專(zhuān)利名稱(chēng)：一種可實(shí)現(xiàn)機(jī)卡安全認(rèn)證的智能卡及終端的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無(wú)線通信領(lǐng)域，尤其涉及一種可實(shí)現(xiàn)機(jī)卡安全認(rèn)證的智能卡 及終端。
背景技術(shù)：
隨著移動(dòng)業(yè)務(wù)多樣化竟?fàn)幍陌l(fā)展，運(yùn)營(yíng)商需要推出專(zhuān)用終端與專(zhuān)用卡片 綁定使用的、低資費(fèi)的業(yè)務(wù)，需要采用極低價(jià)格銷(xiāo)售終端或免費(fèi)贈(zèng)送終端或 通過(guò)專(zhuān)用卡的使用通過(guò)手機(jī)號(hào)碼返還資費(fèi)，這就需要通過(guò)技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)專(zhuān)用 終端與專(zhuān)用卡片相互認(rèn)證和綁定使用，確保專(zhuān)用用戶識(shí)別模塊只能用于專(zhuān)用 終端，不能用于普通手機(jī)終端，和/或?qū)Ｓ媒K端只能使用專(zhuān)用用戶識(shí)別模塊， 不能使用普通用戶識(shí)別。
現(xiàn)有終端配合專(zhuān)用卡主要通過(guò)PIN碼鎖卡、異形卡、鎖手機(jī)IMEI (International Mobile Equipment Identity,國(guó)際移動(dòng)身份識(shí)別)、隨機(jī)數(shù)鑒 權(quán)方式實(shí)現(xiàn)相互認(rèn)證，但采用PIN碼鎖卡方式存在以下問(wèn)題
(1 )利用PIN碼鎖卡方式由于可使用PUK(PINUnBlock, PIN解鎖碼) 碼進(jìn)行解碼，而且PUK碼用戶較易通過(guò)社會(huì)代銷(xiāo)渠道獲:f又；
(2)如采用無(wú)規(guī)則隨機(jī)數(shù)PIN,則用戶終端損壞，卡片將無(wú)法使用新 終端。實(shí)際采用一定規(guī)則生成PIN，只要知道規(guī)則即可通過(guò)輕易破解；
(3)實(shí)施時(shí)對(duì)營(yíng)業(yè)廳人員管理要求高，首次使用必須當(dāng)面插入終端中 使用，而不能先用于手機(jī)，安全完全依靠銷(xiāo)售人員的自覺(jué)性；
(4)不能滿足終端與卡分開(kāi)銷(xiāo)售的業(yè)務(wù)需求，不能用于代理渠道銷(xiāo)售。
采用異形卡方式和鎖手機(jī)IMEI方式異形卡和鎖手機(jī)IMEI方式由于 非法卡貼很容易模仿終端接口定義異性接口或偽造IMEI,因此方案安全性 也較差。采用隨機(jī)數(shù)鑒權(quán)方式隨機(jī)數(shù)鑒權(quán)方式密鑰知情方較多，易出現(xiàn)密鑰泄
漏，且出現(xiàn)密鑰泄漏后，無(wú)法判定泄漏責(zé)任方，運(yùn)營(yíng)商無(wú)法識(shí)別非法貼片用 戶，無(wú)法禁止非法卡片的繼續(xù)使用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種可實(shí)現(xiàn)機(jī)卡安全認(rèn)證的智能卡及 終端，可用來(lái)實(shí)現(xiàn)與各類(lèi)終端的相互安全認(rèn)證，避免了在現(xiàn)有機(jī)卡認(rèn)證專(zhuān)用 卡上加入貼片等中間介質(zhì)即能破解認(rèn)證的缺陷。
為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種可實(shí)現(xiàn)機(jī)卡安全認(rèn)證的智能卡，
包括用于和終端交互的第一交互模塊；還包括認(rèn)證密鑰獲取模塊、算法封 裝模塊、卡與終端交互認(rèn)證模塊、數(shù)據(jù)包處理模塊和卡片鎖定模塊；
所述認(rèn)證密鑰獲取模塊用于在每次開(kāi)機(jī)后對(duì)比終端通過(guò)所述第一交互 模塊發(fā)來(lái)的終端的標(biāo)識(shí)與正式存儲(chǔ)的終端的標(biāo)識(shí)，當(dāng)一致時(shí)，指示卡與終端 交互認(rèn)證模塊進(jìn)行機(jī)卡認(rèn)證；不一致時(shí)，臨時(shí)保存收到的終端的標(biāo)識(shí)，生成 發(fā)送給服務(wù)器的密鑰更新請(qǐng)求報(bào)文的內(nèi)容并發(fā)送給數(shù)據(jù)包處理模塊封裝，其 中攜帶本智能卡的標(biāo)識(shí)和所收到的終端的標(biāo)識(shí)；以及當(dāng)收到解密后的密鑰更
新報(bào)文的內(nèi)容時(shí)獲取其中的認(rèn)證密鑰，使用該認(rèn)證密鑰更新卡與終端交互認(rèn) 證模塊中保存的認(rèn)證密鑰數(shù)據(jù)，并用臨時(shí)存儲(chǔ)的終端的標(biāo)識(shí)更新卡內(nèi)正式存 儲(chǔ)的終端的標(biāo)識(shí)，更新成功后通過(guò)所述第一交互模塊指示終端重啟；
所述算法封裝模塊用于封裝傳輸算法和認(rèn)證算法；
所述卡與終端交互認(rèn)證模塊用于按卡與終端雙方定義的交互流程及協(xié) 議，使用保存的認(rèn)證密鑰并調(diào)用所述算法封裝模塊中的認(rèn)證算法進(jìn)行與終端 之間的認(rèn)證；當(dāng)認(rèn)證不通過(guò)時(shí)調(diào)用所述卡片鎖定模塊鎖死本卡的相應(yīng)功能；
所述數(shù)據(jù)包處理模塊用于將封裝后的密鑰更新請(qǐng)求報(bào)文通過(guò)所述第一 交互模塊發(fā)送給所述終端；還用于當(dāng)收到所述第一交互模塊返回的服務(wù)器下 發(fā)的密鑰更新報(bào)文時(shí)，調(diào)用所述算法封裝模塊中的傳輸算法并使用所保存的 傳輸密鑰進(jìn)行該報(bào)文的解密。
進(jìn)一步地，所述算法封裝;f莫塊中封裝的所述傳輸算法和認(rèn)證算法為相同或不同的算法；當(dāng)傳輸算法和認(rèn)證算法為不同算法時(shí)，所述算法封裝模塊包 括用于封裝傳輸算法的傳輸算法封裝子模塊，以及用于封裝認(rèn)證算法的認(rèn)證 算法封裝子模塊。
進(jìn)一步地，所述認(rèn)證密鑰獲取模塊具體包括
終端標(biāo)識(shí)判斷及存儲(chǔ)子模塊、密鑰更新必要性判斷處理子模塊和密鑰更 新處理子模塊；
所述終端標(biāo)識(shí)判斷及存儲(chǔ)子模塊用于獲取終端通過(guò)所述第一交互模塊 發(fā)來(lái)的終端的標(biāo)識(shí)，并將收到的終端的標(biāo)識(shí)與正式存儲(chǔ)的終端的標(biāo)識(shí)比對(duì)， 如一致，則指示卡與終端交互認(rèn)證模塊進(jìn)行機(jī)卡認(rèn)證；如不一致則保存收到 的終端的標(biāo)識(shí)，并指示所述密鑰更新必要性判斷處理子模塊進(jìn)行處理；
所述密鑰更新必要性判斷處理子模塊用于判斷智能卡當(dāng)前是否未達(dá)到 預(yù)定的上發(fā)密鑰更新請(qǐng)求次數(shù)限制和鑒權(quán)臨時(shí)許可次數(shù)限制，如已達(dá)到或超 過(guò)上述任一個(gè)次數(shù)限制，則調(diào)用卡片鎖定模塊鎖死本卡的相應(yīng)功能；未達(dá)到 或超過(guò)上述任一個(gè)次數(shù)限制則指示密鑰更新處理子模塊處理；
所述密鑰更新處理子模塊用于獲取本卡的卡序列號(hào)和所收到的終端的 標(biāo)識(shí)，生成密鑰更新請(qǐng)求報(bào)文的內(nèi)容，并調(diào)用所述數(shù)據(jù)包處理模塊封裝為發(fā) 送給服務(wù)器的密鑰更新請(qǐng)求報(bào)文；以及當(dāng)收到所述數(shù)據(jù)包處理模塊解密后的 密鑰更新報(bào)文時(shí)，獲取其中的認(rèn)證密鑰，使用該認(rèn)證密鑰進(jìn)行卡與終端交互 認(rèn)證模塊中認(rèn)證密鑰數(shù)據(jù)的更新，；更新成功則將密鑰更新必要性判斷處理 子模塊中的上發(fā)密鑰更新請(qǐng)求次數(shù)加1,用臨時(shí)存儲(chǔ)的終端的標(biāo)識(shí)更新卡內(nèi) 正式存儲(chǔ)的終端的標(biāo)識(shí)，并通過(guò)所述第 一交互模塊指示終端重啟。
