專利名稱：讀卡器安全認(rèn)證裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及數(shù)據(jù)安全領(lǐng)域，特別涉及到讀卡器、讀卡器安全認(rèn)證方法、裝置及系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
讀卡器是可以與智能卡、存儲卡或者其他類型卡片進行數(shù)據(jù)交換的設(shè)備。所述讀 卡器通過USB或者其他串口連接到個人電腦，可以與個人電腦之間進行數(shù)據(jù)交換，但是接 收和發(fā)送數(shù)據(jù)都需要遵循所述讀卡器的數(shù)據(jù)通訊協(xié)議。 讀卡器是一個數(shù)據(jù)傳輸通訊模塊，負(fù)責(zé)從終端(例如個人電腦或者其他電子設(shè) 備)通過一定的數(shù)據(jù)通訊協(xié)議格式接收數(shù)據(jù)，并將此數(shù)據(jù)按照與讀卡器連接的卡片能夠接 收的數(shù)據(jù)通訊協(xié)議格式，重新組織數(shù)據(jù)后轉(zhuǎn)發(fā)給所述卡片；反之，從卡片接收數(shù)據(jù)后按照終 端設(shè)備能夠接收的數(shù)據(jù)通訊協(xié)議格式，重新組織數(shù)據(jù)后返回給終端。 目前的讀卡器有以下方面的不足終端與讀卡器之間，按照數(shù)據(jù)通訊協(xié)議傳輸?shù)?數(shù)據(jù)沒有經(jīng)過加密處理，使數(shù)據(jù)容易被截?。唤K端與讀卡器進行數(shù)據(jù)交換之前，相互之間無 需進行任何認(rèn)證，不能保證數(shù)據(jù)交換的安全性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的之一為提供一種讀卡器、讀卡器安全認(rèn)證方法、裝置及系統(tǒng)，提升了 讀卡器的可靠性和數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩浴?本發(fā)明提出一種讀卡器，所述讀卡器包括 數(shù)據(jù)傳輸模塊，與終端和/或外接卡進行數(shù)據(jù)傳輸；設(shè)置數(shù)據(jù)加密算法和認(rèn)證算 法，進行認(rèn)證； 安全認(rèn)證模塊，與數(shù)據(jù)傳輸模塊和終端連接通信，設(shè)置數(shù)據(jù)加密算法和認(rèn)證算法， 與數(shù)據(jù)傳輸模塊和/或終端進行認(rèn)證。
優(yōu)選地，所述數(shù)據(jù)傳輸模塊包括 發(fā)送接收單元，發(fā)送和接收利用數(shù)據(jù)加密算法加密的數(shù)據(jù)信號以及利用認(rèn)證算法 加密的認(rèn)證信號； 讀卡認(rèn)證單元，將接收后的認(rèn)證信號解密認(rèn)證以及產(chǎn)生認(rèn)證信號供安全認(rèn)證模塊 認(rèn)證。
優(yōu)選地，所述安全認(rèn)證模塊包括 信號接收單元，接收數(shù)據(jù)傳輸模塊和/或終端利用數(shù)據(jù)加密算法加密的數(shù)據(jù)信號 和/或利用認(rèn)證算法加密的認(rèn)證信號； 加解密/認(rèn)證單元，將所述認(rèn)證信號解密認(rèn)證，并可利用認(rèn)證算法加密認(rèn)證信號 供數(shù)據(jù)傳輸模塊和/或終端進行認(rèn)證； 會話建立單元，在認(rèn)證成功后，接收認(rèn)證確認(rèn)，建立數(shù)據(jù)傳輸模塊與終端之間的會 話，并產(chǎn)生會話信息傳送給所述終端。
優(yōu)選地，所述會話信息包括會話標(biāo)識符和會話密鑰。 優(yōu)選地，所述安全認(rèn)證模塊還包括密鑰產(chǎn)生單元，根據(jù)所述會話標(biāo)識符產(chǎn)生會話 密鑰，加密會話。 優(yōu)選地，所述加解密/認(rèn)證單元，還包括將所述讀卡器傳送給終端的數(shù)據(jù)進行加 密和/或?qū)⒔K端利用會話密鑰加密傳送給讀卡器的數(shù)據(jù)解密。 本發(fā)明還提出一種讀卡器安全認(rèn)證系統(tǒng)，對讀卡器和與其連接通信的終端之間的 通信進行認(rèn)證，所述系統(tǒng)包括 讀卡器和終端，發(fā)送和接收利用認(rèn)證算法加密的認(rèn)證信號，并將接收后的認(rèn)證信 號解密認(rèn)證； 安全認(rèn)證模塊，與讀卡器和終端連接通信，接收讀卡器和/或終端利用認(rèn)證算法 加密的認(rèn)證信號；將所述認(rèn)證信號解密認(rèn)證；并可利用認(rèn)證算法加密認(rèn)證信號供讀卡器和 /或終端進行認(rèn)證； 認(rèn)證成功后，建立讀卡器與終端之間的會話，并產(chǎn)生會話信息傳送給所述終端。
本發(fā)明還提出一種讀卡器安全認(rèn)證方法，對讀卡器和與其連接通信的終端之間的 通信進行認(rèn)證，包括步驟 利用認(rèn)證算法加密認(rèn)證信號供讀卡器和/或終端進行認(rèn)證；
接收讀卡器和/或終端利用認(rèn)證算法加密的認(rèn)證信號；
將所述認(rèn)證信號解密后認(rèn)證； 認(rèn)證成功后，建立讀卡器與終端之間的會話，并產(chǎn)生會話信息傳送給所述終端。
