CN101800987A - 一种智能卡鉴权装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种智能卡鉴权装置，包括智能卡鉴权业务模块，将初始化命令发送给SCReader驱动模块；请求终端设备和网络服务器运行鉴权运算，比较网络服务器及终端设备的鉴权运算结果，如果相同，智能卡鉴权通过；SCReader驱动模块，接收初始化命令；将终端设备的鉴权运算结果发送给智能卡鉴权业务模块；pcscd服务模块，提供智能卡鉴权业务模块和SCReader驱动模块传输数据的接口；虚拟串口驱动模块，在终端设备和SCReader驱动模块之间传输数据。本发明还公开了一种智能卡鉴权方法，采用本发明可以对计算机的现有模块进行很好的复用，可进行多种智能卡的鉴权，兼容性高，易于扩充，应用性广。

Description

一种智能卡鉴权装置及方法
技术领域
本发明涉及移动通信及计算机领域，尤其是指一种智能卡鉴权装置及方法。
背景技术
在全球信息爆炸式发展的今天，对无线数据终端设备提出了更高的要求，同时对智能卡特别是SIM卡和USIM卡访问和操作越来越普遍，对智能卡鉴权越来越急需。对于Windows操作系统已经有一些智能卡鉴权的方案，而苹果操作系统上面实现的鉴权方法还较少，在很大程度上制约了相关产品的发展。
在全球电脑用户中，苹果操作系统的计算机占有不小的市场份额，越来越多的设备对智能卡鉴权需通过苹果操作系统的设备，这样就需要一种在苹果操作系统下进行的智能卡鉴权的方法。
但是，由于操作系统的区别，如果直接将Windows操作系统上智能卡鉴权的方法应用在苹果操作系统，则需要重新在苹果操作系统下为访问智能卡写一套驱动程序，工作量较大且较复杂，因此需要根据苹果的特性设计智能卡鉴权系统。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种智能卡鉴权装置及方法，复用计算机原有模块降低了工作量，同时可实现多种智能卡鉴权，兼容性高。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
本发明提供了一种智能卡鉴权装置，用于连接具有鉴权运算功能的终端设备和网络服务器，该装置包括：
智能卡鉴权业务模块，用于将初始化命令发送给SCReader驱动模块；发送鉴权请求，通过终端设备和网络服务器运行鉴权运算，将接收的网络服务器及终端设备的鉴权运算结果进行比较，确定相同时，智能卡鉴权通过；
SCReader驱动模块，用于接收智能卡鉴权业务模块发送的初始化命令；将终端设备的鉴权运算结果发送给智能卡鉴权业务模块；
pcscd服务模块，用于提供智能卡鉴权业务模块传输数据的接口，通过SCReader驱动模块向虚拟串口驱动发送数据；
虚拟串口驱动模块，用于在终端设备和SCReader驱动模块之间传输数据。
上述方案中，所述SCReader驱动模块具体用于，接收智能卡鉴权业务模块发送的初始化命令后，通过虚拟串口驱动模块向终端设备发送获得插槽命令，收到终端设备发送的插槽编号后，向终端设备发送上电命令，将终端设备返回的ATR命令发送给智能卡鉴权业务模块；接收智能卡鉴权业务模块发送的数据传输协议类型，封装后发送给终端设备；所述智能卡鉴权业务模块具体用于，接收SCReader驱动模块发送的ATR命令后，根据智能卡协议中对上电返回值ATR的规定，确定上电成功；选择与智能卡对应的数据传输协议类型并通过pcscd服务模块发送给SCReader驱动模块。
上述方案中，所述智能卡鉴权业务模块，还用于将获取信息命令发送给SCReader驱动模块；接收SCReader驱动模块发送的国际移动用户识别码IM SI并保存；所述SCReader驱动模块，还用于将获取信息命令封装后通过虚拟串口驱动模块发送给终端设备，接收终端设备发送的IMSI。
上述方案中，进一步包括：用户界面模块，用于提供用户操作的界面，向智能卡鉴权业务模块发送初始化命令；上电成功后，向智能卡鉴权业务模块发送鉴权方式选择指令；向智能卡鉴权业务模块发送获取信息命令；向智能卡鉴权业务模块发送鉴权请求。
