本發(fā)明涉及到網(wǎng)絡編程技術以及基于精準時鐘同步IP地址跳變的安全通信技術。

背景技術：

隨著智能手機的普及，各類手機軟件層出不窮，其中各種類型的即時通訊軟件如QQ、微信等已經(jīng)逐漸取代傳統(tǒng)的短信、電話的通信方式，逐漸成為主流的通信交流方式。網(wǎng)絡通信方便快捷，還能節(jié)省大量的話費開銷，越來越受到當代消費者的青睞。

互聯(lián)網(wǎng)通訊軟件是以互聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)流量為依托的，在脫離數(shù)據(jù)流量的野外環(huán)境或是網(wǎng)絡傳輸設施遭受到嚴重破壞時，電話、短信、數(shù)據(jù)流量都不能使用，此時人們能使用的非人工的通信方式幾乎沒有。一旦處于沒有網(wǎng)絡信號的荒郊野外，互聯(lián)網(wǎng)通訊軟件就會變成單機軟件，失去它原本的作用和意義。無線路由器或者一部手機，就可以搭建起一個簡易的局域網(wǎng)，利用無線WiFi搭建的局域網(wǎng)和安卓智能手機，實現(xiàn)一個具有局域網(wǎng)對講功能的手機通訊軟件不僅能大大提高通訊效率，還能克服互聯(lián)網(wǎng)通訊軟件離不開互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)流量的弊端。但是由于局域網(wǎng)的安全性不高，通信內容極易被攻擊者竊取。利用IP地址跳變技術可以有效解決通訊的安全性問題，對于此類通訊軟件具有重要的意義。

技術實現(xiàn)要素：

本技術是在脫離數(shù)據(jù)流量的野外環(huán)境或是在網(wǎng)絡傳輸設施遭受到嚴重破壞時，電話、短信、數(shù)據(jù)流量都不能使用的情況下，通過搭建局域網(wǎng)WLAN，利用IP地址跳變和TCP/IP協(xié)議實現(xiàn)點對點語音、文字的安全通信；在此基礎上，采用精準時鐘同步的IP地址跳變技術確保通信的安全性；本技術綜合考慮通信的有效性和安全性，通過IP地址跳變和TCP/IP協(xié)議實現(xiàn)點對點的語音、文字的安全通信，實現(xiàn)在無數(shù)據(jù)流量接入情況下的安全的，便捷的實時通信。

本發(fā)明采用如下技術方案：

一種無外網(wǎng)接入的網(wǎng)絡跳變即時通訊技術及系統(tǒng)，其特征在于包括以步驟：

a、在無外網(wǎng)的環(huán)境下，通訊發(fā)起人首先利用無線路由器或手機的熱點功能搭建簡易無線網(wǎng)絡，并將通訊發(fā)起人作為網(wǎng)絡的中心節(jié)點，以供臨近節(jié)點連接；

b、新節(jié)點接入網(wǎng)絡后，在初始狀態(tài)下，輸入昵稱進行登錄，系統(tǒng)以用戶昵稱標定用戶；中心節(jié)點與新節(jié)點進行時鐘校對，并為用戶分配IP地址列表，每個列表中存儲著20個IP地址，作為用戶的IP地址池；

c、新用戶上線后通過UDP廣播發(fā)送上線通知，上線通知會發(fā)送用戶當前的IP地址與昵稱給已在線的所有用戶；其他用戶接收到廣播報文后，判斷是否接受好友關系，如果接受，則回復報文，將自己當前的IP地址和昵稱告訴新用戶；新用戶也可以進行好友關系的判斷，新用戶同意后，一個完整的通信關系建立完成；通信關系建立后，將自己的IP地址池共享給其它在線用戶；

d、通信過程中，采用精準時鐘同步策略，通過IP地址池跳變，在保證用戶雙方通訊正常的情況下，保證通訊內容的安全性；

e、同步開始后進行信息的傳輸，傳輸?shù)男畔㈩愋涂梢园ㄎ谋尽⒁纛l、文件以及語言通話請求；根據(jù)傳輸?shù)男畔⒌念愋偷牟煌M行相應的判斷和處理；

f、音頻及文件的傳輸，其通訊內容將以文件的形式保存在手機的制定文件夾中；文本信息的通訊內容會顯示在對話窗口中，對話窗口關閉，所有文本消息的記錄就會消除；語音同話的內容也會隨通話結束而消除。