進(jìn)一步地，所述認(rèn)證密鑰獲取模塊獲取所述解密后的密鑰更新報(bào)文中的 認(rèn)證密鑰具體是指
直接獲取所述解密后的密鑰更新報(bào)文中的明文認(rèn)證密鑰；
或是先獲取所述解密后的密鑰更新報(bào)文中的卡密文認(rèn)證密鑰，然后采用 預(yù)存的卡密文密鑰，調(diào)用所述算法封裝模塊中的卡密文算法解密所述卡密文 認(rèn)證密鑰，得到明文認(rèn)證密鑰。
進(jìn)一步地，所述認(rèn)證密鑰獲取模塊還用于獲取所述解密后的密鑰更新報(bào)文中的終端密文認(rèn)證密鑰，或是攜帶所述認(rèn)證密鑰的終端密文報(bào)文，并通過(guò) 所述第 一交互模塊轉(zhuǎn)發(fā)給終端。
進(jìn)一步地，所述智能卡還包括
認(rèn)證請(qǐng)求處理模塊；
所述卡與終端交互認(rèn)證模塊還用于記錄與終端認(rèn)證通過(guò)的次數(shù)，當(dāng)該次
數(shù)達(dá)到或超過(guò)預(yù)定的次數(shù)閾值時(shí)，指示所述認(rèn)證請(qǐng)求處理模塊處理；
所述認(rèn)證請(qǐng)求處理模塊用于判斷當(dāng)前未收到認(rèn)證結(jié)果消息的次數(shù)是否 達(dá)到或超過(guò)預(yù)定的未收到次數(shù)闊值，如達(dá)到或超過(guò)預(yù)定的未收到次數(shù)閥值， 則調(diào)用所述卡片鎖定模塊160鎖死卡片鑒權(quán)等功能，如未達(dá)到，則獲取本卡 的卡序列號(hào)和正式存儲(chǔ)的終端的標(biāo)識(shí)，生成發(fā)送給服務(wù)器的認(rèn)證請(qǐng)求報(bào)文的 內(nèi)容，并調(diào)用數(shù)據(jù)包處理模塊進(jìn)行報(bào)文封裝，同時(shí)將未收到認(rèn)證結(jié)果消息的 次數(shù)加l;當(dāng)收到數(shù)據(jù)包處理模塊解密后的認(rèn)證結(jié)果報(bào)文時(shí)，將所述未收到 認(rèn)證結(jié)果消息的次數(shù)減l，并獲取、判斷其中的認(rèn)證結(jié)果，如認(rèn)證結(jié)果為不 合法或所述未收到認(rèn)證結(jié)果消息的次數(shù)超過(guò)預(yù)定次數(shù)，則調(diào)用所述卡片鎖定 模塊鎖死本卡的相應(yīng)功能；如果為合法則智能卡繼續(xù)正常工作，指示所述卡 與終端交互認(rèn)證模塊130將卡與終端認(rèn)證通過(guò)的次數(shù)清零，重新開(kāi)始記錄；
所述數(shù)據(jù)包處理模塊還用于將封裝后的認(rèn)證請(qǐng)求報(bào)文通過(guò)所述第 一交 互模塊發(fā)送給所述終端，以及當(dāng)收到所述第一交互模塊轉(zhuǎn)發(fā)的服務(wù)器返回的 認(rèn)證結(jié)果報(bào)文時(shí)，調(diào)用所述算法封裝模塊中的傳輸算法并使用所保存的傳輸 密鑰進(jìn)行該報(bào)文的解密。
為配合上述智能卡的使用，本發(fā)明還提供了一種可實(shí)現(xiàn)機(jī)卡安全認(rèn)證的 終端，包括用于實(shí)現(xiàn)終端和服務(wù)器交互的無(wú)線通信模塊、用于和卡進(jìn)行交互 的第二交互模塊；還包括安全認(rèn)證模塊；
所述安全認(rèn)證模塊包括終端與卡交互認(rèn)證子模塊、終端鎖定子模塊、 認(rèn)證算法封裝子模塊和認(rèn)證密鑰發(fā)行與讀取子模塊;
所述第二交互模塊用于將卡端發(fā)來(lái)的密鑰更新請(qǐng)求報(bào)文通過(guò)所述無(wú)線 通信模塊發(fā)給服務(wù)器，以及通過(guò)所述無(wú)線通信模塊接收服務(wù)器下發(fā)的密鑰更新報(bào)文并轉(zhuǎn)發(fā)給卡端；
所述認(rèn)證算法封裝子模塊用于封裝認(rèn)證算法；
所述認(rèn)證密鑰發(fā)行與讀取子模塊用于保存認(rèn)證密鑰；
所述終端與卡交互認(rèn)證子模塊用于在每次開(kāi)機(jī)后將終端的標(biāo)識(shí)通過(guò)所 述第二交互模塊發(fā)給智能卡，其后按卡與終端雙方定義的交互流將程及協(xié) 議，通過(guò)第二交互模塊與智能卡進(jìn)行交互認(rèn)證；認(rèn)證中需要認(rèn)證加密或解密 時(shí)，調(diào)用認(rèn)證密鑰發(fā)行與讀取子模塊和認(rèn)證算法封裝子模塊進(jìn)行加密、解密； 當(dāng)認(rèn)證不通過(guò)時(shí)調(diào)用所述終端鎖定模塊鎖死本終端的相應(yīng)功能。
進(jìn)一步地，所述安全認(rèn)證模塊還包括
用于封裝終端密文算法的終端密文算法封裝模塊；
所述終端與卡交互認(rèn)證子模塊還用于通過(guò)第二交互模塊從智能卡獲取 服務(wù)器下發(fā)的終端密文，調(diào)用終端密文算法封裝模塊中的終端密文算法，使 用存儲(chǔ)的終端密鑰解密出明文認(rèn)證密鑰，并存儲(chǔ)在所述認(rèn)證密鑰發(fā)行與讀取 子模塊中。
進(jìn)一步地，所述終端密文為對(duì)明文認(rèn)證密鑰加密得到的密文認(rèn)證密鑰， 或是加密后的攜帶明文認(rèn)證密鑰的報(bào)文；
當(dāng)終端密文為對(duì)明文認(rèn)證密鑰加密得到的密文認(rèn)證密鑰時(shí)，所述終端與 卡交互認(rèn)證子模塊解密終端密文后直接得到明文認(rèn)證密鑰；
當(dāng)終端密文為加密后的攜帶明文認(rèn)證密鑰的報(bào)文時(shí)，所述終端與卡交互 認(rèn)證子模塊解密終端密文后得到攜帶明文認(rèn)證密鑰的報(bào)文，從該報(bào)文中獲取 明文iU正密鑰。
進(jìn)一步地，所述安全認(rèn)證模塊放入終端的方式包括
(1 )集成在安全認(rèn)證硬件模塊中嵌入終端，通過(guò)串口 、 USB 口 、或7816 接口與終端進(jìn)行通訊；
(2)集成在表貼在終端的無(wú)線通信模塊中的安全芯片里；
(3 )集成在另 一個(gè)安全認(rèn)證智能卡中放入終端里未被要認(rèn)證的智能卡 占用的空閑卡槽中，通過(guò)7816接口與終端通訊；(4 )通過(guò)軟件模塊方式放在終端軟件中。
本發(fā)明所提供的智能卡和終端能夠采用新的認(rèn)證流程、方法進(jìn)行認(rèn)證， 卡片的認(rèn)證密鑰不預(yù)置，在使用時(shí)從第三方動(dòng)態(tài)下載，終端與智能卡間的認(rèn) 證密鑰和第三方與智能卡間的傳輸密鑰可為兩組不同的密鑰，終端可統(tǒng)一進(jìn) 行終端認(rèn)證密鑰發(fā)行預(yù)置，智能卡可統(tǒng)一進(jìn)行傳輸密鑰發(fā)行預(yù)置，所有密鑰 均為只能使用，無(wú)法讀出，終端使用安全模塊封裝算法，這樣終端提供商接 觸不到機(jī)卡認(rèn)證密鑰，不知道機(jī)卡認(rèn)證算法，卡商也不知道機(jī)卡認(rèn)證密鑰， 可較好防止密鑰泄露，解決了只要在機(jī)卡兩端間加入中間介質(zhì)即能破解的問(wèn) 題，能較好滿足智能卡與終端間的安全認(rèn)證要求，可很安全地支持終端的多 渠道銷(xiāo)售及機(jī)卡分開(kāi)銷(xiāo)售，安全性不需依靠營(yíng)業(yè)廳人員的自覺(jué)性，為實(shí)現(xiàn)專(zhuān) 用智能卡配合專(zhuān)用手機(jī)或無(wú)線公話等終端的低資費(fèi)、差異化業(yè)務(wù)服務(wù)提供了
技術(shù)支撐，有利于移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商推廣各類(lèi)型的需機(jī)卡綁定的差異化業(yè)務(wù)服務(wù)； 如果采用一部終端一個(gè)(或一組)認(rèn)證密鑰、 一個(gè)智能卡一個(gè)(或一組)傳輸密 鑰和一個(gè)(或一組)認(rèn)證密鑰的方式，不同的智能卡密鑰都各不相同，不同的 終端密鑰也都各不相同，充分保證安全性，即使一張卡或終端被破解，也無(wú) 法實(shí)現(xiàn)貼片的批量復(fù)制，極大提高了破解難度與成本。