上述方案中，用户界面模块具体用于，发送鉴权请求；智能卡鉴权业务模块进一步用于，收到用户界面模块发送的鉴权请求后，生成随机数，将随机数和鉴权请求发送给SCReader驱动模块；将IMSI、随机数以及鉴权请求发送到网络服务器，请求网络服务器运行鉴权运算；SCReader驱动模块进一步用于，将随机数和鉴权请求封装成符合USB芯片智能卡接口设备CCID协议规定的数据形式，发送给终端设备，请求终端设备运行鉴权运算。
本发明还提供了一种智能卡鉴权方法，包括：
智能卡鉴权业务模块将初始化命令发送给SCReader驱动模块，对终端设备中的智能卡进行初始化；
智能卡鉴权业务模块通过网络服务器和终端设备运行鉴权运算，比较网络服务器和终端设备返回的运算结果，确定相同时，智能卡鉴权通过。
上述方案中，所述对终端设备进行初始化包括：SCReader驱动模块收到初始化命令后，通过虚拟串口驱动模块向终端设备发送获得插槽命令，终端设备将插入智能卡所在的插槽编号返回给SCReader驱动模块，SCReader驱动模块接收终端设备返回的智能卡所在的插槽编号后，通过虚拟串口驱动向终端设备发送上电命令；终端设备上电后，向SCReader驱动模块回复ATR命令，SCReader驱动模块将ATR命令发送给智能卡鉴权业务模块，智能卡鉴权业务模块根据ATR命令确定上电完成；智能卡鉴权业务模块选择与智能卡对应的数据传输协议类型并通过pcscd服务模块发送给SCReader驱动模块，SCReader驱动模块将数据传输协议类型封装后发送给终端设备。
上述方案中，所述对终端设备进行初始化之后，进一步包括：初始化完成后，智能卡鉴权业务模块接收用户界面模块发送的获取信息命令，发送给SCReader驱动模块，SCReader驱动模块将获取信息命令封装后发送给终端设备，终端设备收到获取信息命令后将智能卡的IMSI通过SCReader驱动模块发送给智能卡鉴权业务模块并保存。
上述方案中，所述智能卡鉴权业务模块通过网络服务器和终端设备运行鉴权运算包括：智能卡鉴权业务模块接收用户界面模块发送的鉴权请求，生成随机数，将随机数和鉴权请求发送给SCReader驱动模块，SCReader驱动模块封装后发送给终端设备，终端设备根据随机数进行鉴权运算，并将运算结果通过SCReader驱动模块发送给智能卡鉴权业务模块；将随机数、IMSI以及鉴权请求发送给网络服务器，网络服务器根据IMSI确定智能卡类型，进行相应智能卡的鉴权运算并将运算结果发送给智能卡鉴权业务模块。
由此可见，本发明所提供的智能卡鉴权的装置及方法，具有以下优点：
1，在苹果计算机现有的虚拟串口驱动模块基础上，只需构建SCReader(Smart Card Reader)驱动模块和智能卡鉴权业务模块，对原有模块进行很好的复用，降低了实现本发明的工作量；
2，智能卡鉴权业务模块和SCReader驱动模块可选择多种智能卡的数据传输协议，兼容性高且易于扩充，应用性广；
3，通过虚拟串口驱动模块和SCReader驱动模块分别实现数据传输和智能卡驱动功能，功能分离程度较高；
4，充分利用苹果操作系统的特点，利用pcscd(person computer smart carddriver)服务模块的接口建立智能卡鉴权业务模块与SCReader驱动模块之间的连接，然后智能卡鉴权业务模块通过pcscd服务模块的接口向SCReader驱动模块发送数据，这样构造的装置对原有操作系统的改动较小，系统稳定性较高，容错性好，复杂性也较低。
附图说明
图1为本发明实现智能卡鉴权的装置组成示意图；
图2为本发明实现智能卡鉴权的方法流程示意图。
具体实施方式
本发明的基本思想是：智能卡鉴权业务模块下发初始化命令对终端设备进行初始化，初始化完成后，智能卡鉴权业务模块向网络服务器和终端设备发送鉴权请求，将接收的网络服务器和终端设备的鉴权运算结果进行比较，确定相同时，智能卡鉴权通过；
所述终端设备指插入有智能卡的设备，具有鉴权运算功能并通过无线或者有线的方式连接计算机。
下面通过一个优选实施例来对本发明进一步详细说明，如图1所示：
本发明提供了一种鉴权装置，包括：智能卡鉴权业务模块102、pcscd服务模块103、SCReader驱动模块104和虚拟串口驱动模块105，其中，