進一步，上述步驟都是在無外網(wǎng)接入的環(huán)境下的點對點通信，通過無線路由器或者手機WiFi熱點搭建自組網(wǎng)，利用套接字編程實現(xiàn)用戶的上線通知及掃描(UDP廣播)，以及建立好友關系后的信息發(fā)送(TCP單播)，實現(xiàn)在無數(shù)據(jù)流量接入情況下的便捷的實時通信。

進一步，所述步驟b中，新用戶節(jié)點上線后，首先向中心節(jié)點進行時鐘校對并查詢當前未占用的可用IP地址，再從中隨機選取20個IP地址存入自己的IP地址列表中；中心節(jié)點將這20個IP地址標記為已占用地址，新節(jié)點的IP地址則從IP地址列表中根據(jù)一定策略進行選取。

進一步，所述步驟d中，所有通訊過程用戶雙方都通過精準時鐘同步策略進行IP地址跳變，跳變過程由中心節(jié)點統(tǒng)一控制，其中，中心節(jié)點不跳變，新節(jié)點確認與所有已存在節(jié)點的好友關系前不跳變；

根據(jù)精準時鐘同步，每間隔一個時間單位，進行一次地址跳變；IP地址在地址池中跳變的跨度由中心節(jié)點的隨機函數(shù)所產生的1到20中的隨機數(shù)決定；如公式所示，設X為中心節(jié)點通過隨機函數(shù)所取得的1到20間的隨機數(shù)，now表示當前IP地址所對應的序號，next則表示下一個IP地址所對應的序號，通過取模運算可以求得下一個IP地址；跳變的同時，用戶雙方用過計算對方的IP地址以保證的正常通訊狀態(tài)，并實現(xiàn)文字、語音、文件的傳輸；保證通訊的有效性和安全性。

公式如下：

IP_all＝ip[20] (1)

X＝rand(1,20) (2)

IP_next＝IP_{(now+X)mod(20)} (3)

本發(fā)明具有以下有益技術效果：

與其他通信方法相比較，本技術有以下三點優(yōu)勢：

1、本技術在無數(shù)據(jù)流量接入的情況下，利用路由器甚至手機的熱點搭建的自組網(wǎng)，就可以實現(xiàn)免費的語音、文字交流以及網(wǎng)絡電話，方便快捷。

2、本技術未采取傳統(tǒng)的C/S模式，除跳變過程控制與IP地址池分配是由中心節(jié)點統(tǒng)一控制外，其他信息的收發(fā)處理都采用點對點的通訊方式，避免了文件在服務器中轉過程中浪費的不必要的時間，大大提高了通訊效率。

3、本技術考慮到自組網(wǎng)的安全性不高，采用IP地址精準時鐘同步的跳變策略，這樣在保證用戶雙方正常通信的情況下，通信內容的安全性也得到了一定的保證。實現(xiàn)在無數(shù)據(jù)流量接入情況下的安全的，便捷的實時通信。

附圖說明

為了更清楚的說明本發(fā)明實施例中的技術方案，下面結合附圖與具體實施方案對本發(fā)明做進一步說明：

圖1用戶上線IP地址池分配圖

圖2基于IP地址精準時鐘同步跳變的安全通信流程圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發(fā)明作進一步詳細的描述。如圖所示：

在無外網(wǎng)的環(huán)境下，通訊發(fā)起人首先利用無線路由器或手機的熱點功能搭建簡易無線網(wǎng)絡，并將通訊發(fā)起人作為網(wǎng)絡的中心節(jié)點，以供臨近節(jié)點連接；

新節(jié)點接入網(wǎng)絡后，在初始狀態(tài)下，輸入昵稱進行登錄，系統(tǒng)以用戶昵稱標定用戶；中心節(jié)點與新節(jié)點進行時鐘校對，并為用戶分配IP地址列表，每個列表中存儲著20個IP地址，作為用戶的IP地址池；

新用戶上線后通過UDP廣播發(fā)送上線通知，上線通知會發(fā)送用戶當前的IP地址與昵稱給已在線的所有用戶；其他用戶接收到廣播報文后，判斷是否接受好友關系，如果接受，則回復報文，將自己當前的IP地址和昵稱告訴新用戶；新用戶也可以進行好友關系的判斷，新用戶同意后，一個完整的通信關系建立完成；通信關系建立后，將自己的IP地址池共享給其它在線用戶；

