CN101840592A - 采用商用密码的ic卡门禁终端及其操作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种采用商用密码的IC卡门禁终端，设有商用SM7/SM1密码模块。IC卡门禁终端包括天线、射频接口、MCU、具有商用密码算法的密码模块、门禁执行机构、连接后台监控系统的数据接口。所述MCU分别连接射频接口、密码模块、门禁执行机构以及数据接口并交互数据，射频接口连接天线。射频接口负责MCU和IC卡之间射频通信。本发明的操作方法包括如下步骤：(1)用户在门禁终端感应天线上刷卡；(2)门禁终端在MCU和SM7/SM1密码模块的配合控制下和IC卡进行SA认证；(3)进行SB认证；(4)进行用户发行信息认证；(5)控制开门；(6)向后台监控系统报告合法开门事件。本发明具备商用密码安全认证机制，有效保证了重要门禁的安全。
Description
技术领域
本发明属于IC卡门禁终端，具体涉及一种采用商用SM7/SM1密码模块(SAM)的IC卡门禁终端及其操作方法。
背景技术
当今社会，IC卡门禁终端已经被广泛使用，成为门户安全管理的重要技术手段。国内外使用量最大的是MiFare逻辑卡，或称M1卡门禁终端。随着2008年10月M1卡破解技术细节在国际会议上公布，使在用的大量的使用M1卡的IC卡门禁系统成为不安全的系统，给国家的各个层面的安全保密性造成巨大的威胁，因此迫切需要提供一种采用具有我国自主知识产权的安全技术的IC卡门禁系统。
根据1999年10月7日国务院发布实施的《商用密码管理条例》第一章第二条规定：本条例所称商用密码，是指对不涉及国家秘密内容的信息进行加密保护或安全认证所使用的密码技术和密码产品。
密码技术是保护信息安全的主要手段，它通过对信息进行重新编码，在保证信息的完整性和正确性的同时，也保证信息的机密性，防止信息被篡改、伪造和泄露。加密是使信息在非授权的情况下不可解读的过程。加密依据是一种密码算法和至少应有一种密钥，对于加密信息即使知道了算法，没有密钥，也无法解读信息。商用密码的应用领域十分广泛，国家密码管理局已经制定了SM1、SM7等商用密码算法，主要用于对不涉及国家秘密内容但又具有敏感性的内部信息、行政事务信息、经济信息等进行加密保护。比如：商用密码可用于企业内部的各类敏感信息的传输加密、存储加密，防止非法第三方获取信息内容；也可用于各种安全认证、网上银行、数字签名等。
有鉴于此，寻求一种采用商用密码算法模块的IC卡门禁终端成为该领域技术人员的追求目标，是解决M1卡被破解造成威胁的根本途径。
发明内容
本发明的任务是提供一种采用商用密码SM1、SM7算法密码模块的IC卡门禁终端及其操作方法，这种商用密码算法由国家密码管理局制定，国家具有自主知识产权，它具有满足国内重要门禁安全等级要求的安全保密性。使用这种商用密码芯片的IC卡门禁终端，可以用于政府机关、军事、金融、电信等各个行业中的重要位置的门户管理，从根本上解决M1卡被破解造成的安全威胁。
本发明的技术解决方案如下：
一种采用商用密码的IC卡门禁终端，所述IC卡门禁终端设有商用SM7/SM1密码模块；
所述IC卡门禁终端包括天线、射频接口、MCU、具有商用密码算法的密码模块、门禁执行机构、连接后台监控系统的数据接口；
所述MCU分别连接射频接口、密码模块、门禁执行机构以及数据接口并交互数据，所述射频接口连接天线；
所述射频接口负责MCU和IC卡之间射频通信；
所述密码模块设有商用密码算法，含有国家密码管理局指定128位SM7分组密码算法和SM1分组加密算法。
所述天线是射频天线，通过射频信号感应方式与IC卡进行通信。
所述MCU在程序的控制下完成身份识别、权限管理、数据通信、门禁执行机构控制功能。
所述密码模块为SIM卡座结构形式。
所述门禁执行机构包括门锁控制机构、联动控制结构、声光告警机构、防拆保护机构。
所述IC卡门禁终端通过数据接口向后台监控系统报告各种事件和告警信息，接收遥控、遥信、遥设指令。
一种采用商用密码的IC卡门禁终端的操作方法，包括如下步骤：