智能卡鉴权业务模块102，用于通过pcscd服务模块103向SCReader驱动模块104发送初始化命令；通过终端设备和网络服务器运行鉴权运算，将接收的网络服务器及终端设备的鉴权运算结果进行比较，确定相同时，智能卡鉴权通过，所述运算结果包括加密密钥(CK)和签字应答(SRES)；
SCReader驱动模块104，用于接收智能卡鉴权业务模块102发送的初始化命令，对终端设备中的智能卡进行初始化；将终端设备的鉴权运算结果发送给智能卡鉴权业务模块；
pcscd服务模块103，用于提供智能卡鉴权业务模块102传输数据的接口，通过SCReader驱动模块104向虚拟串口驱动105发送数据；
虚拟串口驱动模块105，用于在SCReader驱动模块104和终端设备间传输数据。
SCReader驱动模块104具体用于，接收智能卡鉴权业务模块102发送的初始化命令后，通过虚拟串口驱动模块105向终端设备发送获得插槽命令，收到终端设备发送的插槽编号后，向终端设备发送上电命令，将终端设备返回的ATR(Answer to Reset)命令发送给智能卡鉴权业务模块102；接收智能卡鉴权业务模块102发送的数据传输协议类型，封装后发送给终端设备，终端设备只能识别USB芯片智能卡接口设备(CCID)协议的数据，因此所述封装用于将数据转化为CCID协议可识别的数据；
终端设备，用于接收SCReader驱动模块104发送的获得插槽命令，将插入智能卡的插槽编号发送给SCReader驱动模块104；接收SCReader驱动模块104发送的上电命令后，返回ATR命令，所述ATR命令中的数值表示上电结果；接收SCReader驱动模块104发送的数据传输协议；
智能卡鉴权业务模块102，具体用于接收SCReader驱动模块104发送的ATR命令后，根据智能卡协议中对上电返回值ATR的规定，确定上电结果，上电成功后，选择与智能卡对应的数据传输协议类型并通过pcscd服务模块发送给SCReader驱动模块104。
智能卡鉴权业务模块102，还用于将获取信息命令发送给SCReader驱动模块104；接收SCReader驱动模块104发送的国际移动用户识别码(IMSI)并保存；
SCReader驱动模块104，还用于将获取信息命令封装后通过虚拟串口驱动模块105发送给终端设备，接收终端设备返回的IMSI；
终端设备，接收到获取信息命令后，向SCReader驱动模块104返回IMSI。
该装置进一步包括，
用户界面模块101，用于提供用户操作的界面，向智能卡鉴权模块发送初始化命令；上电成功后，向智能卡鉴权业务模块发送鉴权方式选择指令；向智能卡鉴权业务模块发送获取信息命令；向智能卡鉴权业务模块发送鉴权请求。
用户界面模块101具体用于，发送鉴权请求；
智能卡鉴权业务模块102进一步用于，接收用户界面模块101发送的鉴权请求后，根据不同智能卡的数据协议通过随机数算法生成随机数，将随机数和鉴权请求发送给SCReader驱动模块104；将IMSI、随机数以及鉴权请求发送到网络服务器；
相应的，SCReader驱动模块104进一步用于，将随机数和鉴权请求封装后发送给终端设备。
终端设备进一步用于，接收鉴权请求，根据随机数运行鉴权运算，将运算结果经由SCReader驱动模块104、pcscd服务模块103发送给智能卡鉴权业务模块102，所述运算结果包括CK和SRES；
网络服务器用于，接收鉴权请求后，根据IMSI确定智能卡的类型，运行相应的鉴权算法，并将运算结果返回给智能卡鉴权业务模块102。
本发明还提供了一种智能卡鉴权方法，如图2所示：
步骤201，智能卡鉴权业务模块向SCReader驱动模块发送初始化命令，对终端设备中的智能卡进行初始化。
用户通过用户界面模块选择初始化功能，用户界面模块向智能卡鉴权业务模块发送智能卡初始化命令，智能卡鉴权业务模块通过pcscd服务模块向SCReader驱动模块发送智能卡初始化命令。
SCReader驱动模块收到初始化命令后，通过虚拟串口驱动模块向终端设备发送获得插槽命令，终端设备收到获得插槽命令后将插入智能卡的插槽编号发送给SCReader驱动模块；