本發(fā)明關(guān)于智能卡的一個(gè)優(yōu)化方案中，智能卡與終端之間相互認(rèn)證過(guò)程 加解密和傳輸密鑰過(guò)程加解密使用不同的加解密算法(當(dāng)然使用相同加解密 算法也可，但安全性相對(duì)低)，可使用高安全性、高成熟度的AES( Advanced Encryption Standard,高級(jí)加密標(biāo)準(zhǔn))、國(guó)密辦SCB2等對(duì)稱(chēng)安全算法或RSA 非對(duì)稱(chēng)算法，由于AES算法可通過(guò)可選參數(shù)控制產(chǎn)生不同結(jié)果，因此破解 難度很大；而RSA非對(duì)稱(chēng)算法采用公鑰、私鑰非對(duì)稱(chēng)加解密機(jī)制，破解難 度也較大；認(rèn)證算法可采用對(duì)稱(chēng)算法也可采用非對(duì)稱(chēng)算法，傳輸算法可采用 對(duì)稱(chēng)算法也可采用非對(duì)稱(chēng)算法，在實(shí)際應(yīng)用中，可根據(jù)安全需求，靈活選擇 組合，因此能較好滿足智能卡與終端間進(jìn)行安全認(rèn)證的需求，有利于運(yùn)營(yíng)商 推廣各類(lèi)差異化的業(yè)務(wù)服務(wù)。本發(fā)明關(guān)于智能卡的另一優(yōu)化方案中，智能卡 具有智能自鎖定功能，當(dāng)智能卡達(dá)到密鑰更新請(qǐng)求次數(shù)限制或鑒權(quán)臨時(shí)許可 次數(shù)限制時(shí)，為防止通過(guò)非法更換終端序列號(hào)來(lái)多次非法使用，智能卡自行 鎖定，出現(xiàn)該情況智能卡將無(wú)法繼續(xù)使用，除非到營(yíng)業(yè)廳等處解鎖，這樣方便定位非法使用的問(wèn)題卡片；另外，智能卡也支持根據(jù)密鑰管理服務(wù)器下發(fā) 數(shù)據(jù)進(jìn)行智能卡鎖死功能，以使智能卡被非法破解后無(wú)法使用。本發(fā)明關(guān)于 智能卡的又一個(gè)優(yōu)化方案為對(duì)智能卡與終端認(rèn)證通過(guò)次數(shù)計(jì)數(shù)，在認(rèn)證交互 通過(guò)次數(shù)達(dá)到或超過(guò)預(yù)定的次數(shù)時(shí)，智能卡需要請(qǐng)求作為第三方的密鑰管理 服務(wù)器的認(rèn)證確認(rèn)，可通過(guò)服務(wù)器使被破解的卡片無(wú)法繼續(xù)使用，能夠進(jìn)一 步提高安全性。另外，還可以選擇性地對(duì)發(fā)給智能卡的報(bào)文中的認(rèn)證密鑰本 身再進(jìn)行加密，進(jìn)一步提高認(rèn)證的安全性。
本發(fā)明關(guān)于終端的 一個(gè)優(yōu)化方案中公開(kāi)了幾種在終端中安裝安全認(rèn)證 模塊的方式，可以進(jìn)一步通過(guò)安裝方式提高認(rèn)證的安全性。本發(fā)明關(guān)于終端 的另一個(gè)優(yōu)化方案中選擇不將認(rèn)證密鑰預(yù)存在終端里，而是由服務(wù)器生成認(rèn) 證加密后下發(fā)，這樣終端里只保存解密用的密鑰和算法，認(rèn)證密鑰則動(dòng)態(tài)獲 得，這樣可以不必事先進(jìn)行終端認(rèn)證密鑰的預(yù)置發(fā)行，增強(qiáng)方案實(shí)際應(yīng)用時(shí) 的可操作性。其中生成的認(rèn)證密鑰根據(jù)終端與卡進(jìn)行機(jī)卡認(rèn)證采用的算法是 對(duì)稱(chēng)算法或非對(duì)稱(chēng)算法，采用對(duì)應(yīng)的對(duì)稱(chēng)算法密鑰或非對(duì)稱(chēng)算法的公私密鑰 對(duì)。


圖1為實(shí)施例一中可實(shí)現(xiàn)機(jī)卡安全認(rèn)證的智能卡的示意框圖； 圖2為實(shí)施例一的例子中智能卡與終端交互認(rèn)證的流程示意圖； 圖3為實(shí)施例二中可實(shí)現(xiàn)機(jī)卡安全認(rèn)證的終端的示意框圖； 圖4為實(shí)施例二的例子中終端與智能卡交互認(rèn)證的流程示意圖。
具體實(shí)施例方式
下面將結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行更詳細(xì)的說(shuō)明。
本發(fā)明既適用于2G網(wǎng)絡(luò)的SIM、 UIM ( User Identity Model,用戶識(shí)別 才莫塊)卡與3G網(wǎng)絡(luò)的USIM ( Universal Subscriber Identity Module,通用用 戶識(shí)別模塊)、EVDO UIM卡，也適用于其他支持短信、GPRS( General Packet Radio Service,通用分組無(wú)線服務(wù)技術(shù))或HSDPA (High Speed DownlinkPacketAccess，高速下行分組接入技術(shù))等高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩酒蛐酒?封裝模塊。
實(shí)施例一， 一種可實(shí)現(xiàn)機(jī)卡安全認(rèn)證的專(zhuān)用智能卡，如圖l所示，除包 括支持2G或3G鑒權(quán)、短信或GPRS BIP等基礎(chǔ)智能卡COS及功能模塊(這 些未畫(huà)在圖1中)夕卜，有用于與終端交互的第一交互模塊110;為支持機(jī)卡 安全認(rèn)證，增加了認(rèn)證密鑰獲取模塊120、卡與終端交互認(rèn)證模塊130、算 法封裝模塊140、數(shù)據(jù)包處理模塊150、卡片鎖定模塊160等新功能模塊。
所述第一交互模塊110是卡中其它模塊與終端進(jìn)行數(shù)據(jù)交互的主要通 道，可采用短信交互方式或GPRSBIP等方式通過(guò)終端與服務(wù)器交互數(shù)據(jù)， 還用于通過(guò)STK或其它卡與終端約定的指令實(shí)現(xiàn)卡中其它模塊與終端的交 互；卡與終端進(jìn)行交互認(rèn)證時(shí)也可以調(diào)用所述第一交互模塊110的相關(guān)指 令。本實(shí)施例中，所述第一交互模塊110可以但不限于為一 STK指令解析 處理模塊。
所述認(rèn)證密鑰獲取模塊120用于在每次開(kāi)機(jī)后對(duì)比終端通過(guò)所述第一 交互模塊110發(fā)來(lái)的終端的標(biāo)識(shí)與正式存儲(chǔ)的終端的標(biāo)識(shí)，當(dāng)一致時(shí)，指示 卡與終端交互認(rèn)證模塊130進(jìn)行機(jī)卡認(rèn)證；不一致時(shí)，臨時(shí)存儲(chǔ)收到的終端 的標(biāo)識(shí)但不更新正式存儲(chǔ)的終端的標(biāo)識(shí)，生成發(fā)送給服務(wù)器的密鑰更新請(qǐng)求 報(bào)文的內(nèi)容并發(fā)送給數(shù)據(jù)包處理模塊150封裝，其中攜帶本智能卡的標(biāo)識(shí)和 所收到的終端的標(biāo)識(shí)；當(dāng)收到數(shù)據(jù)包處理模塊150解密后的密鑰更新報(bào)文的 內(nèi)容，獲取其中的認(rèn)證密鑰，使用該認(rèn)證密鑰更新卡與終端交互認(rèn)證模塊 130中保存的認(rèn)證密鑰數(shù)據(jù)，并用臨時(shí)存儲(chǔ)的終端的標(biāo)識(shí)更新卡內(nèi)正式存儲(chǔ) 的終端的標(biāo)識(shí)，更新成功后通過(guò)所述第一交互模塊U0指示終端重啟；該認(rèn) 證密鑰可以為一個(gè)或一組對(duì)稱(chēng)算法密鑰，也可以為一對(duì)非對(duì)稱(chēng)算法的7>私 鑰，可以卡片存私鑰終端存公鑰，也可以卡片存公鑰終端存私鑰。
所述算法封裝模塊140用于封裝傳輸算法和認(rèn)證算法；為保證算法安全 性，將算法進(jìn)行封裝。