(1)用户在门禁终端感应天线上刷卡；
(2)门禁终端在MCU和SM7/SM1密码模块的配合控制下和IC卡进行SA认证，认证过程在SM7算法加密、使用SM1算法产生的密钥保护下进行；若不通过则向后台监控系统报告非法开门事件，同时以声光形式发出非法开门警报；若认证通过则继续后续处理；
(3)门禁终端在MCU和SM7/SM1密码模块的配合控制下和IC卡进行SB认证，认证过程在SM7算法加密、使用SM1算法产生的密钥保护下进行；若不通过则向后台监控系统报告非法开门事件，同时以声光形式发出非法开门警报；若认证通过则继续后续处理；
(4)门禁终端在MCU和SM7/SM1密码模块的配合控制下，在SM7算法加密、使用SM1算法产生的密钥保护下，进行用户发行信息认证，若不通过则向后台监控系统报告非法开门事件，同时以声光形式发出非法开门警报；若认证通过则继续后续处理；
(5)控制开门；
(6)向后台监控系统报告合法开门事件。
本发明由于采用了以上技术方案，使之与现有技术相比，本发明具有以下优点：
1、本门禁终端内部包含国家密码管理局指定128位SM7分组密码算法和SM1分组加密算法的密码模块，具有商密安全等级，具有三重认证安全机制，彻底解除了M1卡被破解带来的安全威胁，可以有效保证重要门禁的安全。
2、本门禁终端的商用密码采用SIM卡座结构方式，实现了密码模块和门禁终端分离存放和运输，便于对密码模块进行管理，有利于商用密码安全。
3、本门禁终端具有独立密码处理和门禁管理功能，可以不依赖于后台监控系统完成全部门禁功能和密码处理功能，提高了门禁终端的可用性，保证了多门禁终端的大系统没有全局性故障的瓶颈，具有很高的可靠性。
4、本门禁终端具有事件记录和告警报告存储功能，当与后台监控系统通信中断时，在独立完成全部门禁控制和密码处理功能的同时，自动存储所有事件记录和告警报告；当与后台监控系统通信恢复时，自动上报通信中断期间的时间记录和告警报告。
5、本门禁终端具有消防联动功能，自动接收消防系统的告警信号，根据消防告警信号自动打开门锁，进入逃生状态。
6、本门禁终端具有照明、摄像、红外防盗联动功能，当被红外防盗信号触发时，自动打开照明，开启摄像机，记录图像信息。
7、本门禁终端具有防反传功能，可以有效防止单边刷卡造成的各种安全漏洞。
8、本门禁终端具有防跟踪功能，可以控制两扇门进行互锁，形成安全隔离空间，对重要门户提高安全防护等级。
9、本门禁终端具有防胁迫功能，在被威胁开门时，可以不被察觉的方式发出警报信号，通知预定的安保点。
本门禁终端具备商用密码安全认证机制，具有多种安全保护功能，因此适合在安全等级要求高的重要门禁场合，如党政机关、军事单位、电信系统、金融证劵系统、大型企事业单位、各类单位的财务、档案、信息机房等关键部门使用。
附图说明
图1是本发明的一种采用商用SM7/SM1密码模块的IC卡门禁终端的连接框图。
图2是本发明中密码模块内的安装卡座结构示意图。
图3是本发明的一种采用商用SM7/SM1密码模块的IC卡门禁终端的主要工作流程图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作详细说明。
如图1所示，本发明提供一种采用商用SM7/SM1密码模块(SAM)的IC卡门禁终端，IC卡门禁终端包括天线、射频接口、MCU、具有商用密码算法的密码模块、门禁执行机构、连接后台监控系统的数据接口。具有商用SM7算法芯片的IC卡可以控制其开门。
所述具有商用SM7算法芯片的IC卡是一种非接触式逻辑IC卡，内置国家密码管理局指定的128位SM7分组密码算法芯片，卡内存放发行信息及采用国家密码管理局制定的SM1分组加密算法进行密钥分散产生的卡片密钥，实现一卡一密。
MCU分别连接射频接口、密码模块、门禁执行机构以及数据接口并交互数据，射频接口连接天线。射频接口负责MCU和IC卡之间射频通信。天线是射频天线，通过射频信号感应方式与具有商用SM7算法芯片的IC卡进行通信。
