CN101409620A - 在通信系统中处理数据的方法和系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及在通信系统中处理数据的方法和系统,包括使用从GPS获得的位置信息进行安全认证。本发明可通过集成在设备上的芯片所生成的密码对试图访问安全功能的访问权限进行认证。该密码相对于每个芯片位置、每个问询和/或每个芯片是唯一的。可基于GPS信息确定芯片的位置,位置信息被安全地存储并安全地发送给外部实体。可将下列中的两个或多个发送给哈希函数以生成密码:生成的随机数采样和来自密匙表的密匙。试图访问芯片的外部实体被问询,要求其在问询响应中返回与哈希函数生成的密码相匹配的密码。可将该响应与由哈希函数生成的密码进行比较,基于所述比较,外部实体可获得访问芯片上一个或多个安全功能的授权。
Description
技术领域
本发明涉及安全通信系统,更具体地说,本发明涉及使用从GPS获得的位置信息进行安全认证的方法和系统。
背景技术
行业标准为数字电视或DVD内容的传送提供了必需的协议和基础架构。这些数字电视或DVD内容可包括音频、视频和数据信号。可采用宽带网络、前端设备和终端设备(如机顶盒,STB)以及媒体设备(如DVD)中的多种功能和操作对这些数据流进行处理。例如,这些功能和操作包括对设备敏感区的访问(如扫描接入、系统总线和系统接口),并且这些功能和操作可从某种安全形式或用户认证机制中获益。
安全认证机制可保护各种安全功能和操作。用于同一类电子设备和特定应用的安全认证操作通常需要每个设备对单个用户进行验证。例如,该设备可以是可作为片上系统(SOC)实施的机顶盒(STB)。用户可通过提供能够证明其身份的特定信息来使能各种应用,如访问系统总线和接口。所述特定信息可以是密码或是对设备发出的问询的响应。
密码是最常用的认证机制。其利用用户具有的信息。用户提供密码并由安全系统对该密码进行认证。如果经认证该密码是与用户有关的,该用户的身份通过认证。如果不是,那么该密码将被拒绝并且该认证失败。
对于许多的应用(如安全下载操作),非授权用户可在操作过程中发现密码,并在随后的同一类型操作中使用该密码进入应用。
为了确保安全通信,需要在待传送数据流传送到设备(如机顶盒)的过程中对其进行保护。一旦接收到该传送的数据流,STB中的一个或多个装置需要为该数据流提供安全接入。
比较本发明后续将要结合附图介绍的系统,现有技术的其它局限性和弊端对于本领域的普通技术人员来说是显而易见的。
发明内容
本发明提供了一种使用从GPS获得的位置信息进行安全认证的方法和装置,结合至少一幅附图进行了充分的展现和描述,并在权利要求中得到了更完整的阐述。
根据本发明的一个方面,提供了一种在通信系统中处理数据的方法,该方法包括:使用密码来认证对一个或多个由设备控制的安全功能的访问,所述密码相对于每个芯片位置和每个问询(challenge)是唯一的,所述芯片集成在所述设备中。
优选地,所述方法进一步包括在所述芯片中生成相对于每个芯片位置和每个问询是唯一的密码。
优选地,所述方法进一步包括在所述芯片中由随机数生成器(RNG)生成随机数采样。
优选地,所述方法进一步包括在所述芯片中使用安全加密算法生成相对于每个芯片是唯一的加密词(secret word),所述密码基于所述加密词生成。
优选地,所述方法进一步包括基于全球定位(GPS)信息确定所述芯片的位置。
优选地,所述方法进一步包括安全地存储所述芯片位置,其中所述芯片位置不能被外部实体获得。
优选地,所述方法进一步包括将所述芯片位置安全地传送给特定的外部实体。
优选地,所述方法进一步包括在所述芯片中存储下列中的一个或多个:对于所述芯片是唯一的芯片ID和密匙表,其中所述密匙表包括密匙和对应的密匙索引。
优选地,所述方法进一步包括将下列中的两个或多个传送给哈希函数(hash function):所述芯片位置、生成的随机数采样和来自所述密匙表的密匙。
优选地,所述方法进一步包括:
在所述芯片中,从所述哈希函数生成密码;
问询试图访问所述设备的外部实体,要求所述外部实体返回可与所述哈希函数生成的密码相匹配的密码。
