CN101887529A - 一种用户可自行更换加密算法的射频识别卡及其方法 - Google Patents

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刘久文
王永超
包贵浩
郭瑞
李胤
穆晓彤
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刘久文
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Abstract

一种用户可自行更换加密算法的射频识别卡，在卡内嵌有用于实现更换加密算法的芯片组，芯片组内集成有射频收发电路、单片机及一组存储器，该组存储器至少包括有一个只读型存储器和一个可擦写型存储器；只读型存储器内固化有初始程序，完成对接收到的信息类型的识别；可擦写型存储器是受单片机控制完成清空或对更新数据进行存储和处理。实现方法是：当射频识别卡系统收到射频卡读写器发出的信息后，单片机的中央处理器对其信息类型进行识别；当识别为写卡程序时，单片机对特定存储器进行清空，并将接收到的程序写入到该存储器中；当识别为数据时，单片机按照用户的设定对数据进行存储和处理；回到起始状态。其可以根据需要被客户自行修改算法，以提高其应用的安全性。

Description

一种用户可自行更换加密算法的射频识别卡及其方法
技术领域
本发明涉及通讯技术领域，尤其涉及一种用户可自行更换加密算法的有源射频识别卡(RFID)。
背景技术
RFID(有源射频识别)技术是从上世纪80年代走向成熟的一项自动识别技术，近年来发展十分迅速。目前RFID已在国内得到广泛的应用，主要集中于身份识别、公共交通管理、物流管理等领域。
射频识别卡(RFID)通常被称为无线标签。与条码、磁卡、IC卡等同期或早期的识别技术相比，射频卡具有非接触、工作距离长、适于恶劣环境、可识别运动目标等优点。
在对安全性要求很高的应用场合，定期或不定期更换密钥甚至更换加密算法，对于提高系统安全性有着非常重要的意义。
现在采用的射频识别卡(RFID)在出厂时密钥、加密算法就定型了，一些卡可以修改密钥，但算法是修改不了的。一旦系统被攻击突破或系统进行升级，往往需要更换算法。而要做算法的更改就必须进行卡的重新生产，造成财力、时间的浪费。
发明内容
本发明的目的是提供一种用户可自行更换加密算法的射频识别卡，其可以根据需要被客户自行修改算法，以提高其应用的安全性。
本发明的另一目的是提供一种用户可自行更换加密算法的射频识别卡的实现方法。
为实现上述目的，本发明采取以下设计方案：
一种用户可自行更换加密算法的射频识别卡，包括带有天线及密钥的有源射频识别卡本体；在卡内还嵌有用于实现更换加密算法的芯片组，该芯片组内集成有：
一射频收发电路，用于接收空间中的射频信号，并将接收到的射频信号解调为系统可识别的数字信号；
一单片机，用于整个射频识别卡的控制，包括控制信息的接收和发送以及各种程序的提取和运行；
一组存储器，该组存储器至少包括有一个只读型存储器和一个可擦写型存储器；只读型存储器内固化有初始程序，完成对接收到的信息类型的识别；可擦写型存储器是受单片机控制完成清空或对包含新加密算法的更新数据进行存储和处理；
射频收发电路射频端与天线相连，其数字信号输入输出端与单片机I/O端口相连，单片机的数据总线、地址总线和控制信号线与存储器相应接口连接。
所述的可擦写型存储器为FLASH和EEPROM存储器中的一个或一个以上的组合。
所述的新加密算法是用户自设计或网上下载的新加密算法。
一种对前述的射频识别卡更换加密算法的方法，其方法步骤如下：
a)用户起始使用一张如前述的用户可自行更换加密算法的射频识别卡，该卡可以是空白卡或已带有加密算法的射频识别卡；
b)当上述射频识别卡系统接收到信息以后，通过射频收发电路将接受到的模拟信号解调为数字信号传输给单片机，单片机的中央处理器对接收到的信息类型进行识别：当识别为写卡程序时，单片机对特定存储器进行清空，并将接收到的程序写入到该存储器中；当识别为数据时，单片机按照用户的设定对数据进行存储和处理；
c)回到起始工作状态。
用户选定加密算法后，编制与之对应的程序，利用射频卡读写器将程序写入卡中。
本发明用户可自行更换加密算法的射频识别卡是一种可以根据需要随意修改算法的射频识别卡。修改密钥、修改算法用户可以自行完成，非常简便、快捷。用户甚至完全可以自己设计加密算法，下载到卡内，并可以随意修改。实际上这种卡在出厂时可以是一张空白卡，如何应用可以由用户自己去设计、实现。满足了用户自我加密的需要，使用安全性更高。
本发明的优点是：用户可以自行选择加密方式，甚至自己设计加密算法，使用安全性大大提高。避免了因为要更换加密算法，而对射频卡和系统进行更换所造成的不便和浪费，从而降低成本或者带来使用上的方便。本卡结构简单，使用起来有很大的灵活性，可以根据所需要的频段、成本、集成度和处理速度进行合理的选择。生产成本可以控制在很低的水平，性能也可以得到很好的保证。
