掌上超声设备向移动终端设备传输图像的加密方法及系统与流程

本发明涉及数据加密，尤其涉及掌上超声设备向移动终端设备传输图像的加密方法及系统。

背景技术：

1、随着医疗技术的持续进步，掌上超声设备以其出色的便携性和实时性，在医疗领域中的应用日益广泛。无论是在紧急救援现场、偏远地区还是日常医疗检查中，这种设备都显示出了巨大的潜力和实用价值。然而，与此同时，掌上超声设备与移动终端设备之间的数据传输安全问题也逐渐浮出水面，成为了不可忽视的挑战。

2、目前，市场上的大多数加密方案都采用了固定密钥的加密方法。虽然这种方法在初期能提供一定程度的安全保障，但随着时间的推移，其固有的局限性逐渐暴露出来。固定密钥的加密方式意味着一旦密钥被破解，所有的加密数据都将面临泄露的风险。而且，由于密钥长期不变，黑客有足够的时间和资源去尝试破解，从而增加了数据泄露的可能性。

3、更为重要的是，传统的加密方法缺乏对数据传输环境的实时感知能力。在实际应用中，数据传输环境是复杂多变的，可能涉及到不同的网络类型、传输距离、干扰因素等。传统的加密方法无法根据这些环境因素动态调整加密策略，导致加密的灵活性和安全性大打折扣。

4、因此，面对掌上超声设备与移动终端设备间数据传输的安全问题，我们迫切需要一种更加先进、灵活且安全的加密方案。这种方案不仅需要能够抵御破解攻击，保护数据的安全，还需要能够实时感知传输环境的变化，并根据环境因素动态调整加密策略，确保在任何情况下都能提供最高级别的安全保障。

技术实现思路

1、针对现有技术中存在的问题，本发明提供掌上超声设备向移动终端设备传输图像的加密方法，包括：

2、步骤s1，所述掌上超声设备和所述移动终端设备分别获取自身的设备id、自身的时间戳和自身生成的随机数，随后根据自身的所述设备id、所述时间戳和所述随机数通过配置的第一加密算法生成自身的初始密钥；

3、步骤s2，所述掌上超声设备根据待传输图像的数据大小、监测得到的数据传输速度和网络环境参数计算得到动态因子，随后根据所述动态因子、所述掌上超声设备的所述初始密钥和所述移动终端设备的所述初始密钥通过配置的第二加密算法生成组合动态密钥；

4、步骤s3，所述掌上超声设备采用所述组合动态密钥对待传输图像进行加密封装成加密数据包发送至所述移动终端设备，所述移动终端设备根据所述组合动态密钥对所述加密数据包解密并还原得到所述待传输图像。

5、优选的，所述步骤s1包括：

6、步骤s11，所述掌上超声设备获取自身的mac地址,和/或序列号，和/或唯一标识符作为自身的所述设备id，随后获取自身当前的所述时间戳并随机产生随机数，随后根据自身的所述设备id、所述时间戳和所述随机数通过所述第一加密算法生成自身的所述初始密钥；

7、步骤s12，所述移动终端设备获取自身的mac地址,和/或序列号，和/或唯一标识符作为自身的所述设备id，随后获取自身当前的所述时间戳并随机产生随机数，随后根据自身的所述设备id、所述时间戳和所述随机数通过所述第一加密算法生成自身的所述初始密钥。

8、优选的，所述步骤s2包括：

9、步骤s21，所述掌上超声设备测量所述待传输图像的数据大小，并且监测得到当前的数据传输速度，随后获取当前的信号强度和网络丢包率作为所述网络环境参数；

10、步骤s22，所述掌上超声设备根据所述数据大小、所述数据传输速度和所述网络环境参数计算得到所述动态因子；

11、步骤s23，所述掌上超声设备根据自身的所述初始密钥和所述动态因子通过配置的密钥派生函数生成自身的动态密钥，所述移动终端设备根据自身的所述初始密钥和所述动态因子通过配置的密钥派生函数生成自身的动态密钥；

12、步骤s24，所述掌上超声设备和所述移动终端设备根据自身的所述动态密钥和对方的所述动态密钥分别通过所述密钥派生函数生成所述组合动态密钥。

13、优选的，所述步骤s22包括：

14、步骤s221，所述掌上超声设备分别对所述网络丢包率、所述数据大小和所述数据传输速度进行归一化处理得到归一化网络丢包率、归一化数据大小和归一化数据传输速度；

15、步骤s222，所述掌上超声设备将所述网络丢包率、所述归一化网络丢包率、所述归一化数据大小和所述归一化数据传输速度根据预先配置的权重进行加权求和得到所述动态因子。

16、优选的，所述步骤s3包括：

17、步骤s31,所述掌上超声设备将所述待传输图像分割为多个图像块，随后根据所述组合动态密钥对每个所述图像块依次加密并按预先设定的封装格式封装为所述加密数据包；

18、步骤s32，所述掌上超声设备和所述移动终端设备之间通过无线通信方式连接，随后所述掌上超声设备根据所述加密数据包的数据量大小和当前网络环境现在选择传输协议并发送至所述移动终端设备；