优选地,所述方法进一步包括:
在寄存器中存储下列中的两个或多个:所述生成的随机数采样、对于所述芯片是唯一的芯片ID和所述密匙索引,和
将所述寄存器的内容发送给试图访问所述设备的所述外部实体,其中被授权的外部实体已知下列中的两个或多个:所述芯片ID、所述芯片位置、所述具有对应密匙索引的密匙表和所述哈希函数。
优选地,所述方法进一步包括:
将所述试图访问所述设备的外部实体生成的响应与所述哈希函数生成的密码相比较;及
基于所述比较,授权所述外部实体访问所述一个或多个安全功能。
根据本发明的一个方面,提供了一种在通信系统中处理数据的系统,该系统包括一个或多个电路,用于使用密码来认证对一个或多个由设备控制的安全功能的访问,所述密码相对于每个芯片位置和每个问询是唯一的,所述芯片集成在所述设备中。
优选地,所述一个或多个电路在所述芯片中生成相对于每个芯片位置和每个问询是唯一的密码。
优选地,所述一个或多个电路在所述芯片中由随机数生成器(RNG)生成随机数采样。
优选地,所述一个或多个电路在所述芯片中使用安全加密算法生成相对于每个芯片是唯一的加密词,所述密码基于所述加密词生成。
优选地,所述一个或多个电路基于全球定位信息(GPS)确定所述芯片的位置。
优选地,所述一个或多个电路安全地存储所述芯片位置,其中所述芯片位置不能被外部实体获得。
优选地,所述一个或多个电路将所述芯片位置安全地传送给特定的外部实体。
优选地,所述一个或多个电路在所述芯片中存储下列中的一个或多个:对于所述芯片是唯一的芯片ID和密匙表,其中所述密匙表包括密匙和对应的密匙索引。
优选地,所述一个或多个电路将下列中的两个或多个传送给哈希函数:所述芯片位置、生成的随机数采样和来自所述密匙表的密匙。
优选地,所述一个或多个电路在所述芯片中,从所述哈希函数生成密码;及
问询试图访问所述设备的外部实体,从所述外部实体返回可与所述哈希函数生成的密码相匹配的密码。
优选地,所述一个或多个电路:
在寄存器中存储下列中的两个或多个:所述生成的随机数采样、对于所述芯片是唯一的芯片ID和所述密匙索引,和
将所述寄存器的内容发送给试图访问所述设备的所述外部实体,其中被授权的外部实体已知下列中的两个或多个:所述芯片ID、所述芯片位置、所述具有对应密匙索引的密匙表和所述哈希函数。
优选地,所述一个或多个电路:
将所述试图访问所述设备的外部实体生成的响应与所述哈希函数生成的密码相比较;及
基于所述比较,授权所述外部实体访问所述一个或多个安全功能。
本发明的各种优点、各个方面和创新特征,以及其中所示例的实施例的细节,将在以下的描述和附图中进行详细介绍。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明,附图中:
图1A是根据本发明实施例的使用GPS位置信息进行认证的示例性系统的框图;
图1B是根据本发明实施例的具有使能在认证过程中使用GPS位置信息的内部可重复擦写NVM的示例性设备的框图;
图1C是根据本发明实施例的具有使能在认证过程中使用GPS位置信息的外部可重复擦写NVM的示例性设备的框图;
图2是根据本发明实施例的可使用GPS位置信息寻求认证的示例性外部实体的框图;
图3A是根据本发明实施例的在设备上使用GPS位置信息的认证过程的示例性步骤的流程图;
图3B是根据本发明的实施例的在外部实体上使用GPS位置信息的认证过程的示例性步骤的流程图。
具体实施方式
本发明的各个方面涉及使用从全球定位系统(GPS)获得的位置信息进行安全认证的方法和系统。本发明的各个方面可包括一个设备,例如机顶盒(STB),其可接收GPS数据并确定自身位置。此外,该设备可安全地存储位置信息并安全地将该位置信息发送给被授权可通过调制解调器访问该设备的另一实体,例如上游服务器。该设备可使用一个包括密码生成和密码验证在内的认证过程来许可其它实体能够访问设备上的各种安全功能和操作(如扫描接入、JTAG、EJTAG、PCI和EBI),并防止其它没有获得授权的实体访问这些功能和操作。密码可由确定的位置信息生成,也可由例如随机数采样和/或查寻值(look up value)或密匙生成。因此,在认证过程中,设备向另一实体发送问询,以使另一实体生成有效密码并在问询响应中将该密码发送给该设备。该设备可从另一实体接收问询响应密码,并通过将该密码与设备中生成的密码进行比较来验证密码。在认证时间以前,可给与那些被授权可访问设备上各种安全功能和操作的实体一些生成密码所需的信息。例如,那些被授权可访问该设备的实体知悉如下信息:设备ID、位置信息、密匙和密匙索引和用于生成有效密码的方法。
