專利名稱：基于usb硬件令牌的認證系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種對關(guān)鍵點實施保護的認證系統(tǒng)，尤其涉及一種基于 USB硬件令牌的認證系統(tǒng)；此外，本發(fā)明還涉及一種基于USB硬件令牌的
認證方法o
背景技術(shù)：
目前，常用的身份認證的流程一般采用先認證身份，后進行操作的方 式。比如， 一個用戶登錄游戲時系統(tǒng)會提示用戶輸入用戶名、口令(密碼)。 登錄一旦成功之后，其余的所有操作都不再需要身份認證。
這種認證方式的缺點在于 一次認證之后用戶就可以進行多次操作， 但是用戶如果被黑客安裝了木馬，黑客就可以通過木馬控制用戶的計算機 進行破壞操作。
因此需要在用戶交易的關(guān)鍵點處再次認證用戶身份，常用的方法是讓 用戶再次輸入用戶名和密碼，這個過程仍然可以被黑客控制，所以需要有 一種讓用戶介入的系統(tǒng)，從而保證關(guān)鍵點交易是得到用戶認可的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種基于USB硬件令牌的認證系統(tǒng)，
保證用戶能夠有效參與到系統(tǒng)的認證過程中，從而保證關(guān)鍵點交易是得到
用戶認可的，以提高認證系統(tǒng)的安全性；為此，本發(fā)明還提供一種基于USB 硬件令牌的認證方法。
為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種基于USB硬件令牌的認證系
統(tǒng)，包括應(yīng)用系統(tǒng)服務(wù)器、應(yīng)用系統(tǒng)終端、認證服務(wù)器和認證設(shè)備；所述
的認證設(shè)備為具有USB接口的硬件令牌，該硬件令牌具有指示燈和確認按 鍵，該指示燈用于提示用戶應(yīng)用系統(tǒng)終端要求進行數(shù)據(jù)交換，該確認按鍵 用于用戶確認硬件令牌和應(yīng)用系統(tǒng)終端的數(shù)據(jù)交換；所述的應(yīng)用系統(tǒng)服務(wù) 器用于在用戶進行關(guān)鍵操作時激活硬件令牌上的指示燈，提示用戶按下硬 件令牌上的確認按鍵，使硬件令牌進行算法計算，并根據(jù)最終由認證服務(wù) 器返回的認證結(jié)果確定用戶的關(guān)鍵操作是否成功；所述的應(yīng)用系統(tǒng)終端用 于將硬件令牌產(chǎn)生的通過算法計算后的數(shù)據(jù)結(jié)果轉(zhuǎn)發(fā)給應(yīng)用系統(tǒng)服務(wù)器； 所述的認證服務(wù)器用于對從應(yīng)用系統(tǒng)服務(wù)器接收到的硬件令牌產(chǎn)生的通 過算法計算后的數(shù)據(jù)結(jié)果進行認證并將認證結(jié)果返回給應(yīng)用系統(tǒng)服務(wù)器。
所述的每一個認證設(shè)備在應(yīng)用系統(tǒng)服務(wù)器上啟用時與 一用戶名綁定。
用戶在啟用認證設(shè)備時申請綁定，應(yīng)用系統(tǒng)服務(wù)器設(shè)定一認證期，對 用戶身份進行認證。
用戶在啟用認^E設(shè)備時申請綁定，應(yīng)用系統(tǒng)服務(wù)器設(shè)定一確認期，用 戶須在確認期內(nèi)對該綁定進行確認。
此外，本發(fā)明還提供一種基于USB硬件令牌的認證方法，包括如下步 驟(1)用戶通過用戶名和密碼登錄系統(tǒng)；(2)在用戶進行關(guān)鍵操作時， 系統(tǒng)檢査該用戶是否綁定了認證設(shè)備，如果綁定了認證設(shè)備，應(yīng)用系統(tǒng)服 務(wù)器激活硬件令牌上的指示燈，提示用戶進行確認；(3)用戶按下硬件令 牌上的確認按鍵后，硬件令牌產(chǎn)生通過算法計算后的數(shù)據(jù)結(jié)果，用戶通過 應(yīng)用系統(tǒng)終端將該結(jié)果發(fā)送給應(yīng)用系統(tǒng)服務(wù)器；(4)應(yīng)用系統(tǒng)服務(wù)器將該