優(yōu)選地，所述認(rèn)證成功后，建立讀卡器與終端之間的會話，并產(chǎn)生會話信息傳送給 所述終端的步驟還包括步驟 根據(jù)所述會話標(biāo)識符產(chǎn)生會話密鑰，加密會話。 本發(fā)明還提出一種讀卡器安全認(rèn)證裝置，與讀卡器和/或終端連接通信，所述裝 置包括 信號接收單元，接收讀卡器和/或終端利用認(rèn)證算法加密的認(rèn)證信號； 加解密/認(rèn)證單元，將所述認(rèn)證信號解密后認(rèn)證，并可利用認(rèn)證算法加密認(rèn)證信
號供讀卡器和/或終端進行認(rèn)證； 會話建立單元，在認(rèn)證成功后，建立讀卡器與終端之間的會話，并產(chǎn)生會話信息傳 送給所述終端。 本發(fā)明所述讀卡器、讀卡器安全認(rèn)證方法、裝置及系統(tǒng)，通過會話前的認(rèn)證，增強 了通信的安全性和讀卡器的可靠性；通過會話中的加密，增強數(shù)據(jù)的保密性。


圖1是本發(fā)明第一實施例讀卡器的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是本發(fā)明第二實施例讀卡器的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3是本發(fā)明第三實施例讀卡器的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖4是本發(fā)明第四實施例讀卡器安全認(rèn)證系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖5是本發(fā)明第五實施例讀卡器安全認(rèn)證方法的工作流程示意圖； 圖6是本發(fā)明第六實施例讀卡器安全認(rèn)證方法的工作流程示意5
圖7是本發(fā)明第七實施例讀卡器安全認(rèn)證裝置的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖8是本發(fā)明第七實施例讀卡器安全認(rèn)證裝置的另一結(jié)構(gòu)示意圖。 本發(fā)明目的的實現(xiàn)、功能特點及優(yōu)點將結(jié)合實施例，參照附圖做進一步說明。
具體實施例方式
本發(fā)明提供一種讀卡器、讀卡器安全認(rèn)證方法、裝置及系統(tǒng)，在讀卡器和與讀卡器 連接的終端之間，建立需要通過認(rèn)證的會話通信，并加密會話通信，保護數(shù)據(jù)；且讀卡器內(nèi) 部需要進行認(rèn)證，確保讀卡器不會被仿冒。 參照圖1，本發(fā)明第一實施例提出一種讀卡器，其包括數(shù)據(jù)傳輸模塊21和安全認(rèn) 證模塊22。 所述數(shù)據(jù)傳輸模塊21，與終端30和/或外接卡10進行數(shù)據(jù)傳輸；設(shè)置數(shù)據(jù)加密 算法和認(rèn)證算法，進行數(shù)據(jù)加密和認(rèn)證；所述終端30可以是個人電腦或者其他電子設(shè)備； 所述外接卡10可以是智能卡、存儲卡或者其他類型可以進行數(shù)據(jù)交換的卡片。
所述安全認(rèn)證模塊22，與數(shù)據(jù)傳輸模塊21和終端30連接通信，設(shè)置數(shù)據(jù)加密算法 和認(rèn)證算法，與數(shù)據(jù)傳輸模塊21和/或終端30進行認(rèn)證。 所述數(shù)據(jù)傳輸模塊21和終端30，需要進行會話時，可以發(fā)起認(rèn)證，通過將一數(shù)據(jù) 利用認(rèn)證算法加密后，傳送給所述安全認(rèn)證模塊22 ;經(jīng)過所述安全認(rèn)證模塊22利用認(rèn)證算 法解密后認(rèn)證，并利用認(rèn)證算法加密數(shù)據(jù)傳輸模塊21或終端30送入的信息后形成認(rèn)證信 號，分別返回給所述數(shù)據(jù)傳輸模塊21或終端30 ;所述數(shù)據(jù)傳輸模塊21和終端30通過解密 進行認(rèn)證，確認(rèn)解密后數(shù)據(jù)是發(fā)起認(rèn)證時加密發(fā)送的數(shù)據(jù)，則認(rèn)證成功。
本實施例，通過會話前的認(rèn)證，增強了通信的安全性；同時，讀卡器的所述數(shù)據(jù)傳 輸模塊21與所述安全認(rèn)證模塊22之間的認(rèn)證，使得讀卡器的所述數(shù)據(jù)傳輸模塊21與所述 安全認(rèn)證模塊22，不能被仿冒，增強讀卡器的可靠性。 參照圖2，本發(fā)明第二實施例基于第一實施例提出一種讀卡器，其包括數(shù)據(jù)傳輸模 塊21和安全認(rèn)證模塊22。 所述數(shù)據(jù)傳輸模塊21包括發(fā)送接收單元211和讀卡認(rèn)證單元212，所述發(fā)送接收 單元211，發(fā)送和接收利用認(rèn)證算法加密產(chǎn)生的認(rèn)證信號；所述讀卡認(rèn)證單元212，將接收 后的認(rèn)證信號解密并認(rèn)證。 