本實(shí)施例中，所述傳輸算法和認(rèn)證算法可以為相同的算法或不同的算 法，為不同算法時(shí)安全性較高；當(dāng)傳輸算法和認(rèn)證算法為不同算法時(shí)，所述算法封裝模塊140可具體包括傳輸算法封裝子模塊141和認(rèn)證算法封裝子模 塊142。
所述傳輸算法封裝子模塊141用于封裝傳輸算法；供所述數(shù)據(jù)包處理模 塊150加密、解密時(shí)使用。
所述認(rèn)證算法封裝子模塊142用于封裝認(rèn)證算法；供所述卡與終端交互 認(rèn)證模塊130對(duì)機(jī)卡認(rèn)證數(shù)據(jù)進(jìn)行加密、解密時(shí)使用。
所述卡與終端交互認(rèn)證模塊130用于按卡與終端雙方定義的交互流程 及協(xié)議，使用保存的認(rèn)證密鑰并調(diào)用所述算法封裝模塊140中的認(rèn)證算法進(jìn) 行與終端之間的認(rèn)證；如認(rèn)證不通過(guò)，調(diào)用所述卡片鎖定模塊160使卡片不 能進(jìn)行正常的登網(wǎng)鑒權(quán)和/或不允許使用約定的相應(yīng)功能；如認(rèn)證通過(guò)，則 無(wú)需調(diào)用所述卡片鎖定模塊160，卡片可進(jìn)行正常的登網(wǎng)鑒權(quán)使用和/或允許 使用約定的相應(yīng)功能。實(shí)際應(yīng)用時(shí)，所述認(rèn)證密鑰也可以保存在卡內(nèi)其他模 塊中，由所述卡與終端交互認(rèn)證模塊130在使用時(shí)進(jìn)行讀取。
所述卡片鎖定模塊160可根據(jù)其他業(yè)務(wù)模塊調(diào)用時(shí)傳來(lái)的參數(shù)進(jìn)行相 應(yīng)的卡片鑒權(quán)功能、卡片業(yè)務(wù)功能方面的鎖定，使智能卡無(wú)法使用相應(yīng)功能； 用戶需要到營(yíng)業(yè)廳等處解鎖才能恢復(fù)智能卡的正常使用。
所述數(shù)據(jù)包處理模塊150用于進(jìn)行上行數(shù)據(jù)包報(bào)文封裝(卡發(fā)給服務(wù) 器)和下行數(shù)據(jù)包解封裝(服務(wù)器發(fā)給卡)，組包和解包時(shí)按卡與服務(wù)器定 義的傳輸協(xié)議進(jìn)行處理，判斷下行數(shù)據(jù)包的命令類(lèi)型并傳給對(duì)應(yīng)的業(yè)務(wù)處理 模塊處理；將封裝后的密鑰更新請(qǐng)求報(bào)文通過(guò)所述第一交互模塊IIO發(fā)送給 所述終端并通過(guò)所述終端發(fā)給服務(wù)器，以及當(dāng)收到所述第一交互模塊110轉(zhuǎn) 發(fā)的服務(wù)器返回的密鑰更新報(bào)文時(shí)，調(diào)用所述算法封裝模塊140中的傳輸算 法并使用所保存的傳輸密鑰進(jìn)行該報(bào)文的解密，還可以選擇性地調(diào)用所述算 法封裝模塊140中的傳輸算法，并使用所保存的傳輸密鑰進(jìn)行密鑰更新請(qǐng)求 報(bào)文加密；另外還可以進(jìn)一步選擇進(jìn)行報(bào)文計(jì)數(shù)器處理和MAC數(shù)據(jù)校驗(yàn)。 實(shí)際應(yīng)用時(shí)，所述傳輸密鑰也可以保存在卡內(nèi)其他模塊中，由所述數(shù)據(jù)包處 理模塊150在使用時(shí)進(jìn)行讀取。
這里的服務(wù)器指的是智能卡和終端以外的第三方，實(shí)際應(yīng)用時(shí)可以合成 在已有的服務(wù)器中，也可以單獨(dú)建立一個(gè)服務(wù)器。本實(shí)施例中，所述智能卡的標(biāo)識(shí)可以是智能卡序列號(hào)，也可以是其它能 夠唯一確定一個(gè)智能卡的信息；所述終端的標(biāo)識(shí)可以是終端序列號(hào)，也可以
是其它能夠唯一確定一個(gè)終端的信息。
本實(shí)施例中，所述認(rèn)證密鑰獲取模塊120還可以用于根據(jù)更新卡與終 端交互認(rèn)證模塊130中保存的認(rèn)證密鑰數(shù)據(jù)的結(jié)果，按卡與服務(wù)器的協(xié)議生
成密鑰更新結(jié)果報(bào)文的內(nèi)容，并調(diào)用所述數(shù)據(jù)包處理模塊150封裝成密鑰更 新結(jié)果報(bào)文，通過(guò)所述第一交互模塊IIO經(jīng)由終端傳給服務(wù)器。
本實(shí)施例的一種實(shí)施方式中，所述認(rèn)證密鑰獲取才莫塊120具體可以包
括
終端標(biāo)識(shí)判斷及存儲(chǔ)子模塊121、密鑰更新必要性判斷處理子模塊122 和密鑰更新處理子模塊123;
所述終端標(biāo)識(shí)判斷及存儲(chǔ)子模塊121用于在每次開(kāi)機(jī)后獲取、分析處理 所述第一交互模塊IIO發(fā)來(lái)的終端的標(biāo)識(shí)，并將收到的終端的標(biāo)識(shí)與正式存 儲(chǔ)的終端的標(biāo)識(shí)比對(duì)，如一致，則指示卡與終端交互認(rèn)證模塊130進(jìn)行機(jī)卡 認(rèn)證；如不一致(包括原先卡內(nèi)未正式存儲(chǔ)終端的標(biāo)識(shí)的情況)，則臨時(shí)存 儲(chǔ)收到的終端的標(biāo)識(shí)(不更新原先正式存儲(chǔ)的終端的標(biāo)識(shí))，并指示密鑰更 新必要性判斷處理子模塊122進(jìn)行處理；實(shí)際應(yīng)用時(shí)，所述終端的標(biāo)識(shí)也可 以保存在卡內(nèi)其他模塊中，由所述終端標(biāo)識(shí)判斷及存儲(chǔ)子模塊121在使用時(shí) 進(jìn)行讀取。
所述密鑰更新必要性判斷處理子模塊122用于判斷智能卡當(dāng)前是否未 達(dá)到預(yù)定的上發(fā)密鑰更新請(qǐng)求次數(shù)限制和鑒權(quán)臨時(shí)許可次數(shù)限制，如已達(dá)到 或超過(guò)上述任一個(gè)次數(shù)限制，則調(diào)用卡片鎖定模塊160鎖死卡片鑒權(quán)等功 能；如未達(dá)到或超過(guò)上述任一個(gè)次數(shù)限制，則指示密鑰更新處理子模塊123 進(jìn)行處理；實(shí)際應(yīng)用時(shí)，所述上發(fā)密鑰更新請(qǐng)求次數(shù)、鑒權(quán)臨時(shí)許可次數(shù)、 上發(fā)密鑰更新請(qǐng)求次數(shù)限制和鑒權(quán)臨時(shí)許可次數(shù)限制中的一個(gè)或幾個(gè)可以 保存在所述密鑰更新必要性判斷處理子模塊122中，也可以保存在卡內(nèi)該子 模塊之外的其他模塊中，由所述密鑰更新必要性判斷處理子模塊122在使用 時(shí)進(jìn)行讀耳又。所述密鑰更新處理子模塊123用于獲取本卡的卡序列號(hào)和所收到的終 端的標(biāo)識(shí)等相關(guān)參數(shù)，按卡與服務(wù)器協(xié)議生成密鑰更新請(qǐng)求報(bào)文的內(nèi)容，并
調(diào)用所述數(shù)據(jù)包處理模塊150封裝為發(fā)送給服務(wù)器的密鑰更新請(qǐng)求報(bào)文，通 過(guò)所述第一交互模塊IIO經(jīng)由終端傳給服務(wù)器。當(dāng)收到所述數(shù)據(jù)包處理模塊 150解密后的密鑰更新報(bào)文時(shí)，按與服務(wù)器之間的協(xié)議獲取其中的認(rèn)證密鑰， 使用該認(rèn)證密鑰進(jìn)行卡與終端交互認(rèn)證模塊130中認(rèn)證密鑰數(shù)據(jù)的更新；更 新成功則將密鑰更新必要性判斷處理子模塊122中的上發(fā)密鑰更新請(qǐng)求次 數(shù)加1,用臨時(shí)存儲(chǔ)的終端的標(biāo)識(shí)更新所述終端標(biāo)識(shí)判斷及存儲(chǔ)子模塊121 中原先正式存儲(chǔ)的終端的標(biāo)識(shí)，并通過(guò)所述第一交互模塊110指示終端重 啟；如更新不成功，則不用臨時(shí)存儲(chǔ)的終端的標(biāo)識(shí)更新卡內(nèi)正式存儲(chǔ)的終端 的標(biāo)識(shí)，并可以根據(jù)需要選擇終止流程或向服務(wù)器返回失敗信息。在指示終 端重啟前還可以進(jìn)一步按卡與服務(wù)器的協(xié)議生成密鑰更新結(jié)果報(bào)文的內(nèi)容， 并調(diào)用所述數(shù)據(jù)包處理模塊150封裝成密鑰更新結(jié)果報(bào)文，通過(guò)所述第一交 互模塊110經(jīng)由終端傳給服務(wù)器。