結(jié)果轉(zhuǎn)發(fā)給認證服務(wù)器進行認證并將認證結(jié)果返回給應(yīng)用系統(tǒng)服務(wù)器； (5)應(yīng)用系統(tǒng)服務(wù)器根據(jù)認證結(jié)果確定用戶的關(guān)鍵操作是否成功。
步驟(4)中，所述認證服務(wù)器進行認證具體包括如下情況A.如果 認證設(shè)備處于掛失可以登錄狀態(tài)，返回用戶認證成功；B.如果認證設(shè)備處 于掛失不可以登錄狀態(tài)，返回用戶認證失敗；C.如果認證設(shè)備處于停用狀 態(tài)，則返回設(shè)備停用；D.如果認證設(shè)備是啟用狀態(tài)，并且動態(tài)密碼正確則 返回認證成功；E.如果認證設(shè)備是啟用狀態(tài)，并且動態(tài)密碼返回錯誤，則 返回認證失敗。
所述的關(guān)鍵操作是進行交易操作。
本發(fā)明的有益效果在于:本發(fā)明采用軟件和硬件結(jié)合的方式進行關(guān)鍵 操作的認證，保證用戶能夠有效參與到系統(tǒng)的認證過程中，從而保證關(guān)鍵 點交易是得到用戶認可的，防止了惡意程序?qū)ο到y(tǒng)的隨意破壞，提高了認 證系統(tǒng)的安全性。本發(fā)明適用于銀行、證券、企業(yè)管理和電子商務(wù)等多種 需要登錄認證身份的領(lǐng)域，具有適用范圍廣，操作簡單，實用性強等優(yōu)點。


圖1是本發(fā)明基于USB硬件令牌的認證系統(tǒng)的組成示意圖； 圖2是本發(fā)明認證系統(tǒng)中USB硬件令牌的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3是本發(fā)明基于USB硬件令牌的認證方法的流程圖。
具體實施例方式
本發(fā)明可以通過軟件和硬件結(jié)合的方式進行關(guān)鍵操作的認證。新的登 錄系統(tǒng)在用戶登錄時只要輸入了正確的用戶名和密碼即可以登錄成功。但 如果用戶要進行交易之類的關(guān)鍵操作，在進行操作時軟件系統(tǒng)激活認證設(shè)
備上的指示燈，提示用戶進行確認，用戶按下確認按鍵后，認證設(shè)備通過 算法計算后，將結(jié)果返回給軟件系統(tǒng)認證，軟件系統(tǒng)認證通過后，該交易 才可以繼續(xù)進行。
如圖1所示，本發(fā)明的認證系統(tǒng)包括應(yīng)用系統(tǒng)服務(wù)器，應(yīng)用系統(tǒng)終端， 認證服務(wù)器，認證設(shè)備。在用戶進行關(guān)鍵操作時，應(yīng)用系統(tǒng)服務(wù)器激活認 證設(shè)備上的指示燈，提示用戶進行確認，用戶按下認證設(shè)備上的確認按鍵 后，認證設(shè)備產(chǎn)生通過算法計算后的數(shù)據(jù)結(jié)果，用戶通過應(yīng)用系統(tǒng)終端將 該結(jié)果發(fā)送給應(yīng)用系統(tǒng)服務(wù)器，應(yīng)用系統(tǒng)服務(wù)器將該結(jié)果轉(zhuǎn)發(fā)給認證服務(wù) 器，認證服務(wù)器對該結(jié)果進行認證并將認證結(jié)果返回給應(yīng)用系統(tǒng)服務(wù)器， 應(yīng)用系統(tǒng)服務(wù)器根據(jù)認證結(jié)果確定用戶的關(guān)鍵操作是否成功。其中，每一 個認證設(shè)備在應(yīng)用系統(tǒng)服務(wù)器上啟用時與一用戶名綁定。用戶在啟用認證 設(shè)備時申請綁定，應(yīng)用系統(tǒng)服務(wù)器可以設(shè)定一認證期，對用戶身份進行認 證，應(yīng)用系統(tǒng)服務(wù)器還可以設(shè)定一確認期，用戶須在確認期內(nèi)對該綁定進 行確認。