所述安全認(rèn)證模塊22包括信號接收單元221、加解密/認(rèn)證單元222和會話建立 單元223，所述認(rèn)證信號接收單元221，接收數(shù)據(jù)傳輸模塊21和/或終端30利用認(rèn)證算法 加密產(chǎn)生的認(rèn)證信號；所述加解密/認(rèn)證單元222，將所述認(rèn)證信號解密后認(rèn)證，再利用認(rèn) 證算法加密數(shù)據(jù)傳輸模塊21或終端30送入的信息后傳送給數(shù)據(jù)傳輸模塊21和/或終端 30進行認(rèn)證；所述會話建立單元223，在認(rèn)證成功后，建立數(shù)據(jù)傳輸模塊21與終端30之間 的會話，并產(chǎn)生會話信息傳送給所述終端30。 所述會話信息包括會話標(biāo)識符和會話密鑰等；所述會話密鑰可以根據(jù)所述會話標(biāo) 識符等產(chǎn)生。 所述會話標(biāo)識符可以對會話進行唯一標(biāo)識。 本實施例數(shù)據(jù)加密算法可以是對稱算法；認(rèn)證算法可以是非對稱算法等；所述認(rèn) 證信號可以是一隨機數(shù)，所述隨機數(shù)是由認(rèn)證者產(chǎn)生；所述認(rèn)證者可以是數(shù)據(jù)傳輸模塊21
6和終端30和安全認(rèn)證模塊22等。 由于非對稱算法中包括公鑰和私鑰，因此，在本實施例中，所述數(shù)據(jù)傳輸模塊21 中設(shè)置讀卡私鑰和認(rèn)證公鑰；所述終端30中設(shè)置終端私鑰和認(rèn)證公鑰；所述安全認(rèn)證模塊 22中設(shè)置認(rèn)證私鑰、讀卡公鑰和終端公鑰。 所述數(shù)據(jù)傳輸模塊21，可以發(fā)起認(rèn)證，其可以向安全認(rèn)證模塊22請求一安全認(rèn)證 隨機數(shù)，并自身生成一讀卡隨機數(shù)，利用讀卡認(rèn)證單元212的讀卡私鑰將所述安全認(rèn)證隨 機數(shù)和讀卡器隨機數(shù)加密后，使用發(fā)送接收單元211傳送給所述安全認(rèn)證模塊22 ;所述安 全認(rèn)證模塊22通過信號接收單元221接收加密后的隨機數(shù)，利用加解密/認(rèn)證單元222的 讀卡公鑰解密后，將解密后得到的安全認(rèn)證隨機數(shù)和安全認(rèn)證模塊22內(nèi)部保存的原始隨 機數(shù)比較，兩個隨機數(shù)不相同則認(rèn)證失敗，拒絕繼續(xù)通訊；兩個隨機數(shù)相同，則再使用加解 密/認(rèn)證單元222的認(rèn)證私鑰加密讀卡隨機數(shù)后，返回給所述數(shù)據(jù)傳輸模塊21 ;所述數(shù)據(jù) 傳輸模塊21通過認(rèn)證公鑰解密得到解密后的讀卡隨機數(shù)，將解密后得到的讀卡隨機數(shù)和 內(nèi)部保存的原始隨機數(shù)比較，兩個隨機數(shù)不相同，則認(rèn)證失敗，拒絕繼續(xù)通訊，兩個隨機數(shù) 相同，則認(rèn)證成功。通過認(rèn)證可以提高數(shù)據(jù)傳輸模塊21與安全認(rèn)證模塊22的安全性，并且 可以作為兩者之間的硬件安全識別。 所述終端30，可以發(fā)起認(rèn)證，其可以向安全認(rèn)證模塊22請求一安全認(rèn)證隨機數(shù)， 并生成一終端隨機數(shù)，利用終端私鑰將所述安全認(rèn)證隨機數(shù)和終端隨機數(shù)加密后，傳送給 所述安全認(rèn)證模塊22 ;所述安全認(rèn)證模塊22通過信號接收單元221接收加密后的隨機數(shù)， 利用加解密/認(rèn)證單元222的終端公鑰解密，得到解密后的安全認(rèn)證隨機數(shù)，將解密后的安 全認(rèn)證隨機數(shù)和內(nèi)部保存的原始隨機數(shù)比較，兩個隨機數(shù)不相同，則認(rèn)證失敗，拒絕繼續(xù)通 訊；兩個隨機數(shù)相同，則認(rèn)證成功，利用會話建立單元223生成會話標(biāo)識符，并根據(jù)會話標(biāo) 識符生成會話密鑰，使用終端公鑰加密會話標(biāo)識符和會話密鑰形成加密會話信息，再使用 加解密/認(rèn)證單元222的認(rèn)證私鑰加密終端隨機數(shù)后，將所述加密會話信息和加密終端隨 機數(shù)返回給所述終端30 ;所述終端30通過認(rèn)證公鑰解密加密終端隨機數(shù)后得到解密后的 終端隨機數(shù)，將解密后的終端隨機數(shù)和內(nèi)部保存的原始隨機數(shù)比較，兩個隨機數(shù)不相同，則 認(rèn)證失敗，拒絕繼續(xù)通訊，兩個隨機數(shù)相同，認(rèn)證成功，用終端私鑰解密得到會話標(biāo)識符和 會話密鑰，從而建立了數(shù)據(jù)傳輸模塊21與終端30之間的會話。通過認(rèn)證可以提高數(shù)據(jù)傳 輸模塊21與終端30會話的安全性。 本實施例，通過使用非對稱算法進行認(rèn)證，使得認(rèn)證更加安全可靠。
參照圖3，本發(fā)明第三實施例基于第二實施例提出一種讀卡器，其中，所述安全認(rèn) 證模塊22還包括密鑰產(chǎn)生單元，根據(jù)所述會話標(biāo)識符產(chǎn)生會話密鑰，利用所述非對稱算法 加密傳送給所述終端30，加密會話。 所述密鑰產(chǎn)生單元224，在上電時產(chǎn)生一個隨機數(shù)作為會話密鑰的根密鑰，并將會 話數(shù)目設(shè)置為一個隨機初始值，終端30每次申請會話時，會話數(shù)目自動增一，并將增一后 的會話數(shù)目作為終端30的會話標(biāo)識符，利用會話密鑰的根密鑰對會話標(biāo)識符分散就得到 會話密鑰，分散算法為對稱算法，利用所述加解密/認(rèn)證單元222的終端公鑰，對所述會話 標(biāo)識符和會話密鑰加密發(fā)送給所述終端30。 所述加解密/認(rèn)證單元222，還包括將所述讀卡器傳送給終端30的數(shù)據(jù)進行加密 和/或?qū)⒔K端30利用會話密鑰加密傳送給讀卡器的數(shù)據(jù)解密。