SCReader驱动模块收到智能卡的插槽编号后，根据插槽编号通过虚拟串口驱动模块向终端设备中插入智能卡的插槽发送上电命令，终端设备完成上电操作并通过虚拟串口驱动模块向SCReader驱动模块返回ATR命令，所述ATR命令中的数值表示上电结果，SCReader驱动模块将ATR命令发送给智能卡鉴权业务模块，智能卡鉴权业务模块根据智能卡的协议中对上电返回值ATR的规定，确定上电的结果，并返回给用户界面模块。
上电成功后，用户根据插入的智能卡类型通过用户界面模块选择相应的鉴权方式，例如2G的智能卡对应2G的鉴权方式，用户界面模块向智能卡鉴权业务模块发送鉴权方式选择指令，智能卡鉴权业务模块选择与智能卡对应的数据传输协议类型并通过pcscd服务模块发送给SCReader驱动模块，SCReader驱动模块将数据传输协议类型封装后通过虚拟串口模块发送给终端设备，用于通知终端设备根据相应类型的数据传输协议传输数据，初始化完成。
其中智能卡鉴权业务模块中的数据传输协议类型可以根据用户的需要进行扩充，达到实现对多种智能卡鉴权的目的。
步骤202，初始化完成后，智能卡鉴权业务模块向网络侧以及通过SCReader驱动模块向终端设备发送鉴权请求。
用户通过用户界面模块选择获取信息，用户界面模块将获取信息命令发送给智能卡鉴权业务模块，智能卡鉴权业务模块通过pcscd服务模块向SCReader驱动模块发送获取信息命令，SCReader驱动模块将获取信息命令封装后通过虚拟串口驱动模块发送给终端设备，终端设备收到获取信息命令后将智能卡的IMSI通过虚拟串口驱动模块发送给SCReader驱动模块，SCReader驱动模块通过pcscd服务模块将IMSI发送给智能卡鉴权业务模块并保存。
用户通过用户界面模块选择鉴权请求功能，用户界面模块将鉴权请求发送给智能卡鉴权业务模块，智能卡鉴权业务模块根据不同智能卡的数据传输协议通过随机数算法生成随机数，智能卡鉴权业务模块将随机数及鉴权请求通过pcscd服务模块发送给SCReader驱动模块，SCReader驱动模块将随机数及鉴权请求封装后通过虚拟串口驱动模块发送给终端设备，终端设备根据随机数运行鉴权算法，并将运算结果返回给SCReader驱动模块，由SCReader驱动模块发送给智能卡鉴权业务模块，所述运算结果包括加密密钥(CK)和签字应答(SRES)。
智能卡鉴权业务模块收到鉴权请求后，将随机数、IMSI以及鉴权请求发送给网络侧的网络服务器，所述鉴权请求可以同发送给终端设备的鉴权请求同时发送，也可以先后发送，由用户根据不同需要设定，网络服务器收到随机数和IMSI后，根据IMSI确定智能卡的类型，然后运行相应的鉴权算法，并将运算结果返回给智能卡鉴权业务模块。
步骤203，智能卡鉴权业务模块判断网络侧及终端设备的运算结果是否相同，如果相同，执行步骤204，反之，执行步骤205。
步骤204，运算结果相同，SIM卡鉴权通过，并将结果返回给用户界面模块，流程结束。
步骤205，运算结果不同，SIM卡鉴权失败，并将结果返回给用户界面模块，流程结束。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种智能卡鉴权装置，用于连接具有鉴权运算功能的终端设备和网络服务器，其特征在于，该装置包括：
智能卡鉴权业务模块，用于将初始化命令发送给SCReader驱动模块；发送鉴权请求，通过终端设备和网络服务器运行鉴权运算，将接收的网络服务器及终端设备的鉴权运算结果进行比较，确定相同时，智能卡鉴权通过；
SCReader驱动模块，用于接收智能卡鉴权业务模块发送的初始化命令；将终端设备的鉴权运算结果发送给智能卡鉴权业务模块；
pcscd服务模块，用于提供智能卡鉴权业务模块传输数据的接口，通过SCReader驱动模块向虚拟串口驱动发送数据；
虚拟串口驱动模块，用于在终端设备和SCReader驱动模块之间传输数据。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，
所述SCReader驱动模块具体用于，接收智能卡鉴权业务模块发送的初始化命令后，通过虚拟串口驱动模块向终端设备发送获得插槽命令，收到终端设备发送的插槽编号后，向终端设备发送上电命令，将终端设备返回的ATR命令发送给智能卡鉴权业务模块；接收智能卡鉴权业务模块发送的数据传输协议类型，封装后发送给终端设备；