本發(fā)明的認證設(shè)備采用具有USB接口的硬件令牌，如圖2所示，該硬 件令牌包括USB微控制器、晶體、算法協(xié)處理器、數(shù)據(jù)存儲器、指示燈和 確認按鍵；晶體、算法協(xié)處理器、數(shù)據(jù)存儲器、指示燈和確認按鍵分別與 USB微控制器相連；USB微控制器用于實現(xiàn)安全密碼算法并通過USB接口 與應(yīng)用終端進行數(shù)據(jù)交換；算法協(xié)處理器用于進行復雜的算法運算；數(shù)據(jù) 存儲器用于保存安全密鑰和數(shù)據(jù);指示燈用于提示用戶應(yīng)用系統(tǒng)終端要求 進行數(shù)據(jù)交換;確認按鍵用于用戶確認USB微控制器和應(yīng)用系統(tǒng)終端的數(shù) 據(jù)交換。
如圖3所示，本發(fā)明基于USB硬件令牌的認證方法，包括如下步驟:
1. 用戶通過用戶名和靜態(tài)密碼登錄系統(tǒng)。
2. 用戶進行關(guān)鍵(比如交易)操作(激活關(guān)鍵應(yīng)用)，系統(tǒng)檢査該用 戶是否綁定了認證設(shè)備，如果綁定了認證設(shè)備，應(yīng)用系統(tǒng)服務(wù)器激活認證 設(shè)備上的指示燈，提示用戶按下認證設(shè)備的確認按鍵。
3. 用戶按下認證設(shè)備的確認按鍵后，認證設(shè)備產(chǎn)生通過算法計算后的 數(shù)據(jù)結(jié)果，用戶通過應(yīng)用系統(tǒng)終端將該結(jié)果發(fā)送給應(yīng)用系統(tǒng)服務(wù)器，應(yīng)用 系統(tǒng)服務(wù)器將該結(jié)果轉(zhuǎn)發(fā)給認證服務(wù)器。
4. 認證服務(wù)器進行認證，并將認證結(jié)果返回給應(yīng)用系統(tǒng)服務(wù)器。認證 服務(wù)器進行認證具體包括如下情況:A.如果用戶的認證設(shè)備處于掛失可以 登錄狀態(tài)，返回用戶認證成功；B.如果用戶的認證設(shè)備處于掛失不可以登 錄狀態(tài)，返回用戶認證失敗；C.如果用戶的認證設(shè)備處于停用狀態(tài)，則返 回設(shè)備停用；D.如果用戶的認證設(shè)備是啟用狀態(tài)，并且動態(tài)密碼正確則返 回認證成功;E.如果用戶的認證設(shè)備是啟用狀態(tài)，并且動態(tài)密碼返回錯誤， 則返回認證失敗。
5. 應(yīng)用系統(tǒng)服務(wù)器根據(jù)認證服務(wù)器返回的認證結(jié)果，決定用戶的關(guān)鍵 操作是否成功。如果認證失敗，則用戶的關(guān)鍵操作失??；如果認證成功， 則用戶的關(guān)鍵操作成功。
以下是對認證過程中使用狀態(tài)的說明
1. 啟用用戶到網(wǎng)站上輸入用戶名，身份證號，電話，住址等資料, 用于用戶的售后服務(wù)。
2. 綁定操作 一個帳號(用戶名)只有和認證設(shè)備進行了綁定，用戶
的關(guān)鍵操作才會被保護。
3. 解除綁定 一個帳號(用戶名)和認證設(shè)備被解除綁定之后，用戶 的關(guān)鍵操作不再受保護。
4. 掛失如果用戶遺失硬件令牌，可以向系統(tǒng)申請掛失，掛失有兩種 方式，掛失可以登錄和掛失不能登錄。掛失可以登錄是用戶以后的操作不 再使用動態(tài)密碼。掛失不可以登錄是以后用戶不允許登錄。
5. 解除掛失用戶可以到網(wǎng)站上對認證設(shè)備進行解除掛失操作。該操 作只能針對已經(jīng)掛失的認證設(shè)備。
6. 停用用戶可以到網(wǎng)站上停用認證設(shè)備。如果該認證設(shè)備還綁定著 帳號，則認證設(shè)備停用之后該帳號不再受認證設(shè)備的保護。
本發(fā)明采用的認證方法可以是PKI (Public Key Infrastructure, 公鑰基礎(chǔ)設(shè)施)模式、時間同步的動態(tài)密碼模式，或者是挑戰(zhàn)應(yīng)答機制等 各種根據(jù)認證設(shè)備的不同算法而形成的其它模式。下面以采用動態(tài)密碼模 式為例，說明基于USB的硬件令牌產(chǎn)生動態(tài)密碼的認證過程