所述數(shù)據(jù)傳輸模塊21，還可以在與所述安全認(rèn)證模塊22的認(rèn)證通過后，向所述安 全認(rèn)證模塊22申請所述會話密鑰；所述安全認(rèn)證模塊22將會話標(biāo)識符和會話密鑰，利用讀 卡公鑰加密后發(fā)送給所述數(shù)據(jù)傳輸模塊21。 所述數(shù)據(jù)傳輸模塊21將導(dǎo)入所述會話密鑰，如果導(dǎo)入成功，將使用所述會話密鑰
與所述終端30進行加密的數(shù)據(jù)交換；將從所述外接卡10中讀取的數(shù)據(jù)，通過所述會話密鑰
加密后，傳送給所述終端30，并接收終端30傳送的數(shù)據(jù)，利用所述會話密鑰解密后，傳送給
外接卡10進行存儲；如果導(dǎo)入不成功，則通過所述安全認(rèn)證模塊22進行加解密。 所述終端30，在接收所述加密的會話標(biāo)識符和會話密鑰并解密后，也可以使用所
述會話密鑰對數(shù)據(jù)進行加解密，與所述數(shù)據(jù)傳輸模塊21進行加密的數(shù)據(jù)交換。 由于會話不同，會話標(biāo)識符將變化，而導(dǎo)致會話密鑰變化，使得會話密鑰被破譯的
可能性減少，增加了數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩浴?本實施例所述安全認(rèn)證模塊22可以是終端安全存取模塊(Purchase SecureAccess Module, PSAM)。 本實施例所述讀卡器還可以外接射頻模塊等，與所述外接卡10進行無線數(shù)據(jù)交 換。 本實施例所述讀卡器，通過認(rèn)證與加密，提高硬件的可靠性和數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩浴?
參照圖4，本發(fā)明第四實施例提出一種讀卡器安全認(rèn)證系統(tǒng)，對讀卡器和與其連接 通信的終端30之間的通信進行認(rèn)證，所述系統(tǒng)包括 讀卡器40和終端30，發(fā)送和接收利用認(rèn)證算法加密產(chǎn)生的認(rèn)證信號，并將接收后 的加密的認(rèn)證信號解密認(rèn)證；所述終端30可以是個人電腦或者其他電子設(shè)備；所述認(rèn)證信 號可以是由安全認(rèn)證模塊22產(chǎn)生的一隨機數(shù)。 安全認(rèn)證模塊22，與讀卡器40和終端30連接通信，接收讀卡器40和/或終端30 利用認(rèn)證算法加密產(chǎn)生的認(rèn)證信號； 將所述認(rèn)證信號解密認(rèn)證，再利用認(rèn)證算法加密讀卡器40和/或終端30送入的 信息后傳送給讀卡器40和/或終端30進行認(rèn)證； 在認(rèn)證成功后，建立讀卡器40與終端30之間的會話，并產(chǎn)生會話信息傳送給所述 終端30。 所述會話信息包括會話標(biāo)識符和會話密鑰等；所述會話密鑰可以根據(jù)所述會話標(biāo) 識符等產(chǎn)生。 所述會話標(biāo)識符可以對會話進行唯一標(biāo)識。 本實施例數(shù)據(jù)加密算法可以是對稱算法；認(rèn)證算法可以是非對稱算法等；所述認(rèn) 證信號可以是一隨機數(shù)，所述隨機數(shù)是由認(rèn)證者產(chǎn)生；所述認(rèn)證者可以是讀卡器40和終端 30等。 由于非對稱算法中包括公鑰和私鑰，因此，在本實施例中，所述讀卡器40中設(shè)置 讀卡私鑰和認(rèn)證公鑰；所述終端30中設(shè)置終端私鑰和認(rèn)證公鑰；所述安全認(rèn)證模塊22中 設(shè)置認(rèn)證私鑰、讀卡公鑰和終端公鑰。 所述讀卡器40，可以發(fā)起認(rèn)證，其可以向安全認(rèn)證模塊22請求一安全認(rèn)證隨機 數(shù)，并產(chǎn)生一個讀卡隨機數(shù)，利用讀卡私鑰將所述安全認(rèn)證隨機數(shù)和讀卡器機數(shù)加密后，傳 送給所述安全認(rèn)證模塊22 ;所述安全認(rèn)證模塊22接收加密后的安全認(rèn)證隨機數(shù)，利用讀卡
8公鑰解密，得到解密后的安全認(rèn)證隨機數(shù)，并與內(nèi)部保存的原始隨機數(shù)比較，兩個隨機數(shù)不 相同，則認(rèn)證失敗，拒絕繼續(xù)通訊；兩個隨機數(shù)相同，則認(rèn)證成功，再使用認(rèn)證私鑰加密讀卡 隨機數(shù)后，返回給所述讀卡器40 ;所述讀卡器40通過認(rèn)證公鑰解密進行認(rèn)證，確認(rèn)解密后 得到的數(shù)據(jù)是讀卡器產(chǎn)生的讀卡隨機數(shù)，則認(rèn)證成功。通過認(rèn)證可以提高讀卡器40與終端 30會話的安全性，并且可以對讀卡器40進行識別。 