图1A是根据本发明实施例的可使用GPS位置信息进行认证的示例性系统的框图。参照图1A,示出了服务器150、设备160,所述设备160包括GPS接收器162、调制解调器164、非-易失性存储器(NVM)166、认证子系统168和卫星170a、170b和170c。
服务器150可与设备160通信连接,并可包括合适的逻辑、电路和/或代码,用于与设备150进行安全通信和非安全通信。例如,服务器150可以是服务提供商网络的一部分,并可向设备150发送音频/视频数据。服务器150可访问设备160上的安全功能和操作。在这一点上,服务器150可生成例如用于认证的问询响应密码。
设备160(例如,机顶盒(STB))可与服务器150通信连接,并可包括合适的逻辑、电路和/或代码,用于与服务器150交换安全通信。设备160可包括GPS接收器162、后者可包括合适的逻辑、电路和/或代码,用于从一个或多个GPS卫星接收GPS数据并可用于从接收到的GPS数据确定设备160的位置。例如,GPS接收器160可基于星历(ephemeris)、信号延时和卫星位置确定设备160的位置。在本发明的某些实施例中,可使用其它的位置或定时信息源来确定设备的位置。例如,可使用用户输入或是从其它位置或时间参考系统的输入。因此,设备160可包括NVM 166,用于以例如加密的、加扰的或是混淆的形式安全地存储用于生成密码的设备160的位置信息。此外,设备160可包括可用于将安全信息,例如设备ID和设备位置信息,发送给服务器150的调制解调器。
认证子系统168可用于控制对设备160上的安全功能和操作的访问。在这一点上,认证子系统168可使用设备160的位置信息生成验证密码。认证子系统168可维护一个配对设备160的设备ID和设备位置信息的数据库。此外,认证子系统168可问询试图获得访问权并且向设备160请求认证的另一实体,如服务器150,使其在问询响应中返回有效密码。认证子系统可将接收到的问询响应密码与自身生成的验证密码相比较,并且如果密码匹配的话,将允许另一实体访问安全功能或操作。
卫星170a、170b和170c,例如GPS卫星可向设备160提供信息以允许设备160确定自身的位置。在这一点上,每个卫星170a、170b和170c均可发送一个可被GPS接收器162接收的信号。GPS接收器162可通过测量各个信号的发送时间和各个信号的接收时间之间的延时来确定从设备160到一个或多个卫星之间的距离。此外,该信号可携带指示发送信号的各个卫星170a、170b和/或170c位置的信息,如精确的定时信息和/或星历信息。如果设备160从三个或更多卫星接收信号,其可根据星历、延时测量和卫星位置信息确定其位置。例如,用户输入和/或长期轨道信息(long term orbit information,简称LTO)可允许设备160使用少于三个的卫星信号来确定位置。
在运行中,设备160可基于从一个或多个卫星170a、170b和170c接收到的信息确定其位置。设备160的位置信息可以加密的、加扰的或是混淆的形式安全地存储在NVM 166中。设备160的位置信息和设备ID可相互配对以生成密码。通过调制解调器164,一个或多个位置信息和设备ID可安全地发送到服务器150。这个安全发送可在设备组织(set up)或配置(configuration)时完成。如果设备160的位置改变了,新的位置被确定后,可通过调制解调器164安全地发送给服务器150。服务器150可安全地存储设备160的位置信息和/或设备ID,并维护至少用于设备160的配对位置信息和设备ID的数据库。当服务器150试图访问设备150上被保护的功能或操作时,设备160可问询服务器,使其在问询响应中向设备160发送有效密码。设备160可接收问询响应密码并将其与在设备160上生成的密码相比较。如果该比较成功,服务器可获准访问设备160的安全功能和/或操作。如果位置信息不可用,可使用其它方法来生成密码。