密码模块包含商用密码算法，含有国家密码管理局指定128位SM7分组密码算法和SM1分组加密算法，完成安全密码运算，鉴别门禁卡的合法性，存放系统根密钥。密码模块是门禁终端中安全控管的核心。密码模块采用SIM卡座结构形式，使商用密码安全存取模块便于和门禁终端分离存放和运输，有利于保护商用密码安全。
MCU在程序的控制下完成身份识别、权限管理、数据通信、门禁执行机构控制等功能。门禁执行机构包括门锁控制机构、联动控制结构、声光告警机构、防拆保护机构等，它们在MCU的控制下实现门禁终端的各项功能。
连接后台监控系统是门禁终端和后台监控系统的数据通信链路，通过这条数据通信链路，IC卡门禁终端向后台监控系统报告各种事件和告警信息，接收遥控、遥信、遥设指令。
本发明的实施方式如下：
参看图1，本发明是一种采用商用SM7/SM1密码模块(SAM)的IC卡门禁终端，MCU是它的核心部件，采用32位的单片机系统，具有512KFalsh/64KRAM，内置多种多路通信接口，装载上海集成通信设备有限公司开发的门禁终端程序，在这些程序的控制下，管理门禁终端的各个部件。MCU中的存储器存储着运行程序和最近的一批门禁事件和告警信息。
具有商用密码算法的密码模块是门禁终端中安全管控的核心。它含有国家密码管理局指定128位SM7分组密码算法和SM1分组加密算法，存放着系统根密钥。在MCU的管理下，它负责完成SM1分散密钥认证和SM7算法认证，支持MCU在SM7密码加密保护下完成发行信息认证，支持MCU在SM7密码加密保护下和IC卡进行数据通信。
具有商用密码算法的密码模块采用SIM卡座结构形式，可以方便地安装和拆卸，使商用密码安全存取模块便于和门禁终端分离存放和运输，有利于保护商用密码安全。
门禁终端配备两副感应天线，可以安装在门里和门外，实现双向刷卡控制门户功能。
门禁执行机构是门禁终端各种控制功能的实施部件，在MCU程序的控制下，根据预定的条件，通过MCU的输入、输出接口驱动各种输入输出部件完成各种门禁功能，包括液晶屏幕数据显示功能、LED灯状态显示功能、键盘密码/防胁迫信号输入功能、蜂鸣器告警功能、消防联动功能、防反传功能、防跟踪功能等等。
MCU连接后台监控系统的通信接口，完成门禁事件和告警信息上报功能，接收后台监控系统的遥控、遥信、遥设指令。本门禁终端具有使用多种通信协议和不同的后台监控系统连接的能力，因而具有广泛的适应性。
具有商用密码芯片的IC卡是本门禁终端必备的配合设备。它是一种非接触式逻辑IC卡，内置国家密码管理局指定的128位SM7分组密码算法，卡内存放发行信息及采用国家密码管理局制定的SM1分组加密算法进行密钥分散产生的卡片密钥，实现了一卡一密。它的内部具有专用的密钥扇区和用户可以使用的数据扇区。它和门禁终端内的SM7/SM1密码模块配合工作，实现SM1分散密钥认证、SM7算法认证、SM7加密保护下的用户发行信息认证，实现SM7加密保护下的数据传输。
参看图2，图中显示了采用商用SM7/SM1密码模块(SAM)的IC卡门禁终端的SM7/SM1密码模块安装方式。这种SIM卡座安装在门禁终端的电路板上，商用SM7/SM1密码模块(SAM)以插入的方式装入SIM卡座内。这是在移动电话上使用的结构形式，首次用于门禁终端，实现了商用密码SAM和门禁终端可以方便地分离保存和运输，有利于商用密码的安全和控制。
参看图3，图中显示了采用商用SM7/SM1密码模块(SAM)的IC卡门禁终端的主要工作——刷卡开门的流程。按本发明的操作方法，其操作步骤如下：
(1)用户在门禁终端感应天线上刷卡。
(2)门禁终端在MCU和SM7/SM1密码模块的配合控制下和IC卡进行SA认证，认证过程在SM7算法加密、使用SM1算法产生的密钥保护下进行。若不通过则向后台监控系统报告非法开门事件，同时以声光形式发出非法开门警报；若认证通过则继续后续处理。
(3)门禁终端在MCU和SM7/SM1密码模块的配合控制下和IC卡进行SB认证，认证过程在SM7算法加密、使用SM1算法产生的密钥保护下进行。若不通过则向后台监控系统报告非法开门事件，同时以声光形式发出非法开门警报；若认证通过则继续后续处理。