本實(shí)施例的一種實(shí)施方式中，所述認(rèn)證密鑰獲取模塊120中的密鑰更新 處理子模塊123獲取所述解密后的密鑰更新報(bào)文中的認(rèn)證密鑰具體可以是 指
直接獲取所述解密后的密鑰更新報(bào)文中的明文認(rèn)證密鑰；
先獲取所述解密后的密鑰更新報(bào)文中的卡密文認(rèn)證密鑰，然后采用預(yù)存 的卡密鑰，調(diào)用所述算法封裝模塊140中的卡密文算法解密所述卡密文認(rèn)證 密鑰，得到明文i人證密鑰。
此時(shí)，所述算法封裝模塊140還可以包括一卡奮文算法封裝子模塊143; 當(dāng)然該卡密文算法和認(rèn)證算法或傳輸算法可以相同，相同時(shí)則可以不用獨(dú)立 封裝。
所述卡密鑰可以為一個(gè)或一組對(duì)稱(chēng)算法密鑰，也可以為一對(duì)非對(duì)稱(chēng)算法 公私鑰中的私鑰，公鑰則放在服務(wù)器中，供服務(wù)器對(duì)認(rèn)證密鑰進(jìn)行加密得到 所述卡密文認(rèn)證密鑰時(shí)用。本實(shí)施例的一種實(shí)施方式中，所述認(rèn)證密鑰獲取模塊120中的密鑰更新
處理子才莫塊123還進(jìn)一步獲取所述解密后的密鑰更新報(bào)文中的終端密文認(rèn)
證密鑰，或是攜帶所述認(rèn)證密鑰的終端密文報(bào)文，并通過(guò)所述第一交互模塊
110轉(zhuǎn)發(fā)纟合終端。
如果本實(shí)施方式中還采用對(duì)上發(fā)密鑰更新請(qǐng)求次數(shù)進(jìn)行限制的方案，則 所述認(rèn)證密鑰獲取模塊當(dāng)更新所述卡與終端交互認(rèn)證模塊中的認(rèn)證密鑰數(shù) 據(jù)成功，并且接收到終端返回的更新認(rèn)證密鑰成功的消息后，將上發(fā)密鑰更
新請(qǐng)求次數(shù)加l;另外該情況下，在接受到所述終端返回的更新認(rèn)證密鑰成 功的消息后，卡才能跟終端開(kāi)始進(jìn)行交互認(rèn)證。
本實(shí)施例的一種實(shí)施方式中，所述智能卡還可以進(jìn)一步包括認(rèn)證請(qǐng)求處 理模塊170;
該實(shí)施方式中，所述卡與終端交互認(rèn)證^^莫塊130還用于記錄卡與終端認(rèn) 證通過(guò)的次數(shù)，當(dāng)該次數(shù)達(dá)到或超過(guò)預(yù)定的次數(shù)閾值時(shí)，指示所述認(rèn)證請(qǐng)求 處理模塊170處理。
所述認(rèn)證請(qǐng)求處理模塊170用于判斷當(dāng)前未收到認(rèn)證結(jié)果消息的次數(shù) 是否達(dá)到或超過(guò)預(yù)定的未收到次數(shù)閥值，如達(dá)到或超過(guò)預(yù)定的未收到次數(shù)閥 值，則調(diào)用所述卡片鎖定模塊160鎖死卡片鑒權(quán)等功能，如未達(dá)到，則獲取 本卡的卡序列號(hào)和正式存儲(chǔ)的終端的標(biāo)識(shí)等相關(guān)參數(shù)，并按卡與服務(wù)器協(xié)議 生成認(rèn)證請(qǐng)求報(bào)文的內(nèi)容，并調(diào)用數(shù)據(jù)包處理模塊150進(jìn)行封裝為發(fā)送給服 務(wù)器的認(rèn)證請(qǐng)求報(bào)文，通過(guò)第一交互模塊IIO經(jīng)由終端傳給服務(wù)器，同時(shí)將 未收到認(rèn)證結(jié)果消息的次數(shù)加1。當(dāng)收到數(shù)據(jù)包處理模塊150解密后的認(rèn)證 結(jié)果報(bào)文時(shí)，將所述未收到認(rèn)證結(jié)果消息的次數(shù)減1,并按協(xié)議獲取、判斷 其中的認(rèn)證結(jié)果，如認(rèn)證結(jié)果為合法，則不調(diào)用所述卡片鎖定模塊160，智 能卡繼續(xù)正常工作，指示所述卡與終端交互認(rèn)證模塊130將卡與終端認(rèn)證通 過(guò)的次數(shù)清零，重新開(kāi)始記錄。如認(rèn)證結(jié)果為不合法，則調(diào)用所述卡片鎖定 模塊160鎖死卡片鑒權(quán)等功能(此時(shí)卡與終端認(rèn)證通過(guò)的次數(shù)不清零)。該實(shí)施方式中，所述數(shù)據(jù)包處理模塊150還用于將封裝后的認(rèn)證請(qǐng)求報(bào) 文通過(guò)所述第一交互模塊IIO發(fā)送給所述終端，以及當(dāng)收到所述第一交互模
塊IIO轉(zhuǎn)發(fā)的服務(wù)器返回的認(rèn)證結(jié)果報(bào)文時(shí)，調(diào)用所述算法封裝^f莫塊140中 的傳輸算法并使用所保存的傳輸密鑰進(jìn)行該報(bào)文的解密。
下面用 一個(gè)具體的例子來(lái)描述本實(shí)施例中的智能卡和終端認(rèn)證的過(guò)程， 本例中所述第一交互模塊為STK指令解析處理模塊；算法封裝模塊包括傳 輸算法封裝子模塊和認(rèn)證算法封裝子模塊；終端的標(biāo)識(shí)為終端序列號(hào)。
如圖2所示，所述認(rèn)證過(guò)程包括
步驟S210,開(kāi)機(jī)，智能卡上電復(fù)位后，終端通過(guò)APDU (應(yīng)用協(xié)議數(shù) 據(jù)單元)命令發(fā)送Terminal Profile指令給智能卡，智能卡通過(guò)STK指令解 析處理模塊獲取終端發(fā)來(lái)的指令，并調(diào)用終端標(biāo)識(shí)判斷及存儲(chǔ)子模塊121通 過(guò)Getlnput指令向終端傳送信息表明需獲取終端序列號(hào)，終端通過(guò)Terminal Response指令將終端序列號(hào)返回給智能卡中的STK指令解析處理模塊，由 STK指令解析處理模塊轉(zhuǎn)發(fā)給終端標(biāo)識(shí)判斷及存儲(chǔ)子模塊121 。
步驟S220,終端標(biāo)識(shí)判斷及存儲(chǔ)子;^莫塊121解析處理終端將收到的終 端序列號(hào)與正式存儲(chǔ)的終端序列號(hào)進(jìn)行對(duì)比，如一致，則進(jìn)行步驟S230; 如不一致，則進(jìn)行步驟S240。
步驟S230,終端標(biāo)識(shí)判斷及存儲(chǔ)子模塊121指示卡與終端交互認(rèn)證模 塊130進(jìn)行機(jī)卡認(rèn)證，卡與終端交互認(rèn)證模塊130按卡與終端雙方定義的交 互流程及協(xié)議，使用卡與終端間的認(rèn)證密鑰并調(diào)用認(rèn)證算法封裝子模塊141 進(jìn)行相互認(rèn)證，如認(rèn)證通過(guò)，卡片可進(jìn)行正常的登網(wǎng)鑒權(quán)使用和/或允許使 用約定的相應(yīng)功能，流程結(jié)束；如認(rèn)證不通過(guò)，調(diào)用卡片鎖定模塊160使卡 片不能進(jìn)行正常的登網(wǎng)鑒權(quán)和/或不允許使用約定的相應(yīng)功能，流程結(jié)束。
步驟240，臨時(shí)存儲(chǔ)收到的終端序列號(hào)但不更新卡內(nèi)正式存儲(chǔ)的終端序 列號(hào)，并將收到的終端序列號(hào)交給密鑰更新必要性判斷處理子模塊122進(jìn)行 處理；密鑰更新必要性判斷處理子模塊122判斷本智能卡當(dāng)前是否未達(dá)到預(yù) 定的上發(fā)密鑰更新請(qǐng)求次數(shù)限制和鑒權(quán)臨時(shí)許可次數(shù)限制，如已達(dá)到或超過(guò)上述任一個(gè)次數(shù)限制，則調(diào)用卡片鎖定模塊160鎖死卡片鑒權(quán)等功能，流程 結(jié)束。如未達(dá)到上述任一個(gè)次數(shù)限制，則將收到的終端序列號(hào)交給密鑰更新
處理子模塊123處理，進(jìn)行步驟250。