图1B是根据本发明实施例的具有使能在认证过程中使用GPS位置信息的内部可重复擦写NVM的示例性设备的框图;
图1B是根据本发明实施例的具有使能在认证过程中使用GPS位置信息的内部可重复擦写NVM的示例性设备的框图。参照图1B,示出了设备160,设备160可包括问询寄存器(challenge register)102、随机数生成器(RNG)104、多个本地非易失性存储器(NVM)单元108、110,内部可重擦写存储器106、加密单元112、数字比较器单元114、NVM 166、GPS接收器162和调制解调器164。图中示出了设备160的范围。
设备160、NVM 166、GPS接收器162和调制解调器164与结合图1A所描述的设备160、NVM 166、GPS接收器162和调制解调器164相似或相同。NVM 166可与GPS接收器162、调制解调器164和加密单元112通信连接。
问询寄存器102可包括合适的存储空间用于存储RNG 104生成的随机数采样、芯片ID和密匙表索引。问询寄存器102包括合适的逻辑、电路和/或代码,用于在设备160和请求认证的外部实体(如图1A中所示的服务器150)之间交换信息。该问询寄存器102可与RNG 104和存储器108和110通信连接。
RNG 104可与问询寄存器102和内部可重擦写存储器106通信连接。RNG104包括合适的电路、逻辑和/或代码,可用于生成随机数采样。
NVM 108可包括用于存储芯片ID的合适存储空间,并且可与问询寄存器102通信连接。芯片ID可与设备160的位置信息配对以生成密码。NVM 108可使用任何类型的NVM存储技术,如PROM、闪存或EEPROM。
内部重擦写存储器106可包括用于存储随机数生成器104的输出的存储空间。该内部可重擦写存储器106可以是可重擦写RAM或可以是可重擦写NVM并且可使用任何类型的合适的存储技术,如闪存或EEPROM。该内部可重擦写存储器106可与RNG 104和加密单元112通信连接。
NVM 110可包括合适的逻辑、电路和/或代码,用于存储密匙和相关的密匙索引。该NVM 110将密匙传送给加密单元112,并将密匙索引传送给问询寄存器102。NVM 110以及密匙和密匙索引的使用是可任意选择的。例如,如果加密单元112使用哈希函数,可能不需要密匙来生成密码。在这一点上,密匙索引0可表示密码的生成无需密匙。
加密单元112可包括合适的逻辑、电路和/或代码,用于从多个输入数据中生成密码。在本发明的某些实施例中,该加密单元112可用于对多个源的数据进行加密以生成密码,这些源可以是例如来自NVM 166的位置信息、来自内部可重擦写存储器106的随机数采样和来自NVM 110的密匙。在本发明的某些实施例中,加密单元112可包括合适的逻辑、电路和/或代码,以使用哈希函数,例如SHA2函数族,如SHA-224、SHA-265、SHA-384、SHA 512和HMAC-SHA。在这一点上,无需来自NVM 110的密匙,而仅使用来自NVM 166的位置信息和来自内部可重擦写存储器106的随机数采样来生成密码。如果位置信息不可用于生成密码,例如可使用下列中的两个或多个来生成密码:来自NVM 108的芯片ID、来自NVM 110的密匙和来自内部可重擦写存储器106的随机数采样。
数字比较器114可包括合适的逻辑、电路和/或代码,用于从外部实体(如服务器150)接收密码和从加密单元112接收其生成的密码。数字比较器114可包括合适的逻辑、电路和/或代码,用于比较这两个密码并输出认证通过或失败指示。