所述終端30，可以發(fā)起認(rèn)證，其可以向安全認(rèn)證模塊22請求一安全認(rèn)證隨機數(shù)， 并產(chǎn)生一個終端隨機數(shù)，利用終端私鑰將所述安全認(rèn)證隨機數(shù)和終端隨機數(shù)加密后，傳送 給所述安全認(rèn)證模塊22 ;所述安全認(rèn)證模塊22接收加密后的認(rèn)證信號，利用終端公鑰解 密，得到解密后的安全認(rèn)證隨機數(shù)，并與內(nèi)部保存的原始隨機數(shù)比較，兩個隨機數(shù)不相同， 則認(rèn)證失敗，拒絕繼續(xù)通訊；兩個隨機數(shù)相同，則認(rèn)證成功，生成會話標(biāo)識符以及會話密鑰， 再使用認(rèn)證私鑰加密終端隨機數(shù)，用終端公鑰加密會話標(biāo)識符和會話密鑰后，返回給所述 終端30 ;所述終端30通過認(rèn)證公鑰解密得到解密后的終端隨機數(shù)與內(nèi)部保存的原始終端 隨機數(shù)比較進行認(rèn)證，確認(rèn)解密后的終端隨機數(shù)是發(fā)起認(rèn)證時生成的原始終端隨機數(shù)，則 認(rèn)證成功，用終端私鑰解密得到會話標(biāo)識符和會話密鑰，從而建立讀卡器40與終端30之間 的會話。通過認(rèn)證可以提高讀卡器40與終端30會話的安全性。 所述安全認(rèn)證模塊22，還可以利用所述加解密/認(rèn)證單元222生成會話標(biāo)識符，并 用會話根密鑰(上電時生成的隨機數(shù))對會話標(biāo)識符分散以產(chǎn)生會話密鑰。使用加解密/ 認(rèn)證單元222的終端公鑰對會話標(biāo)識符和會話密鑰加密后發(fā)送給所述終端30。
所述讀卡器40，還可以在與所述安全認(rèn)證模塊22的認(rèn)證通過后，向所述安全認(rèn)證 模塊22申請所述會話密鑰；所述安全認(rèn)證模塊22將會話標(biāo)識符和會話密鑰，利用讀卡公鑰 加密后發(fā)送給所述讀卡器40。 所述讀卡器40將導(dǎo)入所述會話密鑰，如果導(dǎo)入成功，將使用所述會話密鑰與所述 終端30進行加密的數(shù)據(jù)交換；將從所述外接卡10中讀取的數(shù)據(jù)，通過所述會話密鑰加密 后，傳送給所述終端30，并接收終端30傳送的數(shù)據(jù)，利用所述會話密鑰解密后，傳送給外接 卡10進行存儲；如果導(dǎo)入不成功，則通過所述安全認(rèn)證模塊22進行傳輸數(shù)據(jù)加解密。
所述終端30，在接收所述加密的會話標(biāo)識符和會話密鑰并解密后，也可以使用所 述會話密鑰對數(shù)據(jù)進行傳輸數(shù)據(jù)加解密，與所述讀卡器40進行加密的數(shù)據(jù)交換。
由于會話不同，會話標(biāo)識符將變化，而導(dǎo)致會話密鑰變化，使得會話密鑰被破譯的 可能性減少，增加了數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩浴?本實施例所述安全認(rèn)證模塊22可以是終端安全存取模塊。 本實施例所述讀卡器安全認(rèn)證系統(tǒng)，通過認(rèn)證與加密，提高硬件的可靠性和數(shù)據(jù) 傳輸?shù)陌踩浴?參照圖5，本發(fā)明第五實施例提出一種讀卡器安全認(rèn)證方法，對讀卡器40和與其 連接通信的終端30之間的通信進行認(rèn)證，包括步驟 S10、利用認(rèn)證算法加密認(rèn)證信號供讀卡器和/或終端進行認(rèn)證；
Sll、接收讀卡器40和/或終端30利用加密算法加密的認(rèn)證信號；
S12、將所述認(rèn)證信號解密后認(rèn)證； S13、認(rèn)證成功后，建立讀卡器40與終端30之間的會話，并產(chǎn)生會話信息傳送給所 述終端30。
9
本實施例，所述終端30可以是個人電腦或者其他電子設(shè)備；所述認(rèn)證信號可以 是一隨機數(shù)；所述會話標(biāo)識符可以對會話進行唯一標(biāo)識；所述加密算法可以是非對稱算法 等。由于非對稱算法中包括公鑰和私鑰，因此，在本實施例中，設(shè)置有讀卡私鑰和讀卡公鑰、 終端私鑰和終端公鑰以及認(rèn)證私鑰和認(rèn)證公鑰；所述讀卡器40中設(shè)置讀卡私鑰和認(rèn)證公 鑰；所述終端30中設(shè)置終端私鑰和認(rèn)證公鑰。 如步驟S10所述，在讀卡器40與終端30之間的會話建立前，先需要進行認(rèn)證；在 本實施例中，認(rèn)證也可以通過設(shè)置安全認(rèn)證模塊22實現(xiàn)，首先，由讀卡器40和/或終端30 向安全認(rèn)證模塊22請求認(rèn)證；然后，安全認(rèn)證模塊22返回安全認(rèn)證隨機數(shù)給讀卡器40和 /或終端30。 如步驟Sl 1所述，讀卡器40和/或終端30產(chǎn)生讀卡隨機數(shù)和/或終端隨機數(shù)，并 用讀卡私鑰和/或終端私鑰對安全認(rèn)證隨機數(shù)和讀卡隨機數(shù)和/或終端隨機數(shù)加密形成加 密認(rèn)證信號，并將認(rèn)證信號傳送給安全認(rèn)證模塊22 ; 如步驟S12所述，安全認(rèn)證模塊22接收到加密的認(rèn)證信號后，用讀卡器公鑰和/ 或終端公鑰解密認(rèn)證信號，得到解密后的安全認(rèn)證隨機數(shù)、讀卡隨機數(shù)和/或終端隨機數(shù)。