(4)门禁终端在MCU和SM7/SM1密码模块的配合控制下，在SM7算法加密、使用SM1算法产生的密钥保护下，进行用户发行信息认证，若不通过则向后台监控系统报告非法开门事件，同时以声光形式发出非法开门警报；若认证通过则继续后续处理。
(5)控制开门。
(6)向后台监控系统报告合法开门事件。
综上所述，本发明的采用商用SM7/SM1密码模块的IC卡门禁终端所具有的功能和优点为：有效保证重要门禁的安全；商用密码采用SIM卡座结构方式，有利于商用密码安全；门禁终端具有独立密码处理和门禁管理功能，提高了门禁终端的可用性；门禁终端具有事件记录和告警报告存储功能；门禁终端具有消防联动功能，自动接收消防系统的告警信号；门禁终端具有照明、摄像、红外防盗联动功能；门禁终端具有防反传功能，可以有效防止单边刷卡造成的各种安全漏洞；门禁终端具有防跟踪功能，可以控制两扇门进行互锁；门禁终端具有防胁迫功能。本发明的门禁终端具备商用密码安全认证机制，具有多种安全保护功能，适合在安全等级要求高的重要门禁场合使用。
当然，本技术领域内的一般技术人员应当认识到，上述实施例仅是用来说明本发明，而并非用作对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对上述实施例的变化、变型等都将落在本发明权利要求的范围内。
Claims (7)
1.一种采用商用密码的IC卡门禁终端，其特征在于：所述IC卡门禁终端设有商用SM7/SM1密码模块；
所述IC卡门禁终端包括天线、射频接口、MCU、具有商用密码算法的密码模块、门禁执行机构、连接后台监控系统的数据接口；
所述MCU分别连接射频接口、密码模块、门禁执行机构以及数据接口并交互数据，所述射频接口连接天线；
所述射频接口负责MCU和IC卡之间射频通信；
所述密码模块设有商用密码算法，含有国家密码管理局指定128位SM7分组密码算法和SM1分组加密算法。
2.如权利要求1所述的采用商用密码的IC卡门禁终端，其特征在于：所述天线是射频天线，通过射频信号感应方式与IC卡进行通信。
3.如权利要求1所述的采用商用密码的IC卡门禁终端，其特征在于：所述MCU在程序的控制下完成身份识别、权限管理、数据通信、门禁执行机构控制功能。
4.如权利要求1所述的采用商用密码的IC卡门禁终端，其特征在于：所述密码模块为SIM卡座结构形式。
5.如权利要求1所述的采用商用密码的IC卡门禁终端，其特征在于：所述门禁执行机构包括门锁控制机构、联动控制结构、声光告警机构、防拆保护机构。
6.如权利要求1所述的采用商用密码的IC卡门禁终端，其特征在于：所述IC卡门禁终端通过数据接口向后台监控系统报告各种事件和告警信息，接收遥控、遥信、遥设指令。
7.一种采用商用密码的IC卡门禁终端的操作方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)用户在门禁终端感应天线上刷卡；
(2)门禁终端在MCU和SM7/SM1密码模块的配合控制下和IC卡进行SA认证，认证过程在SM7算法加密、使用SM1算法产生的密钥保护下进行；若不通过则向后台监控系统报告非法开门事件，同时以声光形式发出非法开门警报；若认证通过则继续后续处理；
(3)门禁终端在MCU和SM7/SM1密码模块的配合控制下和IC卡进行SB认证，认证过程在SM7算法加密、使用SM1算法产生的密钥保护下进行；若不通过则向后台监控系统报告非法开门事件，同时以声光形式发出非法开门警报；若认证通过则继续后续处理；
(4)门禁终端在MCU和SM7/SM1密码模块的配合控制下，在SM7算法加密、使用SM1算法产生的密钥保护下，进行用户发行信息认证，若不通过则向后台监控系统报告非法开门事件，同时以声光形式发出非法开门警报；若认证通过则继续后续处理；
(5)控制开门；
(6)向后台监控系统报告合法开门事件。
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