19、步骤s33，所述移动终端设备对接收到的所述加密数据包进行完整性校验，随后根据所述组合动态密钥对所述加密数据包解密得到多个所述图像块，随后按照所述封装格式将各所述图像块还原得到所述待传输图像。

20、本发明还提供掌上超声设备向移动终端设备传输图像的加密系统，应用如上述的加密方法，包括：

21、初始密钥生成模块，所述掌上超声设备和所述移动终端设备分别获取自身的设备id、自身的时间戳和自身生成的随机数，随后根据自身的所述设备id、所述时间戳和所述随机数通过配置的第一加密算法生成自身的初始密钥；

22、动态密钥生成模块，连接所述初始密钥生成模块，所述掌上超声设备根据待传输图像的数据大小、监测得到的数据传输速度和网络环境参数计算得到动态因子，随后根据所述动态因子、所述掌上超声设备的所述初始密钥和所述移动终端设备的所述初始密钥通过配置的第二加密算法生成组合动态密钥；

23、图像传输模块，连接所述动态密钥生成模块，所述掌上超声设备采用所述组合动态密钥对待传输图像进行加密封装成加密数据包发送至所述移动终端设备，所述移动终端设备根据所述组合动态密钥对所述加密数据包解密并还原得到所述待传输图像。

24、优选的，所述初始密钥生成模块包括：

25、第一生成单元，所述掌上超声设备获取自身的mac地址,和/或序列号，和/或唯一标识符作为自身的所述设备id，随后获取自身当前的所述时间戳并随机产生随机数，随后根据自身的所述设备id、所述时间戳和所述随机数通过所述第一加密算法生成自身的所述初始密钥；

26、第二生成单元，所述移动终端设备获取自身的mac地址,和/或序列号，和/或唯一标识符作为自身的所述设备id，随后获取自身当前的所述时间戳并随机产生随机数，随后根据自身的所述设备id、所述时间戳和所述随机数通过所述第一加密算法生成自身的所述初始密钥。

27、优选的，所述动态密钥生成模块包括：

28、参数采集单元，所述掌上超声设备测量所述待传输图像的数据大小，并且监测得到当前的数据传输速度，随后获取当前的信号强度和网络丢包率作为所述网络环境参数；

29、动态因子计算单元，连接所述参数采集单元，所述掌上超声设备根据所述数据大小、所述数据传输速度和所述网络环境参数计算得到所述动态因子；

30、动态密钥生成单元，连接所述动态因子计算单元，所述掌上超声设备根据自身的所述初始密钥和所述动态因子通过配置的密钥派生函数生成自身的动态密钥，所述移动终端设备根据自身的所述初始密钥和所述动态因子通过配置的密钥派生函数生成自身的动态密钥；

31、组合密钥生成单元，连接所述动态密钥生成单元，所述掌上超声设备和所述移动终端设备分别根据自身的所述动态密钥和对方的所述动态密钥通过所述密钥派生函数生成所述组合动态密钥。

32、优选的，所述动态因子计算单元包括：

33、归一化子单元，所述掌上超声设备分别对所述网络丢包率、所述数据大小和所述数据传输速度进行归一化处理得到归一化网络丢包率、归一化数据大小和归一化数据传输速度；

34、因子计算子单元，连接所述归一化子单元，所述掌上超声设备将所述网络丢包率、所述归一化网络丢包率、所述归一化数据大小和所述归一化数据传输速度根据预先配置的权重进行加权求和得到所述动态因子。

35、优选的，所述图像传输模块包括：

36、数据加密单元,所述掌上超声设备将所述待传输图像分割为多个图像块，随后根据所述组合动态密钥对每个所述图像块依次加密并按预先设定的封装格式封装为所述加密数据包；

37、数据发送单元，连接所述数据加密单元，所述掌上超声设备和所述移动终端设备之间通过无线通信方式连接，随后所述掌上超声设备根据所述加密数据包的数据量大小和当前网络环境现在选择传输协议并发送至所述移动终端设备；

38、图像解密单元，连接所述数据发送单元，所述移动终端设备对接收到的所述加密数据包进行完整性校验，随后根据所述组合动态密钥对所述加密数据包解密得到多个所述图像块，随后按照所述封装格式将各所述图像块还原得到所述待传输图像。

39、上述技术方案具有如下优点或有益效果：

40、通过引入动态密钥生成和加密机制，有效解决了掌上超声设备与移动终端设备间数据传输的安全性问题。不仅利用设备id、时间戳和随机数生成初始密钥，还根据传输数据大小、速度和网络环境参数计算动态因子，生成组合动态密钥，增强了密钥的复杂性和随机性。同时，通过实时感知环境，动态调整加密策略，确保在任何网络条件下都能提供最佳安全保障。此外，还采用分块加密、完整性校验和数据还原等措施，提高了加密的灵活性和数据的准确性。显著提升了数据传输的安全性和可靠性，满足了医疗领域对高安全性需求的要求。