CN101212303B - 动态口令输出方法、动态口令生成方法及其装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种动态口令输出方法、动态口令生成方法及其装置。本发明通过在生成动态口令后，将动态口令转换为USB键盘命令，发送到主机端，免除了手动输入到主机中的不便，此外，在动态口令生成过程中，指纹认证的步骤，解决动态口令生成装置没有提供验证用户为设备合法持有者身份的功能，同时有效避免了由于动态口令生成装置丢失或被窃取后，存在被冒用的安全隐患，有效提高了动态口令生成装置的安全性。
Description
技术领域
本发明涉及一种动态口令输出方法、动态口令生成方法及其装置。
技术背景
目前网络犯罪案件越来越多，纠其原因，关键的环节还在于所使用的认证方法。目前最常用的方法是“静态口令”认证方法，所谓“静态口令”认证方法指用来认证的数据为静态的，即每次认证时所使用的口令是不变的，所以“静口令”认证方法的认证口令很容易通过内存扫描或网络监听等技术被截获，存在根本的安全隐患。
近年来，口令技术缓慢发展，破解技术却飞速提高，使得对帐号的认证可靠性受到了严重的威胁。“动态口令”认证技术应运而生，以解决静态口令存在的诸多安全漏洞。动态口令(Dynamic Password)，又称一次性口令(OTP-One Time Password)，是相对于传统的静态口令而说的。
动态口令技术采用一种叫做动态口令生成装置的专用硬件，内置电源、密码生成芯片和显示屏，密码生成芯片运行专门的密码算法，根据当前时间或使用次数生成当前密码并显示在显示屏上。
由于动态口令令牌由用户自行保管，其他非法用户难以获取令牌中的动态口令信息，并且动态口令具有不可预测性，使用安全方便、权责确定的优点，所以此技术确实解决了网络信息服务系统中需要的远程单次访问的身份认证与授权问题。
然而现有的动态密码一般是多位数字的组合，在动态口令生成装置生成动态口令后，用户通常是以手动的方式将显示在动态口令生成装置上的动态密码输入主机，这样不可避免地会给用户带来一些不便，降低了动态口令生成装置的易用性。
发明内容
本发明为了解决上述问题，提供一种使用方便、应用灵活的动态口令输出方法、动态口令生成方法及其装置。
本发明所采用的技术方案是：一种动态口令输出方法，包括以下步骤，包括以下步骤，
与主机建立连接，向主机声明自身为USB键盘；
根据USB键盘协议将动态口令转换成USB键盘类按键信息；
将所述按键信息发送给所述主机；
所述将动态口令转换成USB键盘类按键信息的步骤为：按照USB键盘的组包格式将所述按键信息组成按键信息包；
相应地，将所述按键信息发送给所述主机的步骤具体为：将所述按键信息包依次、连续地传送给所述主机。
所述按键信息包中的按键信息个数可为1-6中的任意数值。
本发明还公开了一种动态口令生成方法，包括
动态口令生成装置与主机建立连接，向主机声明自身为USB键盘；
采集指纹图像并提取指纹特征信息，将所述指纹特征信息与预存的指纹特征模板进行比较认证，在通过认证后利用所述指纹特征模板或所述指纹特征模板对应的用户秘密信息生成动态口令；
根据USB键盘协议将生成的动态口令转换成USB键盘类按键信息；
将所述按键信息发送给所述主机；
所述将动态口令转换成USB键盘类按键信息的步骤进一步包括：按照USB键盘的组包格式将所述按键信息组成按键信息包；
相应地，将所述按键信息发送给所述主机的步骤具体为：将所述按键信息包依次、连续地传送给所述主机。
所述按键信息包中的按键信息个数可为1-6中的任意数值。
所述采集指纹图像之前，还可包括接收触发信号启动采集指纹图像的步骤。
所述比较认证步骤具体可为，将提取的指纹特征信息与预存的一个合法用户的一个或多个指纹特征模板进行比较认证。
所述比较认证步骤具体可为：将提取到的指纹特征信息与预存的多个合法用户的指纹特征模板进行比较认证。
所述动态口令生成过程可以是利用预存的口令生成算法对用户标识信息和事件因子进行计算生成。
所述用户标识信息可为预存的合法用户的指纹特征模板或与所述指纹特征模板对应的用户秘密信息。
本发明还公开了一种动态口令生成装置，包括
声明模块，用于与主机建立连接后，声明为USB键盘；
存储模块，用于在控制模块的控制下存储指纹特征模板；
指纹认证模块，从采集的指纹中提取特征信息，与所述存储模块存储的指纹特征模板进行比较，将比较结果发送给控制模块；
控制模块，用于根据接收到的所述指纹认证模块的比较结果控制所述动态口令生成模块启动；