1. 在啟用硬件令牌時，用戶訪問應(yīng)用系統(tǒng)服務(wù)器，輸入用戶名、靜態(tài) 密碼、硬件令牌的產(chǎn)品序列號，申請將用戶名和硬件令牌進行綁定；系統(tǒng) 可以設(shè)置一個認證期和一個確認期，認證期和確認期的長短可以任意設(shè) 定， 一般設(shè)置成用戶登錄服務(wù)器的周期，約6天左右。設(shè)置確認期的目的 是為了防止惡意綁定。
2. 用戶通過用戶名和靜態(tài)密碼登錄系統(tǒng)。
3. 用戶進行關(guān)鍵(比如交易)操作，系統(tǒng)檢査該用戶是否綁定了硬件 令牌，如果綁定了硬件令牌，應(yīng)用系統(tǒng)服務(wù)器激活硬件令牌上的指示燈,提示用戶按下硬件令牌的確認按鍵。
4. 用戶按下認證設(shè)備的確認按鍵后，硬件令牌產(chǎn)生一個動態(tài)密碼，用
戶通過應(yīng)用系統(tǒng)終端將該動態(tài)密碼發(fā)送給應(yīng)用系統(tǒng)服務(wù)器，應(yīng)用系統(tǒng)服務(wù) 器將該動態(tài)密碼轉(zhuǎn)發(fā)給認證服務(wù)器。
5. 認證服務(wù)器進行認證，根據(jù)由用戶身份確定的秘密數(shù)據(jù)計算出認證 密碼，將該認證密碼與認證服務(wù)器接收到的動態(tài)密碼進行比較，得出認證 結(jié)果，并將認證結(jié)果返回給應(yīng)用系統(tǒng)服務(wù)器。
6.應(yīng)用系統(tǒng)服務(wù)器根據(jù)認證服務(wù)器返回的認證結(jié)果，決定用戶的關(guān)鍵 操作是否成功。如果動態(tài)密碼與認證密碼不同，認證失敗，則用戶的關(guān)鍵 操作失?。蝗绻麆討B(tài)密碼與認證密碼一致，認證成功，則用戶的關(guān)鍵操作 成功。
權(quán)利要求
1. 一種基于USB硬件令牌的認證系統(tǒng)，其特征在于，包括應(yīng)用系統(tǒng)服務(wù)器、應(yīng)用系統(tǒng)終端、認證服務(wù)器和認證設(shè)備；所述的認證設(shè)備為具有USB接口的硬件令牌，該硬件令牌具有指示燈和確認按鍵，該指示燈用于提示用戶應(yīng)用系統(tǒng)終端要求進行數(shù)據(jù)交換，該確認按鍵用于用戶確認硬件令牌和應(yīng)用系統(tǒng)終端的數(shù)據(jù)交換；所述的應(yīng)用系統(tǒng)服務(wù)器用于在用戶進行關(guān)鍵操作時激活硬件令牌上的指示燈，提示用戶按下硬件令牌上的確認按鍵，使硬件令牌進行算法計算，并根據(jù)最終由認證服務(wù)器返回的認證結(jié)果確定用戶的關(guān)鍵操作是否成功；所述的應(yīng)用系統(tǒng)終端用于將硬件令牌產(chǎn)生的通過算法計算后的數(shù)據(jù)結(jié)果轉(zhuǎn)發(fā)給應(yīng)用系統(tǒng)服務(wù)器；所述的認證服務(wù)器用于對從應(yīng)用系統(tǒng)服務(wù)器接收到的硬件令牌產(chǎn)生的通過算法計算后的數(shù)據(jù)結(jié)果進行認證并將認證結(jié)果返回給應(yīng)用系統(tǒng)服務(wù)器。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于USB硬件令牌的認證系統(tǒng)，其特征在于 所述的每一個認證設(shè)備在應(yīng)用系統(tǒng)服務(wù)器上啟用時與一用戶名綁定。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于USB硬件令牌的認證系統(tǒng)，其特征在于 用戶在啟用認證設(shè)備時申請綁定，應(yīng)用系統(tǒng)服務(wù)器設(shè)定一認證期，對用戶 身份進行認證。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于USB硬件令牌的認證系統(tǒng)，其特征在于 用戶在啟用認證設(shè)備時申請綁定，應(yīng)用系統(tǒng)服務(wù)器設(shè)定一確認期，用戶須 在確認期內(nèi)對該綁定進行確認。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于USB硬件令牌的認證系統(tǒng)，其特征在于 所述的關(guān)鍵操作是進行交易操作。