在运行中,设备160可基于从一个或多个卫星170a、170b和170c接收到的信息确定其位置。来自设备160的位置信息可以加密的、加扰的或是混淆的形式安全地存储到NVM 166中。可以对设备160的位置信息和设备ID进行配对以生成密码。通过调制解调器164,可将一个或多个位置信息和设备ID安全地发送到服务器150。该安全发送可在设备组织或配置时完成。如果设备160的位置改变了,新的位置被确定后,可通过调制解调器164安全地发送给服务器150。基于来自外部实体(如服务器150)的认证请求,可在RNG 104中生成随机数采样。RNG 104生成的随机数采样、来自NVM 108的芯片ID和来自NVM 110的密匙索引,可传送给问询寄存器102。接着,可将问询寄存器102中的内容在问询消息中发送到外部实体,以使外部实体能够生成密码并将该密码在问询响应中回复给设备160。该外部实体接收问询寄存器102的内容,将芯片ID与存储在外部实体上的设备160的位置信息进行配对,并生成密码。在设备160中,在RNG 104中生成的随机数采样可存储在内部可重擦写存储器106中。可将来自NVM 166的位置信息、来自内部可重擦写存储器106的随机数采样和在NVM 110中的位置密匙索引的密匙发送给加密单元112。加密单元112可使用哈希函数生成密码。数字比较器114可从加密单元112接收密码并从外部实体200接收密码,并将两个密码进行比较。设备160可确定认证通过或是失败。
图1C是根据本发明实施例的具有使能在认证过程中使用GPS位置信息的外部可重复擦写NVM的示例性设备的框图。参照图1C,示出了设备160,所述设备160包括所述设备160可包括问询寄存器102、随机数生成器(RNG)104、多个本地非易失性存储器(NVM)108、110、外部可擦写NVM 120、加密单元112、数字比较器单元114、标记单元(signing unit)116、验证单元118、GPS接收器162、调制解调器164和安全RAM 168。设备160以及问询寄存器102、RNG 104、多个本地NVM单元108、110,加密单元112、数字比较器单元114、GPS接收器162和调制解调器164分别与图1A和1B示出设备160和问询寄存器102、RNG 104、多个本地NVM单元108、110、加密单元112、数字比较器单元114、GPS接收器162和调制解调器164相似。
标记单元116可包括合适的逻辑、电路和/或代码,用于加密和标记来自RNG 104的随机数采样输出和来自GPS接收器162的位置信息。在这一点上,可在标记单元116标记所述随机数采样和/或位置信息之前,采用例如高级加密标准(advanced encryption standard,简称AES)或数据加密标准(DES)来加密随机数采样和位置信息。标记单元116可采用嵌入式标记密匙(embeddedsigning key)并使用非对称算法(如RSA、DSA)或对称算法(如HMAC)来标记加密后的随机数采样和加密后的位置信息。该标记单元116可包括合适的逻辑、电路和/或代码,用于与外部可重擦写NVM 120交换信息,以存储标记过的加密随机数采样和/或标记过的加密位置信息。在本发明的另一方面,标记密匙可以加密和在外部可重擦写NVM 120中存储。
外部可重擦写NVM 120可包括存储装置,所述存储装置可包括合适的逻辑、电路和/或代码,用于与设备交换数据。该外部可重擦写NVM 120可包括用于存储来自标记单元116的标记过的加密随机数采样和/或标记过的加密位置信息。例如,外部可重擦写NVM 120可基于闪存存储技术。在本发明的一个方面,该标记和验证密匙可加密并在外部可重擦写NVM 120中保存。
验证单元118可包括合适的逻辑、电路和/或代码,用于从外部可重擦写NVM 120接收验证密匙和标记过的加密随机数采样和/或标记过的加密位置信息,并可解密标记过的加密随机采样数和/或标记过的加密位置信息。验证单元118可包括合适的逻辑、电路和/或代码,用于与安全RAM 168交换信息。