通信過程中，采用精準時鐘同步策略，通過IP地址池進行跳變，在保證用戶雙方通訊正常的情況下，保證通訊內容的安全性；實現(xiàn)在無數(shù)據(jù)流量接入的情況下的情況下安全的、便捷的實時通訊。

同步開始后進行信息的傳輸，傳輸?shù)男畔㈩愋涂梢园ㄎ谋尽⒁纛l、文件以及語言通話請求；根據(jù)傳輸?shù)男畔⒌念愋偷牟煌M行相應的判斷和處理：

(1)文字信息的接收與發(fā)送：

在好友列表點擊想要發(fā)送消息的在線好友，可以進入聊天界面。在編輯框內輸入想要發(fā)送的文字信息，點擊發(fā)送按鈕，信息就會發(fā)送給對方，并在聊天界面中顯示出來，同時還會顯示出信息發(fā)送的時間以及發(fā)送者的昵稱；接收信息時會有消息的提醒，若用戶正在好友界面，則會在好友欄中顯示消息提醒。

(2)語音對講功能：

進入聊天界面，按住錄音按鈕，進行錄音，松開按鈕，語音信息就會發(fā)送給對方，并在聊天界面中顯示出來，同時還會顯示出信息發(fā)送的時間以及發(fā)送者的昵稱、錄音的時長等信息；接收信息時會有消息的提醒，若用戶正在好友界面，則會在好友欄中顯示消息提醒；點擊接收或發(fā)送的語音信息，調用手機播放器，播放錄音；語音信息的傳輸是以文件的形式進行傳輸，能保持良好的音質。

(3)語音電話：

首先是呼叫好友，此時不論對方是出于聊天界面還是好友列表界面，都會彈出是否建立通話的提醒，對方應答，則通話建立；對方掛斷，則通話結束。通話建立后，通話雙方都可以通過按鈕結束通話。

(4)文件共享功能：

通過TCP/IP，進行點對點的文件傳輸，實現(xiàn)文件的共享。文件共享功能也是實現(xiàn)語音對講功能的前提，因為語音對講功能的實質是文件的傳輸功能。

音頻及文件的傳輸，其通訊內容將以文件的形式保存在手機中；文本信息的通訊內容會顯示在對話窗口中，對話窗口關閉，所有文本消息的記錄就會消除；語音同話的內容也會隨通話結束而消除。

所有通訊過程用戶雙方都通過精準時鐘同步策略進行IP地址跳變，跳變過程由中心節(jié)點統(tǒng)一控制，其中，中心節(jié)點不跳變，新節(jié)點確認與所有已存在節(jié)點的好友關系前不跳變；

根據(jù)精準時鐘同步，每間隔一個時間單位，進行一次地址跳變；IP地址在地址池中跳變的跨度由中心節(jié)點的隨機函數(shù)所產生的1到20中的隨機數(shù)決定；設X為中心節(jié)點通過隨機函數(shù)所取得的1到20間的隨機數(shù)，now表示當前IP地址所對應的序號，next則表示下一個IP地址所對應的序號，通過取模運算可以求得下一個IP地址；跳變的同時，用戶雙方用過計算對方的IP地址以保證的正常通訊狀態(tài)，并實現(xiàn)文字、語音、文件的傳輸；保證通訊的有效性和安全性。

在無數(shù)據(jù)流量接入的情況下，利用路由器甚至手機的熱點搭建的自組網(wǎng)，本技術就可以實現(xiàn)免費的語音、文字交流以及網(wǎng)絡電話。

本技術未采取傳統(tǒng)的C/S模式，除跳變過程控制與IP地址池分配由中心節(jié)點統(tǒng)一控制外，其他信息的收發(fā)都采用點對點的方式，避免了文件在服務器中轉過程中浪費的不必要的時間，大大提高了通訊效率。

本技術考慮到自組網(wǎng)的安全性不高，采用IP地址精準時鐘同步的跳變策略，這樣在保證用戶雙方正常通信的情況下，通信內容的安全性也得到了一定的保證。實現(xiàn)在無數(shù)據(jù)流量接入情況下的安全的，便捷的實時通信。