6. —種基于USB硬件令牌的認證方法，其特征在于包括如下步驟: (1)用戶通過用戶名和密碼登錄系統(tǒng)；(2)在用戶進行關(guān)鍵操作時，系統(tǒng)檢査該用戶是否綁定了認證設(shè)備，如果綁定了認證設(shè)備，應(yīng)用系統(tǒng)服務(wù) 器激活硬件令牌上的指示燈，提示用戶進行確認；(3)用戶按下硬件令牌 上的確認按鍵后，硬件令牌產(chǎn)生通過算法計算后的數(shù)據(jù)結(jié)果，用戶通過應(yīng) 用系統(tǒng)終端將該結(jié)果發(fā)送給應(yīng)用系統(tǒng)服務(wù)器；(4)應(yīng)用系統(tǒng)服務(wù)器將該結(jié) 果轉(zhuǎn)發(fā)給認證服務(wù)器進行認證并將認證結(jié)果返回給應(yīng)用系統(tǒng)服務(wù)器；(5) 應(yīng)用系統(tǒng)服務(wù)器根據(jù)認證結(jié)果確定用戶的關(guān)鍵操作是否成功。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于USB硬件令牌的認證方法，其特征在于 步驟(4)中，所述認證服務(wù)器進行認證具體包括如下情況A.如果認證 設(shè)備處于掛失可以登錄狀態(tài)，返回用戶認證成功；B.如果認證設(shè)備處于掛 失不可以登錄狀態(tài)，返回用戶認證失??；C.如果認證設(shè)備處于停用狀態(tài)， 則返回設(shè)備停用；D.如果認^E設(shè)備是啟用狀態(tài)，并且動態(tài)密碼正確則返回 認證成功；E.如果認證設(shè)備是啟用狀態(tài)，并且動態(tài)密碼返回錯誤，則返回 認證失敗。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于USB硬件令牌的認證系統(tǒng)，其特征在于 所述的關(guān)鍵操作是進行交易操作。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于USB硬件令牌的認證系統(tǒng)，包括應(yīng)用系統(tǒng)服務(wù)器、應(yīng)用系統(tǒng)終端、認證服務(wù)器和認證設(shè)備；所述的認證設(shè)備為具有USB接口的硬件令牌，該硬件令牌具有指示燈和確認按鍵。在用戶進行關(guān)鍵操作時，應(yīng)用系統(tǒng)服務(wù)器激活硬件令牌上的指示燈，提示用戶進行確認；用戶按下硬件令牌上的確認按鍵后，硬件令牌通過算法計算后將結(jié)果轉(zhuǎn)給認證服務(wù)器進行認證，應(yīng)用系統(tǒng)服務(wù)器根據(jù)認證結(jié)果確定用戶的關(guān)鍵操作是否成功。此外，本發(fā)明還公開了一種基于USB硬件令牌的認證方法。本發(fā)明能保證用戶能夠有效參與到系統(tǒng)的認證過程中，從而保證關(guān)鍵點交易是得到用戶認可的，以提高認證系統(tǒng)的安全性。
文檔編號G07F19/00GK101394276SQ20071009409
公開日2009年3月25日 申請日期2007年9月21日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月21日
發(fā)明者朱繼盛, 杜江杰, 王寶驥, 強 肖, 勇 蔣 申請人:上海盛大網(wǎng)絡(luò)發(fā)展有限公司