动态口令生成模块，用于在所述控制模块的控制下，利用口令生成算法生成动态口令；
信息转换模块，用于根据USB键盘协议，将所述动态口令生成模块生成的动态口令转换成主机能够识别的USB键盘类按键信息；
USB通信模块，用于将所述信息转换模块得到的按键信息发送给主机；
其中，所述信息转换模块具体包括信息转换单元和组包单元；
所述信息转换单元用于根据USB键盘协议将所述动态口令生成模块生成的动态口令转换成USB键盘类按键信息，发送所述按键信息给所述组包单元；
所述组包单元用于在接收到所述按键信息后按照USB键盘的组包格式将所述按键信息组成按键信息包。
所述装置还可包括触发模块，用于产生触发信号，触发所述控制单元启动所述指纹认证模块。
所述组包单元中的按键信息个数可为1-6中的任意数值。
本发明通过在生成动态口令后，将动态口令转换为USB键盘命令，发送到主机端，免除了手动输入到主机中的不便，此外，在动态口令生成过程中，指纹认证的步骤，解决动态口令生成装置没有提供验证用户为设备合法持有者身份的功能，同时有效避免了由于动态口令生成装置丢失或被窃取后，存在被冒用的安全隐患，有效提高了动态口令生成装置的安全性。
附图说明
图1为本发明实施例一的控制流程图；
图2为本发明实施例二的原理框图；
具体实施方式
实施例一：
如图1中所示，为本实施例中，动态口令的生成方法：
步骤101：首先通过内置的通信接口，连接动态口令生成装置和主机；
步骤102：动态口令生成装置向主机声明自己为USB键盘；
步骤103：用户输入指纹信息；
步骤104：提取指纹特征信息，并与存储模块中预存的合法用户的指纹特征模板进行比较；
此过程中，将采集到的指纹图像转换成数字图像，对数字图像进行预处理，即通过对该数字图像进行增强、分割、平滑、细化等处理过程后，得到便于指纹特征提取的数字图像，再从该处理后的数字图像中提取指纹特征信息；所述预存的合法用户的指纹特征模板事先由主机通过通信接口写入，或通过采集至少一个合法用户的指纹图像并提取特征信息后进行存储。
步骤105：判断比较后的结果，如果比较结果一致，则执行步骤106，生成动态口令；否则异常处理，异常处理可以是直接结束，也可以是提示用户再次输入指纹用于验证。
步骤106：生成动态口令，并将动态口令传给信息转换模块；
根据预先存储的生成动态口令的动态因子——本实施例中的动态因子采用事件因子，结合内置的用户标识信息生成动态口令，用户标识信息为根据预先存储的合法用户指纹特征信息所对应的用户秘密信息，其中，合法用户可以为一个或多个，因此，设备中也存储着一个或多个合法用户的指纹特征信息，相应地，就对应着一个或多个合法用户的标识信息，设备内的口令生成算法将当前合法用户的标识信息和事件因子结合在一起，通过HMAC_SHA1算法生成对应着当前合法用户的动态口令。优选地，本实施例中的事件因子以计次信息1010为例来说明；
步骤107：信息转换模块根据USB键盘协议将上述动态口令转换成USB键盘类按键信息，并将该按键信息按照USB键盘的组包格式组成信息包，然后将该信息包依次连续地传送给USB通信模块；
信息转换模块转换按键的具体的方式为：将按键1、2、3、4、5、6、7、8、9、0相应地转换为按键信息0x1E、0x1F、0x20、0x21、0x22、0x23、0x24、0x25、0x26、0x27，另外，根据USB键盘协议，每一个按键信息对应的抬键信息为0x00，针对本实施例，信息转换模块将动态密码828007111501根据USB键盘协议具体转换为：0x25，0x1F，0x25，0x27，0x27，0x24，0x1E，0x1E，0x1E，0x22，0x27，0x1E；
步骤108：USB通信模块接收到信息转换模块传送来的按键信息的信息包和抬键信息的信息包后，根据USB协议自动地将按键信息包和抬键信息包传送给主机。
在向USB通信模块传送按键信息的过程中，首先以包的形式向USB通信模块发送按键信息，其次以包的形式向USB通信模块发送抬键信息，然后USB通信模块再将按键信息和抬键信息以包的形式发送给主机，主机只有收到按键信息和抬键信息后，才能识别到一次完整的按键过程，并相应地显示该按键信息，其中，USB键盘的组包格式为|Modifier key|Reserved|Keycode1|Keycode2|Keycode3|Keycode4|Keycode5|Keycode6|。