步驟250,密鑰更新處理子模塊123讀取本智能卡的卡序列號(hào)和收到的 終端序列號(hào)等相關(guān)參數(shù)，并調(diào)用數(shù)據(jù)包處理模塊150進(jìn)行報(bào)文封裝，組成密 鑰更新請(qǐng)求報(bào)文，通過(guò)STK指令解析處理模塊傳給終端上發(fā)服務(wù)器，并將 密鑰更新必要性判斷處理子模塊122中記錄的鑒權(quán)臨時(shí)許可次數(shù)加1。
步驟S260, STK指令解析處理模塊收到由終端轉(zhuǎn)發(fā)的服務(wù)器下發(fā)的密 鑰更新報(bào)文后，由數(shù)據(jù)包處理模塊150解密后交給密鑰更新處理子模塊123 按協(xié)議獲取其中的明文認(rèn)證密鑰或?qū)γ芪恼J(rèn)證密鑰用卡片密鑰和對(duì)應(yīng)算法 解密后得到明文認(rèn)證密鑰，使用該明文認(rèn)證密鑰進(jìn)行卡與終端交互認(rèn)證模塊 130中認(rèn)證密鑰數(shù)據(jù)的更新。
步驟S270,更新成功則密鑰更新處理子模塊123將密鑰更新必要性判 斷處理模塊中的上發(fā)密鑰更新請(qǐng)求次數(shù)加1,用臨時(shí)存儲(chǔ)的終端序列號(hào)更新 終端標(biāo)識(shí)判斷及存儲(chǔ)子模塊121正式存儲(chǔ)的終端序列號(hào)，并按卡與服務(wù)器協(xié) 議返回密鑰更新結(jié)果報(bào)文內(nèi)容，調(diào)用數(shù)據(jù)包處理模塊150進(jìn)行報(bào)文封裝，組 成密鑰更新結(jié)果報(bào)文，通過(guò)STK指令解析處理模塊經(jīng)由終端傳給服務(wù)器。 其后，通知用戶重啟終端或自動(dòng)重啟終端。重啟后又會(huì)從步驟S210開(kāi)始執(zhí) 行，此時(shí)步驟S220中所收到的終端序列號(hào)和保存的將是一致的，因此會(huì)進(jìn) 行步驟S230的認(rèn)證。如更新不成功，則不用臨時(shí)存儲(chǔ)的終端序列號(hào)更新卡 內(nèi)正式存儲(chǔ)的終端序列號(hào)，并根據(jù)需要選擇終止流程或向服務(wù)器返回失敗信 息。
實(shí)施例二， 一種可實(shí)現(xiàn)機(jī)卡安全認(rèn)證的終端，如圖3所示，除了包括常 用的無(wú)線通信模塊310、用于和卡進(jìn)行交互的第二交互模塊320 (比如STK 功能處理模塊)夕卜，還新增了與機(jī)卡認(rèn)證相關(guān)的安全認(rèn)證模塊330。
所述安全認(rèn)證模塊330包括終端與卡交互認(rèn)證子模塊331、終端鎖定 子模塊332、認(rèn)證算法封裝子模塊333和認(rèn)證密鑰發(fā)行與讀取子模塊334。所述無(wú)線通信模塊310用于實(shí)現(xiàn)終端通過(guò)短信、GPRS等無(wú)線通信方式 與服務(wù)器交互數(shù)據(jù)。
所述第二交互模塊320是終端支持與卡片進(jìn)行STK命令交互功能的處 理模塊，該才莫塊支持卡通過(guò)卡與終端間的交互指令(比如STK指令)實(shí)現(xiàn) 與終端的交互，用于將卡端發(fā)來(lái)的密鑰更新請(qǐng)求報(bào)文通過(guò)所述無(wú)線通信模塊 發(fā)給服務(wù)器，以及通過(guò)所述無(wú)線通信模塊接收服務(wù)器下發(fā)的密鑰更新報(bào)文并 轉(zhuǎn)發(fā)給卡端；在有的實(shí)施方式中，還可以用于將卡端發(fā)給服務(wù)器的其它報(bào)文 通過(guò)所述無(wú)線通信模塊發(fā)給服務(wù)器，比如密鑰更新結(jié)果報(bào)文、認(rèn)證請(qǐng)求報(bào)文，文。
所述終端鎖定子模塊332用于對(duì)本終端的相應(yīng)功能進(jìn)行鎖定，使終端無(wú) 法正常^f吏用。
所述認(rèn)證算法封裝子模塊333用于封裝認(rèn)證算法；為保證算法安全性， 將認(rèn)證算法進(jìn)行封裝，以用于終端與卡交互認(rèn)證子模塊331對(duì)機(jī)卡認(rèn)證數(shù)據(jù) 進(jìn)行加密、解密時(shí)4吏用。
所述認(rèn)證密鑰發(fā)行與讀取子模塊334用于保存認(rèn)證密鑰，可以實(shí)現(xiàn)認(rèn)證 密鑰的初始預(yù)置發(fā)行或?qū)崿F(xiàn)使用服務(wù)器發(fā)來(lái)的認(rèn)證密鑰進(jìn)行更新存儲(chǔ)，供終 端與卡交互認(rèn)證子模塊331調(diào)用進(jìn)行認(rèn)證密鑰讀取。
所述終端與卡交互認(rèn)證子模塊331用于在每次開(kāi)機(jī)后將終端的標(biāo)識(shí)通 過(guò)所述第二交互模塊320發(fā)給智能卡，其后按卡與終端雙方定義的交互流將 程及協(xié)議，通過(guò)第二交互模塊320與智能卡進(jìn)行交互認(rèn)證。認(rèn)證中需要認(rèn)證 加密或解密時(shí)，調(diào)用認(rèn)證密鑰發(fā)行與讀取子模塊334和認(rèn)證算法封裝子模塊 333進(jìn)行加密、解密；如認(rèn)證不通過(guò)，調(diào)用所述終端鎖定模塊332使終端不 能進(jìn)行預(yù)定的相應(yīng)功能；如認(rèn)證通過(guò)，則無(wú)需調(diào)用所述終端鎖定模塊332, 終端可進(jìn)行正常〗吏用。
在本實(shí)施例的一種實(shí)施方式中，所述安全i^證才莫塊330還可以進(jìn)一步包 括終端密文算法封裝模塊335和對(duì)應(yīng)的終端密鑰，用于封裝終端密文算法；為保證算法安全性，將終端密文算法進(jìn)行封裝，供終端與卡交互認(rèn)證子模塊 331調(diào)用以解密服務(wù)器下發(fā)的加密的認(rèn)證密鑰，或是加密后的攜帶認(rèn)證密鑰 的報(bào)文。
該模塊為可選模塊，對(duì)于預(yù)置認(rèn)證密鑰不需從服務(wù)器獲取認(rèn)證密鑰的終
端，不需要該模塊；另外，如果終端密文算法與所述認(rèn)證算法相同，則也可
以沒(méi)有該模塊，需要使用時(shí)可直接調(diào)用認(rèn)證算法。
該實(shí)施方式中，所述終端與卡交互認(rèn)證子模塊331還用于通過(guò)第二交互 模塊320與智能卡交互獲取服務(wù)器下發(fā)的終端密文(可以是對(duì)明文認(rèn)證密鑰 加密后的密文認(rèn)證密鑰，也可以是加密后的攜帶明文認(rèn)證密鑰的報(bào)文)，調(diào) 用終端密文算法封裝模塊335中的終端密文算法，并使用存儲(chǔ)的終端密鑰解 密出明文認(rèn)證密鑰并存儲(chǔ)在所述認(rèn)證密鑰發(fā)行與讀取子模塊334中(如果原 先有之前獲得的認(rèn)證密鑰則更新)。存儲(chǔ)完成后所述終端與卡交互認(rèn)證子模 塊331還可以通過(guò)第二交互模塊320發(fā)送更新認(rèn)證密鑰成功的消息給卡端。
實(shí)際應(yīng)用時(shí)，所述終端密鑰可以保存在任一模塊中。
所述終端密鑰可以為一個(gè)或一組對(duì)稱(chēng)算法密鑰，也可以為一對(duì)非對(duì)稱(chēng)算 法公私鑰中的私鑰，公鑰則放在服務(wù)器中，供服務(wù)器對(duì)認(rèn)證密鑰或攜帶明文 認(rèn)證密鑰的報(bào)文進(jìn)行加密得到所述終端密文時(shí)用。
當(dāng)終端密文為明文認(rèn)證密鑰加密后的密文認(rèn)證密鑰時(shí)，所述終端與卡交 互認(rèn)證子模塊331調(diào)用終端密文算法封裝模塊335和對(duì)應(yīng)的終端密鑰解密終 端密文后直接得到明文認(rèn)證密鑰；如果終端密文為加密后的攜帶明文認(rèn)證密 鑰的報(bào)文，則所述終端與卡交互認(rèn)證子模塊331調(diào)用終端密文算法封裝模塊 335和對(duì)應(yīng)的終端密鑰解密終端密文后得到的是攜帶明文認(rèn)證密鑰的報(bào)文， 還需要按照與服務(wù)器之間約定的協(xié)議從報(bào)文中獲取明文認(rèn)證密鑰。
本實(shí)施例中，所述安全認(rèn)證模塊330放入終端的方式包括但不限于以下 幾種