所述安全認(rèn)證模塊22比較解密后的安全認(rèn)證隨機數(shù)和內(nèi)部保存的原始安全認(rèn)證 隨機數(shù)是否相同，不相同，則認(rèn)證失敗，相同，認(rèn)證成功。 如步驟S13所述，如果是終端30請求的認(rèn)證，則安全認(rèn)證模塊22產(chǎn)生會話信息， 并用終端公鑰加密會話信息傳送給終端30，同時，利用認(rèn)證私鑰加密終端隨機數(shù)形成認(rèn)證 信號，傳送給終端30進行認(rèn)證；如果是讀卡器40請求認(rèn)證，則安全認(rèn)證模塊22利用認(rèn)證私 鑰加密讀卡隨機數(shù)形成認(rèn)證信號，并傳送給讀卡器40進行認(rèn)證。 讀卡器40和/或終端30接收到認(rèn)證信號后，先用認(rèn)證公鑰解密認(rèn)證信號得到解 密后的讀卡隨機數(shù)和/或終端隨機數(shù)，并比較解密后的隨機數(shù)與保存的原始隨機數(shù)是否相 同，如果不相同，認(rèn)證失敗，則拒絕繼續(xù)通訊；如果相同，認(rèn)證成功，會話建立；如果是終端 30，則用終端私鑰解密得到會話信息。 終端30在建立會話時，還可以隨機產(chǎn)生一個公私鑰對，并將公鑰傳遞給安全認(rèn)證 模塊22，安全認(rèn)證模塊22在認(rèn)證成功后，利用傳遞進來的臨時終端公鑰加密會話信息傳回 給終端30，終端30再利用臨時終端私鑰解密得到會話信息。 所述會話信息包括會話標(biāo)識符和會話密鑰等；所述會話密鑰可以根據(jù)所述會話標(biāo) 識符等產(chǎn)生。 本實施例所述讀卡器安全認(rèn)證方法，通過會話前的認(rèn)證，增強了通信的安全性，而 且可以對讀卡器40進行識別，防止讀卡器40被假冒。 參照圖6，本發(fā)明第六實施例基于第五實施例提出一種讀卡器安全認(rèn)證方法，還包 括步驟 S130、根據(jù)所述會話標(biāo)識符產(chǎn)生會話密鑰，利用所述認(rèn)證算法加密傳送給所述終 端，加密會話。 如步驟S130所述，安全認(rèn)證模塊22上電時生成一隨機數(shù)作為會話根密鑰和一隨 機數(shù)作為會話標(biāo)識符初始值； 終端30每次申請認(rèn)證，且安全認(rèn)證模塊22認(rèn)證終端30成功的基礎(chǔ)上，會話標(biāo)識 符初始值增一，并將增一后的會話標(biāo)識符初始值作為此次會話的會話標(biāo)識符，并用對稱算
10法使用會話根密鑰分散會話標(biāo)識符得到會話密鑰。 所述讀卡器40將使用所述會話密鑰與所述終端30進行加密的數(shù)據(jù)交換；將從所 述外接卡10中讀取的數(shù)據(jù)，通過所述會話密鑰加密后，傳送給所述終端30，并接收終端30 傳送的數(shù)據(jù)，利用所述會話密鑰解密后，傳送給外接卡10進行存儲。 所述終端30，也可以使用所述會話密鑰對數(shù)據(jù)進行加解密，與所述讀卡器40進行 加密的數(shù)據(jù)交換。 由于會話不同，會話標(biāo)識符將變化，而導(dǎo)致會話密鑰變化，使得會話密鑰被破譯的 可能性減少，增加了數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩浴?本實施例所述讀卡器安全認(rèn)證方法，通過認(rèn)證與加密，提高硬件的可靠性和數(shù)據(jù) 傳輸?shù)陌踩浴?參照圖7，本發(fā)明第七實施例提出一種讀卡器安全認(rèn)證裝置50，與讀卡器40和/ 或終端30連接通信，所述讀卡器安全認(rèn)證裝置50包括 信號接收單元221，接收讀卡器40和/或終端30利用認(rèn)證算法加密的認(rèn)證信號； 加解密/認(rèn)證單元222，將所述認(rèn)證信號解密認(rèn)證，再利用認(rèn)證算法加密讀卡器40
和/或終端30送入的信息后傳送給讀卡器40和/或終端30進行認(rèn)證； 會話建立單元223，在認(rèn)證成功后，建立讀卡器40與終端30之間的會話，并產(chǎn)生會
話信息傳送給所述終端30。 所述會話信息包括會話標(biāo)識符和會話密鑰等；所述會話密鑰可以根據(jù)所述會話標(biāo) 識符等產(chǎn)生。 所述加解密/認(rèn)證單元222 ，還包括將所述讀卡器40傳送給終端30的數(shù)據(jù)進行加 密和/或?qū)⒔K端30利用會話密鑰加密傳送給讀卡器40的數(shù)據(jù)解密。 本實施例，所述終端30可以是個人電腦或者其他電子設(shè)備；所述認(rèn)證信號可以是 由讀卡器安全認(rèn)證裝置50產(chǎn)生的一隨機數(shù)；所述會話標(biāo)識符可以對會話進行唯一標(biāo)識；所 述認(rèn)證算法可以是非對稱算法等。由于非對稱算法中包括公鑰和私鑰，因此，在本實施例 中，所述讀卡器40中設(shè)置讀卡私鑰和認(rèn)證公鑰；所述終端30中設(shè)置終端私鑰和認(rèn)證公鑰； 所述加解密/認(rèn)證單元222中設(shè)置認(rèn)證私鑰、讀卡公鑰和終端公鑰。 