所述按键信息包中包含的按键信息的个数为1-6中的任意数值，因此将按键信息包发送给主机，是将包含一个按键信息组成的信息包多次发送给主机，或将包含多个按键信息组成的信息包一次或多次发送给主机。在本实施例中，优选地，将预先固化在动态口令生成装置中的信息包中的按键信息的个数设置为1，依此，信息转换模块向USB通信模块传送按键信息的具体过程为：信息转换模块首先将按键8的按键信息(00，00，0x25，00，00，00，00，00)和抬键信息(00，00，0x00，00，00，00，00，00)分别以包的形式传送给USB通信模块，USB通信模块再将按键信息和抬键信息发送给主机，主机识别到按键8，然后再将按键2的按键信息(00，00，0x1F，00，00，00，00，00)和抬键信息(00，00，0x00，00，00，00，00，00)分别以包的形式传送给USB通信模块，USB通信模块将按键信息和抬键信息发送给主机，主机识别到按键2，这样，USB通信模块依次连续地将后续的按键8007111501发送给主机，主机最终识别到完成的按键信息828007111501，由于传送速度非常快，所以用户看到的是完整的按键信息828007111501。
另外，动态口令生成模块还可以根据用户标识信息和生成动态口令的事件因子生成当前动态口令，用户标识信息预先存储在动态令牌中，用户标识信息可以和合法用户的指纹特征信息对应的用户秘密信息相关联，而动态口令生成装置中可以存储至少一个合法用户的指纹特征模板，相应的，对应着至少一个用户标识信息。具体地，可以将用户标识信息和事件因子通过运算得到动态口令，如将用户标识信息的全部或截取部分直接或经过变换后与事件因子进行计算，得到动态口令，例如：用户标识信息为12589，事件因子为1010，将用户信息截取部分值159，结合1010，得到动态口令1591010。
采用这种方案实现本发明的方法与本实施例基本相同，只是步骤106和107不同，步骤106和107变为：
步骤106′：动态口令生成模块生成当前动态口令8280071115010110，并将该动态口令传送给信息转换模块；
动态口令生成模块根据存储在动态口令生成装置中的生成动态口令的动态因子和用户标识信息生成动态口令，生成动态口令的动态因子为事件因子，优选地，本实施例的事件因子1010，用户标识信息为机器码0110为例来说明；
步骤107′：信息转换模块接收动态口令8280071115010110，根据USB键盘协议将该动态口令转换成USB键盘类按键信息，并将该按键信息按照USB键盘的组包格式组成信息包，然后将该信息包依次连续地传送给USB通信模块。
实施例二：
如图2所示，本实施例中的动态口令生成装置包括：指纹认证模块201，控制模块202，动态口令生成模块203，存储模块206，声明模块207，信息转换模块204，USB通信模块205，触发模块208。
指纹认证模块201与控制模块202和存储模块206相连，包括指纹采集单元，指纹特征信息获取单元和比较单元；
其中指纹采集单元为获取指纹图像的指纹扫描仪或照相机；
指纹特征获取单元将采集到的指纹图像转换成数字图像，对数字图像进行预处理，即通过对该数字图像进行增强、分割、平滑、细化等处理过程后，得到便于指纹特征提取的数字图像，再从该处理后的数字图像中提取指纹特征信息；
比较单元，将指纹细节特征信息与预先存储在设备中的合法用户的指纹特征信息进行比较，并将比较结果发给控制模块；
控制模块202与指纹认证模块201和动态口令生成模块203都相连，用于在接收到指纹认证结果后决定是否启动动态口令生成模块；
动态口令生成模块203分别与控制模块202和信息转换模块204相连，用于在指纹认证通过后，在控制模块202控制下，根据预置的口令生成算法，生成相应的动态口令；
动态口令是变化的密码，其变化来源于产生密码的运算因子是变化的。动态口令的生成算法一般都采用双运算因子，一是用户身份的识别码，是固定不变的，如用户的私有密钥；二是变动因子，如时间、随机数、计数器值等。
根据动态因子的不同，产生了不同的动态口令认证技术。主要分为两种，即同步认证技术和异步认证技术。其中同步认证技术又分为基于时间同步认证技术(Time Synchronous)和基于事件同步认证技术(Event Synchronous)等；异步认证技术即为挑战/应答认证技术(Challenge/Response)。
本发明实施例中，动态口令生成装置生成动态口令的过程主要是动态口令生成模块203利用事件因子(次数/序列数)作为变动因子，结合存储模块中预先存储的合法用户标识信息通过存储模块206中预先存储的HMAC_SHA1算法随机生成动态口令。