(1 )集成在安全認(rèn)證硬件模塊中嵌入終端，通過(guò)串口 、 USB 口 、或7816 等接口與終端進(jìn)行通訊；(2)集成在安全芯片中，在生產(chǎn)時(shí)將安全芯片表貼在終端的無(wú)線通信
模塊(如GSM模塊)中；
(3 )集成在一個(gè)安全認(rèn)證智能卡中放入終端里未被要認(rèn)證的智能卡占 用的空閑卡槽中，通過(guò)7816接口與終端通訊，但這一安全認(rèn)證智能卡是用 于實(shí)現(xiàn)終端的認(rèn)證功能，與同終端進(jìn)行交互認(rèn)證的專(zhuān)用智能卡不同，因此該 方式終端需要提供雙卡槽。
(4)通過(guò)軟件模塊方式放在終端軟件中。
下面用一個(gè)具體例子來(lái)描述終端與卡交互認(rèn)證的過(guò)程，該例子中，終端 未預(yù)置認(rèn)證密鑰，所述第二交互模塊為STK功能模塊，終端的標(biāo)識(shí)為終端 序列號(hào)。
所述認(rèn)i正過(guò)程如圖4所示，具體步驟為
步驟S410、開(kāi)機(jī)后，STK功能處理模塊通過(guò)APDU (應(yīng)用協(xié)議數(shù)據(jù)單 元)命令發(fā)送Terminal Profile指令給智能卡，當(dāng)接收到智能卡發(fā)來(lái)的表明需 獲取終端序列號(hào)的Getlnput指令后，終端與卡交互認(rèn)證子模塊331將終端序 列號(hào)通過(guò)Terminal Response指令經(jīng)由STK功能處理模塊發(fā)送給智能卡。
步驟S420、 STK功能處理模塊將智能卡發(fā)來(lái)的密鑰更新請(qǐng)求報(bào)文通過(guò) 無(wú)線通信模塊310發(fā)送給服務(wù)器；其后通過(guò)無(wú)線通信模塊310接收服務(wù)器返 回的密鑰更新報(bào)文并轉(zhuǎn)發(fā)給卡端。
步驟S430、智能卡從服務(wù)器獲取終端密文(加密后的認(rèn)證密鑰或是加 密后的攜帶明文認(rèn)證密鑰的報(bào)文)并傳給終端；終端與卡交互認(rèn)證子模塊 331通過(guò)STK功能處理模塊獲取智能卡傳來(lái)的終端密文，使用終端密鑰，調(diào) 用終端密文算法封裝子模塊335中的終端密文算法解密獲得明文的認(rèn)證密 鑰，將該認(rèn)證密鑰存儲(chǔ)在所述認(rèn)證密鑰發(fā)行與讀取子模塊334中。終端與卡 交互認(rèn)證子模塊331通過(guò)STK功能處理模塊發(fā)送更新認(rèn)證密鑰成功的消息 給卡端。
步驟S440、終端與卡交互認(rèn)證子模塊331通過(guò)STK功能處理模塊與智 能卡進(jìn)行交互認(rèn)證。認(rèn)證中需要認(rèn)證加密或解密時(shí)，終端與卡交互認(rèn)證子模塊331使用認(rèn)證密鑰發(fā)行與讀取子模塊中保存的認(rèn)證密鑰，調(diào)用認(rèn)證算法封 裝子模塊333中的認(rèn)證算法進(jìn)行加密、解密。
步驟S450、如機(jī)卡認(rèn)證通過(guò)，則允許終端各項(xiàng)功能正常使用。如機(jī)卡 認(rèn)證不通過(guò)，則終端與卡交互認(rèn)證子模塊331調(diào)用終端鎖定子模塊332鎖死 本終端的相關(guān)功能。
當(dāng)然，本發(fā)明還可有其他多種實(shí)施例，在不背離本發(fā)明精神及其實(shí)質(zhì)的 形，但這些相應(yīng)的改變和變形都應(yīng)屬于本發(fā)明的權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1、一種可實(shí)現(xiàn)機(jī)卡安全認(rèn)證的智能卡，包括用于和終端交互的第一交互模塊；其特征在于，還包括認(rèn)證密鑰獲取模塊、算法封裝模塊、卡與終端交互認(rèn)證模塊、數(shù)據(jù)包處理模塊和卡片鎖定模塊；所述認(rèn)證密鑰獲取模塊用于在每次開(kāi)機(jī)后對(duì)比終端通過(guò)所述第一交互模塊發(fā)來(lái)的終端的標(biāo)識(shí)與正式存儲(chǔ)的終端的標(biāo)識(shí)，當(dāng)一致時(shí)，指示卡與終端交互認(rèn)證模塊進(jìn)行機(jī)卡認(rèn)證；不一致時(shí)，臨時(shí)保存收到的終端的標(biāo)識(shí)，生成發(fā)送給服務(wù)器的密鑰更新請(qǐng)求報(bào)文的內(nèi)容并發(fā)送給數(shù)據(jù)包處理模塊封裝，其中攜帶本智能卡的標(biāo)識(shí)和所收到的終端的標(biāo)識(shí)；以及當(dāng)收到解密后的密鑰更新報(bào)文的內(nèi)容時(shí)獲取其中的認(rèn)證密鑰，使用該認(rèn)證密鑰更新卡與終端交互認(rèn)證模塊中保存的認(rèn)證密鑰數(shù)據(jù)，并用臨時(shí)存儲(chǔ)的終端的標(biāo)識(shí)更新卡內(nèi)正式存儲(chǔ)的終端的標(biāo)識(shí)，更新成功后通過(guò)所述第一交互模塊指示終端重啟；所述算法封裝模塊用于封裝傳輸算法和認(rèn)證算法；所述卡與終端交互認(rèn)證模塊用于按卡與終端雙方定義的交互流程及協(xié)議，使用保存的認(rèn)證密鑰并調(diào)用所述算法封裝模塊中的認(rèn)證算法進(jìn)行與終端之間的認(rèn)證；當(dāng)認(rèn)證不通過(guò)時(shí)調(diào)用所述卡片鎖定模塊鎖死本卡的相應(yīng)功能；所述數(shù)據(jù)包處理模塊用于將封裝后的密鑰更新請(qǐng)求報(bào)文通過(guò)所述第一交互模塊發(fā)送給所述終端；還用于當(dāng)收到所述第一交互模塊返回的服務(wù)器下發(fā)的密鑰更新報(bào)文時(shí)，調(diào)用所述算法封裝模塊中的傳輸算法并使用所保存的傳輸密鑰進(jìn)行該報(bào)文的解密。
2、 如權(quán)利要求1所述的智能卡，其特征在于所述算法封裝模塊中封裝的所述傳輸算法和認(rèn)證算法為相同或不同的 算法；當(dāng)傳輸算法和認(rèn)證算法為不同算法時(shí)，所述算法封裝模塊包括用于封 裝傳輸算法的傳輸算法封裝子模塊，以及用于封裝認(rèn)證算法的認(rèn)證算法封裝 子模塊。
3、 如權(quán)利要求1所述的智能卡，其特征在于，所述認(rèn)證密鑰獲取模塊 具體包括終端標(biāo)識(shí)判斷及存儲(chǔ)子模塊、密鑰更新必要性判斷處理子模塊和密鑰更新處理子模塊；所述終端標(biāo)識(shí)判斷及存儲(chǔ)子模塊用于獲取終端通過(guò)所述第一交互模塊 發(fā)來(lái)的終端的標(biāo)識(shí)，并將收到的終端的標(biāo)識(shí)與正式存儲(chǔ)的終端的標(biāo)識(shí)比對(duì)， 如一致，則指示卡與終端交互認(rèn)證模塊進(jìn)行機(jī)卡認(rèn)證；如不一致則保存收到 的終端的標(biāo)識(shí)，并指示所述密鑰更新必要性判斷處理子模塊進(jìn)行處理；所述密鑰更新必要性判斷處理子模塊用于判斷智能卡當(dāng)前是否未達(dá)到 預(yù)定的上發(fā)密鑰更新請(qǐng)求次數(shù)限制和鑒權(quán)臨時(shí)許可次數(shù)限制，如已達(dá)到或超 過(guò)上述任一個(gè)次數(shù)限制，則調(diào)用卡片鎖定模塊鎖死本卡的相應(yīng)功能；未達(dá)到 或超過(guò)上述任一個(gè)次數(shù)限制則指示密鑰更新處理子模塊處理；所述密鑰更新處理子模塊用于獲取本卡的卡序列號(hào)和所收到的終端的 標(biāo)識(shí)，生成密鑰更新請(qǐng)求報(bào)文的內(nèi)容，并調(diào)用所述數(shù)據(jù)包處理模塊封裝為發(fā) 送給服務(wù)器的密鑰更新請(qǐng)求報(bào)文；以及當(dāng)收到所述數(shù)據(jù)包處理模塊解密后的 密鑰更新報(bào)文時(shí)，獲取其中的認(rèn)證密鑰，使用該認(rèn)證密鑰進(jìn)行卡與終端交互 認(rèn)證^t塊中認(rèn)證密鑰數(shù)據(jù)的更新，；更新成功則將密鑰更新必要性判斷處理 子模塊中的上發(fā)密鑰更新請(qǐng)求次數(shù)加1，用臨時(shí)存儲(chǔ)的終端的標(biāo)識(shí)更新卡內(nèi) 正式存儲(chǔ)的終端的標(biāo)識(shí)，并通過(guò)所述第 一交互^f莫塊指示終端重啟。
