但如前所述，應當理解本發明並非局限於本文所披露的形式，不應看作是對其他實施例的排除，而可用於各種其他組合、修改和環境，並能夠在本文所述發明構想範圍內，通過上述教導或相關領域的技術或知識進行改動。而本領域人員所進行的改動和變化不脫離本發明的精神和範圍，則都應在本發明所附權利要求的保護範圍內。
權利要求
1.一種EPON系統中加密數據幀解密方法，其特徵在於，包括: 為邏輯鏈路中存在的多路LLID加密數據幀分別配置相應的多個三重解擾密鑰以及AES解密密鑰； 在接收到LLID加密數據幀時，依據所述LLID加密數據幀的LLID號以及預置的解密判斷信號判斷對所述LLID加密數據幀是採用三重解擾還是AES解密執行解密操作，當採用三重解擾對所述LLID加密數據幀解密時，利用與所述LLID加密數據幀的LLID號相對應的三重解擾密鑰對該LLID加密數據幀執行解密，當採用AES解密對所述LLID加密數據幀解密時，利用與所述LLID加密數據幀的LLID號相對應的AES解密密鑰對該LLID加密數據幀執行解密。
2.如權利要求1所述的EPON系統中加密數據幀解密方法，其特徵在於，依據LLID加密數據幀的報文頭信息判斷該LLID加密數據幀所屬的LLID號。
3.如權利要求2所述的EPON系統中加密數據幀解密方法，其特徵在於，依據所述LLID加密數據幀的LLID號以及預置的解密判斷信號判斷對所述LLID加密數據幀是採用三重解擾還是AES解密執行解密操作的方法包括: 獲取所述LLID加密數據幀的LLID號； 依據所述LLID加密數據幀的LLID號查詢預置的解密判斷信號中與所述LLID號相對應的符號位，若所述符號位為1，則選擇採取AES解密對所述LLID加密數據幀解密；若所述符號位為0，則選擇採取三重解擾對所述LLID加密數據幀解密。
4.如權利要求3所述的EPON系統中加密數據幀解密方法，其特徵在於，當採用三重解擾對所述LLID加密數據幀解密時，其相應的解密方法包括: 依據獲取到的所述LLID加密數據幀的LLID號選擇相對應的三重解擾密鑰； 將所述LLID加密數據幀以及三重解擾密鑰輸入三重解擾模塊執行對所述LLID加密數據幀的解密。
5.如權利要求3所述的EPON系統中加密數據幀解密方法，其特徵在於，當採用AES解密對所述LLID加密數據幀解密時，其相應的解密方法包括: 獲取前一個LLID加密數據幀的最後128位數據作為初始IV數據； 依據所述初始IV數據、與所述LLID加密數據幀的LLID號相對應的AES解密密鑰，以及當前LLID加密數 據幀，對當前LLID加密數據幀執行解密。
6.一種EPON系統中加密數據幀解密裝置，其特徵在於，包括: 密鑰分配模塊，用於為邏輯鏈路中存在的多路LLID加密數據幀分別配置相應的多個三重解擾密鑰以及AES解密密鑰； 判斷模塊，用於在接收到LLID加密數據幀時，依據所述LLID加密數據幀的LLID號以及預置的解密判斷信號判斷對所述LLID加密數據幀是採用三重解擾還是AES解密執行解密操作； 解密執行模塊，其分別連接至密鑰分配模塊及判斷模塊，用於當判斷模塊判斷出採用三重解擾對所述LLID加密數據幀解密時，利用與所述LLID加密數據幀的LLID號相對應的三重解擾密鑰對該LLID加密數據幀執行解密；當判斷模塊判斷出採用AES解密對所述LLID加密數據幀解密時，利用與所述LLID加密數據幀的LLID號相對應的AES解密密鑰對該LLID加密數據幀執行解密。
7.如權利要求6所述的EPON系統中加密數據幀解密裝置，其特徵在於，所述判斷模塊還用於依據LLID加密數據幀的報文頭信息判斷該LLID加密數據幀所屬的LLID號。
8.如權利要求7所述的EPON系統中加密數據幀解密裝置，其特徵在於，所述判斷模塊依據所述LLID加密數據幀的LLID號以及預置的解密判斷信號判斷對所述LLID加密數據幀是採用三重解擾還是AES解密執行解密操作的方法包括: 獲取所述LLID加密數據幀的LLID號； 依據所述LLID加密數據幀的LLID號查詢預置的解密判斷信號中與所述LLID號相對應的符號位，若所述符號位為I，則選擇採取AES解密對所述LLID加密數據幀解密；若所述符號位為0，則選擇採取三重解擾對所述LLID加密數據幀解密。
9.如權利要求8所述的EPON系統中加密數據幀解密裝置，其特徵在於，當採用三重解擾對所述LLID加密數據幀解密時，所述解密執行模塊對所述LLID加密數據幀執行解密的方法包括: 依據獲取到的所述LLID加密數據幀的LLID號選擇相對應的三重解擾密鑰； 將所述LLID加密數據幀以及三重解擾密鑰輸入三重解擾模塊執行對所述LLID加密數據幀的解密。
10.如權利要求8所述的EPON系統中加密數據幀解密裝置，其特徵在於，當採用AES解密對所述LLID加密數據幀解密時，所述解密執行模塊對所述LLID加密數據幀執行解密的方法包括: 獲取前一個LLID加密數據幀的最後128位數據作為初始IV數據； 依據所述初始IV數據、與所述LLID加 密數據幀的LLID號相對應的AES解密密鑰，以及當前LLID加密數據幀，對當前LLID加密數據幀執行解密。
全文摘要
本發明公開了一種EPON系統中加密數據幀解密方法及裝置，所述方法包括為邏輯鏈路中存在的多路LLID加密數據幀分別配置相應的多個三重解擾密鑰以及AES解密密鑰；在接收到LLID加密數據幀時，依據所述LLID加密數據幀的LLID號以及預置的解密判斷信號判斷對所述LLID加密數據幀是採用三重解擾還是AES解密執行解密操作。本發明能夠適用兩種不同的解密制式，從而提高了該晶片的可用性。
文檔編號H04L9/32GK103138924SQ201110378739
公開日2013年6月5日 申請日期2011年11月24日 優先權日2011年11月24日
發明者邵玉玲 申請人:中興通訊股份有限公司