本发明实施例中可以将存储模块206中预先存储的合法用户的指纹特征信息对应的用户秘密信息作为用户标识信息，在用户输入到指纹认证模块201中的指纹信息通过验证后，由控制模块202触发动态口令生成模块203，通过HMAC_SHA1算法随机生成动态口令。
这里，存储模块206中预先存储的合法用户的指纹特征信息可以为一个或多个，如果为一个，则动态口令生成模块203中只对应着一个用户标识信息，结合事件因子，生成该用户的动态口令；如果为多个，则动态口令生成模块203从存储模块206中选择当前进行验证的合法用户的指纹特征信息进行处理，得到对应的用户标识信息，再结合事件因子，生成对应着当前合法用户的动态口令。
存储模块206分别与动态口令生成模块203和指纹认证模块101相连，用于在控制模块202的控制下存储指纹特征模板，也可以与指纹特征模板相对应的用户秘密信息；
声明模块207用于与主机建立连接后，在控制模块的控制下声明为USB键盘；
在USB通信模块与主机建立连接后，声明动态口令生成装置为USB键盘；
信息转换模块204与动态口令生成模块203和USB通信模块205相连，用于根据USB键盘协议将接收到的动态口令转换成主机能够识别的USB键盘类按键信息，并将按键信息传送给USB通信模块；
USB通信模块205与声明模块207、信息转换模块204以及主机相连，用于连接动态令牌200和主机，并根据USB协议与主机进行通信。
触发模块208：用于产生触发信号，触发所述控制模块202启动所述指纹认证模块201。
信息转换模块204具体包括信息转换单元2041和组包单元2042；
信息转换单元2041用于接收动态口令生成模块生成的动态口令，并根据USB键盘协议将动态口令转换成USB键盘类按键信息，发送按键信息给组包单元2041；
组包单元2042用于在接收到按键信息后按照USB键盘的组包格式将按键信息组成信息包，并将信息包依次地发送给USB通信模块205，其中，USB键盘的组包格式为|Modifier key|Reserved|Keycode1|Keycode2|Keycode3|Keycode4|Keycode5|Keycode6|；所述组包单元2042将包含一个按键信息组成的信息包多次发送出去，或将包含多个按键组成的信息包一次或多次发送出去，其中，每个信息包中按键信息的个数为1-6中的任意一个数值。
信息转换单元2041转换按键的方式具体为：将按键1、2、3、4、5、6、7、8、9、0相应地转换为按键信息0x1E、0x1F、0x20、0x21、0x22、0x23、0x24、0x25、0x26、0x27。另外，根据USB键盘协议，每个按键对应的抬键信息为0x00。
在USB通信模块205根据USB协议向主机传送信息包的过程中，USB通信模块205首先向主机发送按键信息的信息包，其次向主机发送抬键信息的信息包，主机只有收到按键信息和抬键信息后，才能识别到一次完整的按键过程，并相应地显示该按键信息。
优选地，在本实施例中，组包单元2042中的按键信息的个数为1，依此，信息转换模块204发送给USB通信模块205的按键信息包的形式为(00，00，一个按键对应的按键信息，00，00，00，00，00)，抬键信息包的形式为(00，00，0x00，00，00，00，00，00)，USB通信模块205接收到按键信息包和抬键信息包后将其发送给主机，这样，USB通信模块205连续地将按键信息的信息包发送给主机，直到发送完毕，由于传送速度是非常快地，所以用户实际看到的是完整的按键信息。
实际应用中，组包单元2042中的按键信息的个数还可以为2或3或4或5或6，信息转换模块204仍然是首先以包的形式向USB通信模块205发送按键信息，其次以包的形式向USB通信模块205发送抬键信息，然后USB通信模块205再将收到的按键信息包和抬键信息包发送给主机，依此传送按键信息，直到传送完毕。如果组包单元2042中的按键信息的个数为6，则信息转换模块204首先将按键信息组成信息包，该信息包的形式为(00，00，第一个按键对应的按键信息，第二个按键对应的按键信息，第三个按键对应的按键信息，第四个按键对应的按键信息，第五个按键对应的按键信息，第六个按键对应的按键信息)，将该信息包发送给USB通信模块205，其次将抬键信息以包的形式(00，00，0x00，0x00，0x00，0x00，0x00，0x00)发送给USB通信模块205，然后USB通信模块205再将按键信息包和抬键信息包发送给主机，这样，USB通信模块205连续地将按键信息的信息包发送给主机，直到发送完毕，由于传送速度是非常快地，所以用户实际看到的是完整的按键信息，当组包单元2042中信息包中的按键信息的个数为2或3或4或5时，可以依此类推其组包内容。