安全RAM 168可包括合适的逻辑、电路和/或代码,用于与加密单元112、验证单元118和调制解调器164交换信息。另外,该安全RAM 168可用于安全地存储随机数和位置信息,
在运行中,可由RNG 104生成随机数采样。来自RNG 104的随机数采样、来自NVM 108的芯片ID和来自NVM 110的密匙索引可传送给问询寄存器102。接着,可在问询消息中将问询寄存器102中的内容发送给外部实体(如图1A中示出的服务器150),使得外部实体可以生成密码并在问询响应中返回该密码。可在标记单元116标记所述随机数采样值和/或位置信息之前,采用例如高级加密标准(AES)或数据加密标准(DES)来加密随机数采样和位置信息。可采用标记单元116标记加密后的随机数采样和/或加密后的位置信息,并将其存储在外部可重擦写NVM 120中。可将NVM 110中位置密匙索引的密匙发送到加密单元112。存储在外部可重擦写NVM 120中的该标记过的加密随机数采样和/或标记过的加密位置信息可返回设备160,具体说是返回验证单元118以进行验证。可解密经验证的随机数采样和位置信息,并将其传送到加密单元112。加密单元112可使用哈希函数生成密码。数字比较器114接收来自加密单元112的密码和来自外部实体(如图1A中示出的服务器)的密码,并进行比较。该设备可确定该认证通过或是失败。
图2是根据本发明实施例的可使用GPS位置信息寻求认证的示例性外部实体的框图。参照图2,示出了外部实体150,其可包括NVM 266、NVM 210和加密单元212。图中示出的外部实体150的范围。
NVM 266可包括合适的逻辑、电路和/或代码,用于接收安全数据(如结合图1A、1B、1C所描述的设备ID和安全位置信息),并存储这些安全数据。另外,NVM 266可用于将接收到的设备ID与例如数据库中的发送设备160的位置信息相关联。NVM 266可与加密单元212通信连接。
NVM 210可包括合适的逻辑、电路和/或代码,用于存储生成密码的数据,例如密匙和相关的密匙索引。NVM 210可用于查找密匙并将该密匙发送给加密单元212。如果加密单元212和设备160上的加密单元112使用哈希函数时,在密码的生成中,无需用到来自NVM 210的数据。在这一点上,密匙索引0可用于指示无需将来自NVM 210的数据发送到加密单元212。
加密单元212可包括合适的逻辑、电路和/或代码,用于根据多个输入数据生成密码。在本发明的典型实施例中,加密单元212可通过加密来自多个数据源的数据生成密码,例如:来自NVM 266的位置信息、从如图1A、1B和1C中示出的设备160上的问询寄存器102接收到的随机数采样和来自NVM110的密匙。在本发明的另一实施例中,加密单元212可包括合适的逻辑、电路和/或代码,以使用哈希函数,例如SHA2函数族,诸如SHA-224、SHA-265、SHA-384、SHA 512和HMAC-SHA。在这一点上,可使用来自两个数据源的数据生成密码:来自NVM 266的位置信息、从如图1A、1B和1C中示出的设备160上的问询寄存器102接收到的随机数采样。
在运行中,在认证时,可从设备160的问询寄存器102接收的数据包括随机数采样、设备ID和密匙索引。接收到的设备ID可与存储在NVM 266中的设备位置信息相关联。接收到的密匙索引可用于在NVM 210中查找对应的密匙。因此,可将来自NVM 266的位置信息、来自NVM 210的密匙和从问询寄存器102接收到的随机数采样发送到加密单元212。加密单元212可采用函数,例如哈希函数来生成问询响应密码。可将该问询响应密码发送给图1A、1B和1C中示出的设备160。