所述讀卡器40，可以發(fā)起認(rèn)證，其可以向所述讀卡器安全認(rèn)證裝置50請求一安全 認(rèn)證隨機數(shù)，并產(chǎn)生一讀卡隨機數(shù)，利用讀卡私鑰將所述安全認(rèn)證隨機數(shù)和讀卡隨機數(shù)加 密后發(fā)送；所述信號接收單元221接收加密后的認(rèn)證信號，利用加解密/認(rèn)證單元222的讀 卡公鑰解密和得到解密后的安全認(rèn)證隨機數(shù)和讀卡隨機數(shù)，并比較解密后的安全認(rèn)證隨機 數(shù)與內(nèi)部保存的原始安全認(rèn)證隨機數(shù)是否相同，如果不相同，則認(rèn)證失敗，拒絕繼續(xù)通訊； 如果相同，則認(rèn)證成功，再使用加解密/認(rèn)證單元222的認(rèn)證私鑰加密讀卡隨機數(shù)后，返回 給所述讀卡器40 ;所述讀卡器40通過認(rèn)證公鑰解密進行認(rèn)證，確認(rèn)解密后數(shù)據(jù)是發(fā)起認(rèn)證 時生成的讀卡隨機數(shù)，則認(rèn)證成功，向所述信號接收單元221發(fā)送認(rèn)證確認(rèn)。通過認(rèn)證可以 提高讀卡器40與終端30會話的安全性，并且可以對讀卡器40進行識別。
所述終端30，可以發(fā)起認(rèn)證，其可以向所述讀卡器安全認(rèn)證裝置50請求一安全認(rèn) 證隨機數(shù)，并產(chǎn)生一終端隨機數(shù)，利用終端私鑰將所述安全認(rèn)證隨機數(shù)和終端隨機數(shù)加密 后發(fā)送；所述信號接收單元221接收加密后的認(rèn)證信號，利用加解密/認(rèn)證單元222的終端 公鑰解密后得到解密后的安全認(rèn)證隨機數(shù)和終端隨機數(shù)，并比較解密后的安全認(rèn)證隨機數(shù)
11與內(nèi)部保存的原始隨機數(shù)是否相同，如果不相同，則認(rèn)證失敗，拒絕繼續(xù)通訊；如果相同，則 認(rèn)證成功，利用會話建立單元生成會話標(biāo)識符和會話密鑰，再使用加解密/認(rèn)證單元222的 認(rèn)證私鑰加密終端隨機數(shù)后形成加密認(rèn)證信號，使用終端公鑰加密會話標(biāo)識符和會話密鑰 形成加密會話信息，將加密認(rèn)證信號和加密會話信息返回給所述終端30 ;所述終端30通過 認(rèn)證公鑰解密進行認(rèn)證，確認(rèn)解密后數(shù)據(jù)是發(fā)起認(rèn)證時產(chǎn)生的終端隨機數(shù)，則認(rèn)證成功，再 利用終端私鑰解密加密會話信息得到會話標(biāo)識符和會話密鑰，從而建立了讀卡器40與終 端30之間的會話。通過認(rèn)證可以提高讀卡器40與終端30會話的安全性。
參照圖8，所述讀卡器安全認(rèn)證裝置50還包括密鑰產(chǎn)生單元224，可以利用安全認(rèn) 證模塊上電時產(chǎn)生的一個隨機數(shù)作為會話根密鑰和另外一個隨機數(shù)作為會話標(biāo)識符初始 值，每次會話申請時會話標(biāo)識符初始值增一，并將增一后的會話標(biāo)識符初始值作為此次會 話的會話標(biāo)識符，用會話根密鑰分散會話標(biāo)識符得到會話密鑰，使用加解密/認(rèn)證單元222 的終端公鑰對會話標(biāo)識符和會話密鑰加密后發(fā)送給所述終端30。 如果所述讀卡器40將導(dǎo)入所述會話密鑰成功，將使用所述會話密鑰與所述終端
30進行加密的數(shù)據(jù)交換；將從所述外接卡10中讀取的數(shù)據(jù)，通過所述會話密鑰加密后，傳
送給所述終端30，并接收終端30傳送的數(shù)據(jù)，利用所述會話密鑰解密后，傳送給外接卡10
進行存儲；如果導(dǎo)入不成功，則通過所述加解密/認(rèn)證單元222進行數(shù)據(jù)加解密。 所述終端30，在接收所述加密的會話標(biāo)識符和會話密鑰并解密后，也可以使用所
述會話密鑰對數(shù)據(jù)進行加解密，與所述讀卡器40進行加密的數(shù)據(jù)交換。 由于會話不同，會話標(biāo)識符將變化，而導(dǎo)致會話密鑰變化，使得會話密鑰被破譯的
可能性減少，增加了數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩浴?本實施例所述讀卡器安全認(rèn)證裝置50可以是終端安全存取模塊。 本實施例所述讀卡器安全認(rèn)證裝置50，通過認(rèn)證與加密，提高硬件的可靠性和數(shù)
據(jù)傳輸?shù)陌踩浴?以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用 本發(fā)明說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運用在其他相關(guān) 的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本發(fā)明的專利保護范圍內(nèi)。
1權(quán)利要求