本实施例中的USB通信模块205采用了USB连接器，由USB连接器通过主机为动态口令生成装置200提供电力。
此外，所述装置还包括输入模块209，用于向存储模块206中预先输入合法用户的指纹特征模板信息。
以上对本发明所提供的动态口令输出方法、动态口令生成方法及其装置进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (12)
1.一种动态口令输出方法，其特征在于：包括以下步骤，
与主机建立连接，向主机声明自身为USB键盘；
根据USB键盘协议将动态口令转换成USB键盘类按键信息，所述将动态口令转换成USB键盘类按键信息的步骤为：按照USB键盘的组包格式将所述按键信息组成按键信息包；
将所述按键信息发送给所述主机，所述将按键信息发送给所述主机的步骤具体为：将所述按键信息包依次、连续地传送给所述主机。
2.根据权利要求1所述的动态口令输出方法，其特征在于：所述按键信息包中的按键信息个数为1-6中的任意数值。
3.一种动态口令生成方法，包括
动态口令生成装置与主机建立连接，向主机声明自身为USB键盘；
采集指纹图像并提取指纹特征信息，将所述指纹特征信息与预存的指纹特征模板进行比较认证，在通过认证后利用所述指纹特征模板或所述指纹特征模板对应的用户秘密信息生成动态口令；
根据USB键盘协议将生成的动态口令转换成USB键盘类按键信息，所述将动态口令转换成USB键盘类按键信息的步骤进一步包括：按照USB键盘的组包格式将所述按键信息组成按键信息包；
将所述按键信息发送给所述主机，将所述按键信息发送给所述主机的步骤具体为：将所述按键信息包依次、连续地传送给所述主机。
4.根据权利要求3所述的动态口令输出方法，其特征在于：所述按键信息包中的按键信息个数为1-6中的任意数值。
5.根据权利要求3或4所述的动态口令生成方法，其特征在于：所述采集指纹图像之前，还包括接收触发信号启动采集指纹图像的步骤。
6.根据权利要求3或4所述的动态口令生成方法，其特征在于：所述比较认证步骤具体为，将提取的指纹特征信息与预存的一个合法用户的一个或多个指纹特征模板进行比较认证。
7.根据权利要求3或4所述的动态口令生成方法，其特征在于：所述比较认证步骤具体为：将提取到的指纹特征信息与预存的多个合法用户的指纹特征模板进行比较认证。
8.根据权利要求3或4所述的动态口令生成方法，其特征在于：所述动态口令生成过程是利用预存的口令生成算法对用户标识信息和事件因子进行计算生成。
9.根据权利要求8所述的动态口令生成方法，其特征在于：所述用户标识信息为预存的合法用户的指纹特征模板或与所述指纹特征模板对应的用户秘密信息。
10.一种动态口令生成装置，包括
声明模块，用于与主机建立连接后，声明为USB键盘；
存储模块，用于在控制模块的控制下存储指纹特征模板；
指纹认证模块，从采集的指纹中提取特征信息，与所述存储模块存储的指纹特征模板进行比较，将比较结果发送给控制模块；
控制模块，用于根据接收到的所述指纹认证模块的比较结果控制所述动态口令生成模块启动；
动态口令生成模块，用于在所述控制模块的控制下，利用口令生成算法生成动态口令；
信息转换模块，用于根据USB键盘协议，将所述动态口令生成模块生成的动态口令转换成主机能够识别的USB键盘类按键信息；
USB通信模块，用于将所述信息转换模块得到的按键信息发送给主机；
其中，所述信息转换模块具体包括信息转换单元和组包单元；
所述信息转换单元用于根据USB键盘协议将所述动态口令生成模块生成的动态口令转换成USB键盘类按键信息，发送所述按键信息给所述组包单元；
所述组包单元用于在接收到所述按键信息后按照USB键盘的组包格式将所述按键信息组成按键信息包。
11.根据权利要求10所述的动态口令生成装置，其特征在于：所述装置还包括触发模块，用于产生触发信号，触发所述控制单元启动所述指纹认证模块。
12.根据权利要求10所述的动态口令生成装置，其特征在于：所述组包单元中的按键信息个数为1-6中的任意数值。
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