图3A是根据本发明实施例的在设备上使用GPS位置信息的认证过程的示例性步骤的流程图。参照图3A,示出了这样一个流程图,其中步骤300是在图1A、1B、1C中示出的设备160上的认证操作的开始步骤。在步骤302中,设备160从NVM 108读取设备ID并将其写入问询寄存器102。在步骤304中,设备160从NVM 110选择密匙索引并将其写入问询寄存器102。在步骤306中,设备160从RNG 104获得随机数采样。在步骤308中,设备160将RNG采样值写入问询寄存器102。在步骤310,设备160将问询寄存器102的内容作为问询发送到外部实体(如服务器150),以便返回有效的问询响应密码。在步骤312中,如果设备具有内部可重擦写NVM,该方法进行到步骤314。在步骤314中,将RNG值存储在内部可重擦写存储器106。在步骤316中,如果设备具有内部可重擦写NVM,该方法进行到步骤318。在步骤318中,该设备从内部存储器106读取RNG采样值。在步骤320,设备将来自内部可重擦写存储器160的RNG采样值、来自NVM 166的位置信息和由来自NVM 110的由选定的密匙索引指示的密匙写入加密单元112,在此生成验证密码。在步骤322,设备160可从外部实体获得问询响应密码。在步骤324,设备160将获得的问询响应密码与验证密码进行比较。在步骤326中,如果来自外部实体的问询响应密码与设备160上生成的验证密码相匹配,该方法进行到步骤328,认证成功。
在步骤312,如果设备160不具有内部可重擦写NVM,该方法进行到步骤330。在步骤330中,设备160可在标记模块116中使用标记密匙标识RNG采样值。在步骤332中,设备可在外部可重擦写NVM120中存储RNG采样值和其标记,并且该方法进行到步骤316。在步骤316中,如果设备不具有内部可重擦写NVM,该方法进行到步骤334。在步骤334中,设备160可从外部可重擦写NVM 120中读取标记后的RNG采样值,并在验证模块118中验证所述标记。在步骤336,如果验证通过,该方法进行到步骤320。在步骤336,如果验证失败,该方法进行到步骤338并结束。
在步骤326,如果来自外部实体的问询响应密码与设备160上生成的验证密码不匹配,该方法进行到步骤340,认证失败,并且提供认证失败的指示。
图3B是根据本发明实施例的可在外部实体上使用GPS位置信息的认证过程的示例性步骤的流程图。参照图3B,示出了这样一个流程图,其中步骤350是外部实体认证方法的开始步骤。在步骤352,外部实体可从设备160接收问询寄存器102的内容,该内容包括RNG采样值、设备ID和密匙索引。在步骤354,外部实体使用接收到的设备ID在NVM 266中搜索相关设备160的位置信息。在步骤356,该外部实体可使用接收到的密匙索引搜索NVM 210中的对应密匙。在步骤358,外部实体可将接收到的RNG采样值、来自NVM 266的设备160位置信息和来自NVM 210的密匙输入加密单元212,并生成问询响应密码。在步骤360,外部实体可将问询响应密码发送给设备160。
在本发明的某些实施例中,可以使用密码来认证对于由设备160控制的一个或多个安全功能的访问。该密码可在集成在设备160中的芯片上生成,并且相对于每个芯片位置、每个问询和/或每个芯片该密码是唯一的。在这一点上,可在芯片中由随机数生成器(RNG)104生成随机数采样。此外,可基于例如来自卫星170a、170b和170c的全球定位系统(GPS)信息确定芯片的位置。例如,该芯片位置可安全地存储在芯片中的NVM 166中,或是安全地存储在外部NVM 120上,这样其它外部实体就不能获得该芯片位置。尽管如此,芯片位置是可通过调制解调器164安全地传送给特定的外部实体,例如服务器150。另外,在芯片中,对芯片来说唯一的芯片ID可存储在NVM 108中,包括密匙和密匙索引的密匙表可存储在NVM 110中。因此,下列中的二个或多个可发送到加密单元112中的哈希函数:芯片位置、生成的随机数采样和来自密匙表的密匙。可在芯片中从该哈希函数生成密码。试图访问芯片的外部实体150被问询,要求其在问询响应中返回与哈希函数生成的密码相匹配的密码。这样,生成的随机数采样、对芯片来说唯一的芯片ID和密匙索引中的两个或更多参数均可存储到寄存器102中,并发送给试图获准访问的外部实体150。获得授权的外部实体(如服务器150)得知下列中的一个或多个:芯片ID、芯片位置、具有对应密匙索引的密匙表和哈希函数。可将试图访问的外部实体生成的响应与从哈希函数生成的密码进行比较,基于所述比较,外部实体可获得访问芯片上一个或多个安全功能的授权。在本发明某些实施例中,在芯片中,可基于加密词(secret word)生成密码,其中可使用安全加密算法生成该加密词。