4、 如權(quán)利要求1所述的智能卡，其特征在于，所述認(rèn)證密鑰獲取模塊 獲取所述解密后的密鑰更新報(bào)文中的認(rèn)證密鑰具體是指直接獲取所述解密后的密鑰更新報(bào)文中的明文認(rèn)證密鑰；或是先獲取所述解密后的密鑰更新報(bào)文中的卡密文認(rèn)證密鑰，然后采用 預(yù)存的卡密文密鑰，調(diào)用所述算法封裝模塊中的卡密文算法解密所述卡密文 認(rèn)證密鑰，得到明文認(rèn)證密鑰。
5、 如權(quán)利要求1到4中任一項(xiàng)所述的智能卡，其特征在于所述認(rèn)證密鑰獲取模塊還用于獲取所述解密后的密鑰更新報(bào)文中的終 端密文認(rèn)證密鑰，或是攜帶所述認(rèn)證密鑰的終端密文報(bào)文，并通過(guò)所述第一 交互模塊轉(zhuǎn)發(fā)給終端。
6、 如權(quán)利要求1到4中任一項(xiàng)所述的智能卡，其特征在于，還包括認(rèn)證請(qǐng)求處理模塊；所述卡與終端交互認(rèn)證模塊還用于記錄與終端認(rèn)證通過(guò)的次數(shù)，當(dāng)該次 數(shù)達(dá)到或超過(guò)預(yù)定的次數(shù)閾值時(shí)，指示所述認(rèn)證請(qǐng)求處理^^莫塊處理；所述認(rèn)證請(qǐng)求處理模塊用于判斷當(dāng)前未收到認(rèn)證結(jié)果消息的次數(shù)是否 達(dá)到或超過(guò)預(yù)定的未收到次數(shù)閥值，如達(dá)到或超過(guò)預(yù)定的未收到次數(shù)閥值，則調(diào)用所述卡片鎖定模塊160鎖死卡片鑒權(quán)等功能，如未達(dá)到，則獲取本卡 的卡序列號(hào)和正式存儲(chǔ)的終端的標(biāo)識(shí)，生成發(fā)送給服務(wù)器的認(rèn)證請(qǐng)求報(bào)文的 內(nèi)容，并調(diào)用數(shù)據(jù)包處理模塊進(jìn)行報(bào)文封裝，同時(shí)將未收到認(rèn)證結(jié)果消息的 次數(shù)加l;當(dāng)收到數(shù)據(jù)包處理模塊解密后的認(rèn)證結(jié)果報(bào)文時(shí)，將所述未收到 認(rèn)證結(jié)果消息的次數(shù)減l,并獲取、判斷其中的認(rèn)證結(jié)果，如認(rèn)證結(jié)果為不 合法或所述未收到認(rèn)證結(jié)果消息的次數(shù)超過(guò)預(yù)定次數(shù)，則調(diào)用所述卡片鎖定 模塊鎖死本卡的相應(yīng)功能；如果為合法則智能卡繼續(xù)正常工作，指示所述卡 與終端交互認(rèn)證模塊130將卡與終端認(rèn)證通過(guò)的次數(shù)清零，重新開(kāi)始記錄；所述數(shù)據(jù)包處理模塊還用于將封裝后的認(rèn)證請(qǐng)求報(bào)文通過(guò)所述第一交 互模塊發(fā)送給所述終端，以及當(dāng)收到所述第一交互模塊轉(zhuǎn)發(fā)的服務(wù)器返回的 認(rèn)證結(jié)果報(bào)文時(shí)，調(diào)用所述算法封裝模塊中的傳輸算法并使用所保存的傳輸 密鑰進(jìn)行該^^艮文的解密。
7、 一種可實(shí)現(xiàn)機(jī)卡安全認(rèn)證的終端，包括用于實(shí)現(xiàn)終端和服務(wù)器交互 的無(wú)線通信模塊、用于和卡進(jìn)行交互的第二交互模塊；其特征在于，還包括 安全認(rèn)證^t塊；所述安全認(rèn)證模塊包括終端與卡交互認(rèn)證子模塊、終端鎖定子模塊、 認(rèn)證算法封裝子模塊和認(rèn)證密鑰發(fā)行與讀取子模塊；所述第二交互模塊用于將卡端發(fā)來(lái)的密鑰更新請(qǐng)求報(bào)文通過(guò)所述無(wú)線 通信模塊發(fā)給服務(wù)器，以及通過(guò)所述無(wú)線通信模塊接收服務(wù)器下發(fā)的密鑰更 新報(bào)文并轉(zhuǎn)發(fā)給卡端；所述認(rèn)證算法封裝子模塊用于封裝認(rèn)證算法；所述認(rèn)證密鑰發(fā)行與讀取子模塊用于保存i人證密鑰；述第二交互模塊發(fā)給智能卡，其后按卡與終端雙方定義的交互流將程及協(xié)議，通過(guò)第二交互模塊與智能卡進(jìn)行交互認(rèn)證；認(rèn)證中需要認(rèn)證加密或解密 時(shí)，調(diào)用認(rèn)證密鑰發(fā)行與讀取子模塊和認(rèn)證算法封裝子模塊進(jìn)行加密、解密； 當(dāng)認(rèn)證不通過(guò)時(shí)調(diào)用所述終端鎖定模塊鎖死本終端的相應(yīng)功能。
8、 如權(quán)利要求7所述的終端，其特征在于，所述安全認(rèn)證模塊還包括用于封裝終端密文算法的終端密文算法封裝模塊；所述終端與卡交互認(rèn)證子模塊還用于通過(guò)第二交互模塊從智能卡獲取 服務(wù)器下發(fā)的終端密文，調(diào)用終端密文算法封裝模塊中的終端密文算法，使 用存儲(chǔ)的終端密鑰解密出明文認(rèn)證密鑰，并存儲(chǔ)在所述認(rèn)證密鑰發(fā)行與讀取 子才莫塊中。
9、 如權(quán)利要求7所述的終端，其特征在于所述終端密文為對(duì)明文認(rèn)證密鑰加密得到的密文認(rèn)證密鑰，或是加密后 的攜帶明文認(rèn)證密鑰的報(bào)文；當(dāng)終端密文為對(duì)明文認(rèn)證密鑰加密得到的密文認(rèn)證密鑰時(shí)，所述終端與 卡交互認(rèn)證子模塊解密終端密文后直接得到明文認(rèn)證密鑰；當(dāng)終端密文為加密后的攜帶明文認(rèn)證密鑰的報(bào)文時(shí)，所述終端與卡交互 認(rèn)證子模塊解密終端密文后得到攜帶明文認(rèn)證密鑰的報(bào)文，從該報(bào)文中獲取 明文iU正密鑰。
10、 如權(quán)利要求7到9中任一項(xiàng)所述的終端，其特征在于，所述安全認(rèn) 證才莫塊放入終端的方式包括(1 )集成在安全認(rèn)證硬件模塊中嵌入終端，通過(guò)串口 、 USB 口 、或7816 才妄口與終端進(jìn)行通訊；(2)集成在表貼在終端的無(wú)線通信模塊中的安全芯片里；(3 )集成在另一個(gè)安全認(rèn)證智能卡中放入終端里未被要認(rèn)證的智能卡 占用的空閑卡槽中，通過(guò)7816接口與終端通訊；(4)通過(guò)軟件模塊方式放在終端軟件中。
全文摘要
一種可實(shí)現(xiàn)機(jī)卡安全認(rèn)證的智能卡及終端；卡包括用于和終端交互的第一交互模塊、卡與終端交互認(rèn)證模塊、卡片鎖定模塊、認(rèn)證密鑰獲取模塊、算法封裝模塊和數(shù)據(jù)包處理模塊；所述認(rèn)證密鑰獲取模塊用于在每次開(kāi)機(jī)后接收的終端的標(biāo)識(shí)與正式存儲(chǔ)的終端的標(biāo)識(shí)，當(dāng)一致時(shí)，指示卡與終端交互認(rèn)證模塊進(jìn)行機(jī)卡認(rèn)證；不一致時(shí)，臨時(shí)保存收到的終端的標(biāo)識(shí)，生成發(fā)送給服務(wù)器的密鑰更新請(qǐng)求報(bào)文的內(nèi)容并發(fā)送給數(shù)據(jù)包處理模塊封裝；當(dāng)收到解密后的密鑰更新報(bào)文的內(nèi)容時(shí)獲取其中的認(rèn)證密鑰，使用該認(rèn)證密鑰更新卡與終端交互認(rèn)證模塊中保存的認(rèn)證密鑰數(shù)據(jù)，并用臨時(shí)存儲(chǔ)的終端的標(biāo)識(shí)更新卡內(nèi)正式存儲(chǔ)的終端的標(biāo)識(shí)，更新成功后指示終端重啟。本發(fā)明可實(shí)現(xiàn)安全認(rèn)證。
文檔編號(hào)H04W12/04GK101577906SQ20091008659
公開(kāi)日2009年11月11日 申請(qǐng)日期2009年6月12日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月12日
發(fā)明者焦華清, 王京陽(yáng), 穆肇驪, 輝 鄭 申請(qǐng)人:大唐微電子技術(shù)有限公司