所述智能卡鉴权业务模块具体用于，接收SCReader驱动模块发送的ATR命令后，根据智能卡协议中对上电返回值ATR的规定，确定上电成功；选择与智能卡对应的数据传输协议类型并通过pcscd服务模块发送给SCReader驱动模块。
3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，
所述智能卡鉴权业务模块，还用于将获取信息命令发送给SCReader驱动模块；接收SCReader驱动模块发送的国际移动用户识别码IMSI并保存；
所述SCReader驱动模块，还用于将获取信息命令封装后通过虚拟串口驱动模块发送给终端设备，接收终端设备发送的IMSI。
4.根据权利要求1、2或3所述的装置，其特征在于，该装置进一步包括：
用户界面模块，用于提供用户操作的界面，向智能卡鉴权业务模块发送初始化命令；上电成功后，向智能卡鉴权业务模块发送鉴权方式选择指令；向智能卡鉴权业务模块发送获取信息命令；向智能卡鉴权业务模块发送鉴权请求。
5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，
用户界面模块具体用于，发送鉴权请求；
智能卡鉴权业务模块进一步用于，收到用户界面模块发送的鉴权请求后，生成随机数，将随机数和鉴权请求发送给SCReader驱动模块；将IMSI、随机数以及鉴权请求发送到网络服务器，请求网络服务器运行鉴权运算；
SCReader驱动模块进一步用于，将随机数和鉴权请求封装成符合USB芯片智能卡接口设备CCID协议规定的数据形式，发送给终端设备，请求终端设备运行鉴权运算。
6.一种智能卡鉴权方法，其特征在于，该方法包括：
智能卡鉴权业务模块将初始化命令发送给SCReader驱动模块，对终端设备中的智能卡进行初始化；
智能卡鉴权业务模块通过网络服务器和终端设备运行鉴权运算，比较网络服务器和终端设备返回的运算结果，确定相同时，智能卡鉴权通过。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述对终端设备进行初始化包括：
SCReader驱动模块收到初始化命令后，通过虚拟串口驱动模块向终端设备发送获得插槽命令，终端设备将插入智能卡所在的插槽编号返回给SCReader驱动模块，SCReader驱动模块接收终端设备返回的智能卡所在的插槽编号后，通过虚拟串口驱动向终端设备发送上电命令；
终端设备上电后，向SCReader驱动模块回复ATR命令，SCReader驱动模块将ATR命令发送给智能卡鉴权业务模块，智能卡鉴权业务模块根据ATR命令确定上电完成；
智能卡鉴权业务模块选择与智能卡对应的数据传输协议类型并通过pcscd服务模块发送给SCReader驱动模块，SCReader驱动模块将数据传输协议类型封装后发送给终端设备。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述对终端设备进行初始化之后，进一步包括：
初始化完成后，智能卡鉴权业务模块接收用户界面模块发送的获取信息命令，发送给SCReader驱动模块，SCReader驱动模块将获取信息命令封装后发送给终端设备，终端设备收到获取信息命令后将智能卡的IMSI通过SCReader驱动模块发送给智能卡鉴权业务模块并保存。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述智能卡鉴权业务模块通过网络服务器和终端设备运行鉴权运算包括：
智能卡鉴权业务模块接收用户界面模块发送的鉴权请求，生成随机数，将随机数和鉴权请求发送给SCReader驱动模块，SCReader驱动模块封装后发送给终端设备，终端设备根据随机数进行鉴权运算，并将运算结果通过SCReader驱动模块发送给智能卡鉴权业务模块；将随机数、IMSI以及鉴权请求发送给网络服务器，网络服务器根据IMSI确定智能卡类型，进行相应智能卡的鉴权运算并将运算结果发送给智能卡鉴权业务模块。
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