本发明的又一实施例可提供一种机器可读存储。其内存储的计算机程序包括至少一个可用于安全通信的代码段,所示至少一个代码段由机器执行而使得所述机器执行上述步骤。
因此,本发明可以通过硬件、软件,或者软、硬件结合来实现。本发明可以在至少一个计算机系统中以集中方式实现,或者由分布在几个互连的计算机系统中的不同部分以分散方式实现。任何可以实现方法的计算机系统或其它设备都是可适用的。常用软硬件的结合可以是安装有计算机程序的通用计算机系统,通过安装和执行程序控制计算机系统,使其按方法运行。
本发明的一个实施可作为主板级产品,如单芯片、特定用途集成电路(ASIC)和具有与作为单独组件的系统的其它部分的不同集成程度的单芯片。系统的集成程度首要由速度和成本考虑确定。由于现代处理器的复杂性,可使用商业可用的处理器,该处理器可与现有系统的ASIC执行外接。可选地,如果处理器可用(如ASIC核心和逻辑模块),那么商业可用的处理器可为作为固件执行的具有不同功能的ASIC设备的一部分。
本发明还可以通过计算机程序产品进行实施,程序包含能够实现本发明方法的全部特征,当其安装到计算机系统中时,可以实现本发明的方法。本文件中的计算机程序所指的是:可以采用任何程序语言、代码或符号编写的一组指令的任何表达式,该指令组使系统具有信息处理能力,以直接实现特定功能,或在进行下述一个或两个步骤之后实现特定功能:a)转换成其它语言、编码或符号;b)以不同的格式再现。然而本领域技术人员可以理解的其它含义的计算机程序也可用于实现本发明。
虽然本发明是通过具体实施例进行说明的,本领域技术人员应当明白,在不脱离本发明范围的情况下,还可以对本发明进行各种变换及等同替代。另外,针对特定情形或材料,可以对本发明做各种修改,而不脱离本发明的范围。因此,本发明不局限于所公开的具体实施例,而应当包括落入本发明权利要求范围内的全部实施方式。
Claims (10)
1、一种在通信系统中处理数据的方法,其特征在于,该方法包括:使用密码来认证对一个或多个由设备控制的安全功能的访问,所述密码相对于每个芯片位置和每个问询是唯一的,所述芯片集成在所述设备中。
2、根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述方法包括在所述芯片中生成相对于每个芯片位置和每个问询是唯一的密码。
3、根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述方法包括在所述芯片中由随机数生成器生成随机数采样。
4、根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述方法包括在所述芯片中使用安全加密算法生成相对于每个芯片是唯一的加密词,所述密码基于所述加密词生成。
5、根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述方法包括基于全球定位信息确定所述芯片的位置。
6、根据权利要求5所述的方法,其特征在于,所述方法包括安全地存储所述芯片位置,其中所述芯片位置不能被外部实体获得。
7、根据权利要求5所述的方法,其特征在于,所述方法包括将所述芯片位置安全地传送给特定的外部实体。
8、一种在通信系统中处理数据的系统,其特征在于,该系统包括一个或多个电路,用于使用密码来认证对一个或多个由设备控制的安全功能的访问,所述密码相对于每个芯片位置和每个问询是唯一的,所述芯片集成在所述设备中。
9、根据权利要求8所述的系统,其特征在于,所述一个或多个电路在所述芯片中生成相对于每个芯片位置和每个问询是唯一的密码。
10、根据权利要求8所述的系统,其特征在于,所述一个或多个电路在所述芯片中由随机数生成器生成随机数采样。
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