一種讀卡器，其特征在于，所述讀卡器包括數(shù)據(jù)傳輸模塊，與終端和/或外接卡進行數(shù)據(jù)傳輸；設(shè)置數(shù)據(jù)加密算法和認(rèn)證算法，進行認(rèn)證；安全認(rèn)證模塊，與數(shù)據(jù)傳輸模塊和終端連接通信，設(shè)置數(shù)據(jù)加密算法和認(rèn)證算法，與數(shù)據(jù)傳輸模塊和/或終端進行認(rèn)證。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的讀卡器，其特征在于，所述數(shù)據(jù)傳輸模塊包括發(fā)送接收單元，發(fā)送和接收利用數(shù)據(jù)加密算法加密的數(shù)據(jù)信號以及利用認(rèn)證算法加密的認(rèn)證信號；讀卡認(rèn)證單元，將接收后的認(rèn)證信號解密認(rèn)證以及產(chǎn)生認(rèn)證信號供安全認(rèn)證模塊認(rèn)證。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的讀卡器，其特征在于，所述安全認(rèn)證模塊包括信號接收單元，接收數(shù)據(jù)傳輸模塊和/或終端利用數(shù)據(jù)加密算法加密的數(shù)據(jù)信號和/或利用認(rèn)證算法加密的認(rèn)證信號；加解密/認(rèn)證單元，將所述認(rèn)證信號解密認(rèn)證，并可利用認(rèn)證算法加密認(rèn)證信號供數(shù)據(jù)傳輸模塊和/或終端進行認(rèn)證；會話建立單元，在認(rèn)證成功后，接收認(rèn)證確認(rèn)，建立數(shù)據(jù)傳輸模塊與終端之間的會話，并產(chǎn)生會話信息傳送給所述終端。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的讀卡器，其特征在于所述會話信息包括會話標(biāo)識符和會話密鑰。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的讀卡器，其特征在于所述安全認(rèn)證模塊還包括密鑰產(chǎn)生單元，根據(jù)所述會話標(biāo)識符產(chǎn)生會話密鑰，加密會話。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的讀卡器，其特征在于所述加解密/認(rèn)證單元，還包括將所述讀卡器傳送給終端的數(shù)據(jù)進行加密和/或?qū)⒔K端利用會話密鑰加密傳送給讀卡器的數(shù)據(jù)解密。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1至6中任意一項所述的讀卡器，其特征在于所述數(shù)據(jù)加密算法為對稱算法，所述認(rèn)證算法為非對稱算法。
8. —種讀卡器安全認(rèn)證系統(tǒng)，其特征在于，對讀卡器和與其連接通信的終端之間的通信進行認(rèn)證，所述系統(tǒng)包括讀卡器和終端，發(fā)送和接收利用認(rèn)證算法加密的認(rèn)證信號，并將接收后的認(rèn)證信號解密認(rèn)證；安全認(rèn)證模塊，與讀卡器和終端連接通信，接收讀卡器和/或終端利用認(rèn)證算法加密的認(rèn)證信號；將所述認(rèn)證信號解密認(rèn)證；并可利用認(rèn)證算法加密認(rèn)證信號供讀卡器和/或終端進行認(rèn)證；認(rèn)證成功后，建立讀卡器與終端之間的會話，并產(chǎn)生會話信息傳送給所述終端。
9. 一種讀卡器安全認(rèn)證方法，其特征在于，對讀卡器和與其連接通信的終端之間的通信進行認(rèn)證，包括步驟利用認(rèn)證算法加密認(rèn)證信號供讀卡器和/或終端進行認(rèn)證；接收讀卡器和/或終端利用認(rèn)證算法加密的認(rèn)證信號；將所述認(rèn)證信號解密后認(rèn)證；認(rèn)證成功后，建立讀卡器與終端之間的會話，并產(chǎn)生會話信息傳送給所述終端。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的讀卡器安全認(rèn)證方法，其特征在于，所述認(rèn)證成功后，建立讀卡器與終端之間的會話，并產(chǎn)生會話信息傳送給所述終端步驟的還包括步驟根據(jù)所述會話標(biāo)識符產(chǎn)生會話密鑰，加密會話。
11. 一種讀卡器安全認(rèn)證裝置，其特征在于，與讀卡器和/或終端連接通信，所述裝置包括信號接收單元，接收讀卡器和/或終端利用認(rèn)證算法加密的認(rèn)證信號；加解密/認(rèn)證單元，將所述認(rèn)證信號解密后認(rèn)證，并可利用認(rèn)證算法加密認(rèn)證信號供讀卡器和/或終端進行認(rèn)證；會話建立單元，在認(rèn)證成功后，建立讀卡器與終端之間的會話，并產(chǎn)生會話信息傳送給所述終端。
全文摘要
本發(fā)明揭示數(shù)據(jù)安全領(lǐng)域的一種讀卡器、讀卡器安全認(rèn)證方法、裝置及系統(tǒng)，所述讀卡器包括數(shù)據(jù)傳輸模塊，與終端和/或外接卡進行數(shù)據(jù)傳輸；設(shè)置數(shù)據(jù)加密算法和認(rèn)證算法，進行認(rèn)證；安全認(rèn)證模塊，與數(shù)據(jù)傳輸模塊和終端連接通信，設(shè)置數(shù)據(jù)加密算法和認(rèn)證算法，與數(shù)據(jù)傳輸模塊和/或終端進行認(rèn)證。本發(fā)明所述讀卡器安全認(rèn)證方法、裝置及系統(tǒng)，通過會話前的認(rèn)證，增強了通信的安全性和讀卡器的可靠性；通過會話中的加密，增強數(shù)據(jù)的保密性。
文檔編號G06K7/00GK101789068SQ20091010523
公開日2010年7月28日 申請日期2009年1月22日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月22日
發(fā)明者蔡麗金 申請人:深圳市景豐匯達科技有限公司