附图说明
图1为本发明用户可自行更换加密算法的射频识别卡的电路原理框图
图2为本发明用户可自行更换加密算法的射频识别卡实现方法的流程图
下面结合附图及具体实施例对本发明进一步详细说明
具体实施方式
本发明用户可自行更换加密算法的射频识别卡至少是一带有天线及密钥的有源射频识别卡，本射频识别卡系统的基础部分如管理控制系统、发卡器、读写器等可采用一般的现有技术。
参阅图1所示，本发明的主要创造点在于在卡内嵌入了用于实现更换加密算法的芯片组，该芯片组集成有射频收发电路模块1、单片机2、存储器3；射频收发电路模块1的射频端与天线4相连，射频收发电路的数字输入和输出端与单片机I/O端口相连，单片机的数据总线、地址总线和控制信号线与存储器相应接口连接。分别完成信号的收发、系统识别、数据处理和程序、数据的存储工作。
所述的射频收发电路，接受空间的射频信号并将其解调为系统可以处理的数字信号。
所述的单片机可以是各式单片机，包括ATMEL单片机、Philips单片机、MicroChip单片机、Motorola单片机以及TI公司的MSP430单片机等微处理器，用于实现对本系统的控制。
一组存储器，该组存储器至少包括有一个只读型存储器(ROM)和一个可擦写型存储器(通常是FLASH或EEPROM)；所述只读型存储器内固化有初始程序，这部分程序完成两大功能，一是在与系统通信时确定系统的操作类型即是一般的识别操作还是要进行程序(算法)更新。二是完成具体操作。如果是识别操作，就转到识别程序部分；如果是系统更新，就接收新的算法程序，并写入可擦写存储器中。所述可擦写型存储器是受单片机控制完成清空或对更新算法程序、密钥和系统信息进行存储。
为使得更换加密算法的射频识别卡存储更多的信息，所述的只读型存储器(ROM)和可擦写型存储器均可以是多个共同使用，可擦写型存储器均可以是FLASH和EEPROM存储器中的一个或多个组合。
所述的系统信息可以是系统本身正常工作所需要的初始程序，也可以是本身射频卡系统所含有的内部信息。
本发明用户更换加密算法的具体方法步骤是：
a)起始使用一张空白或已带有加密算法的射频识别卡，该射频识别卡是具有图1所示结构的卡，卡内嵌入了用于实现更换加密算法的芯片组，该芯片组集成有射频收发电路模块1、单片机2和存储器3；
b)当射频识别卡系统接收到射频卡读写器发出的信息以后，通过射频收发电路将接收到的模拟信号解调为数字信号传输给单片机，单片机的中央处理器对接收到的信息类型进行识别；
c)当识别为写卡程序时，单片机对专用的可擦写型存储器进行清空，并将接收到的程序写入到该存储器中；当识别为数据时，单片机按照用户的设定对数据进行存储和处理；
d)回到起始工作状态。
用户选定加密算法后，编制与之对应的程序，利用射频卡读写器将程序写入卡中。
上述方法中，如果用户手中的卡是空白卡，则用户通过自行设计或网上下载新的加密算法按步骤自行存储于可擦写型存储器中。如果是已带有加密算法的卡，用户仍可以通过自行设计或网上下载新加密算法的办法自行更新加密算法。
本发明用户可自行更换加密算法的射频识别卡在出厂时，应将射频识别卡系统固化的初始程序固化在单片机的只读存储器中或固化在与单片机相连的一单独的存储芯片中。
上述各实施例可在不脱离本发明的范围下加以若干变化，故以上的说明所包含及附图中所示的结构应视为例示性，而非用以限制本发明的申请专利范围。
本射频识别卡系统运行的基本原理为：出厂时射频识别卡系统固化初始程序(此部分程序可固化在单片机的只读存储器中，也可固化在与单片机相连单独的存储芯片中)。当射频识别卡系统接收到信息以后，此部分程序会对接收到的信息类型进行识别，当识别为写卡程序(即用户可以自己设计的加密算法)时，单片机对特定存储器(flash)进行清空，并将接收到的程序写入到flash中。当识别为数据时，单片机就可以按照用户的设定对数据进行存储和处理。
卡的使用方法：用户选定识别方式及加密算法后，编制与之对应的程序，利用发卡器将程序写入卡中。卡可以是空白卡，也可以是在用的非空白卡(写入时，先进行存储器擦除)。写入完毕该卡即可投入使用。遇系统升级或修改算法，只需编制新的程序，重新写入即可。

Claims (8)

1.一种用户可自行更换加密算法的射频识别卡，包括带有天线及密钥的有源射频识别卡本体；其特征在于：在卡内还嵌有用于实现更换加密算法的芯片组，该芯片组内集成有
一射频收发电路，用于接收射频卡读写器发出的射频信号，并将接收到的射频信号解调为系统可识别的数字信号；
一单片机，用于整个射频识别卡的控制，包括控制信息的接收和发送以及各种程序的提取和运行；
一组存储器，该组存储器至少包括有一个只读型存储器和一个可擦写型存储器；只读型存储器内固化有初始程序，完成对接收到的信息类型的识别；可擦写型存储器是受单片机控制完成清空或对包含新加密算法的更新数据进行存储和处理；
射频收发电路射频端与天线相连，其数字信号输入输出端与单片机I/O端口相连，单片机的数据总线、地址总线和控制信号线与存储器相应接口连接。
2.根据权利要求1所述的用户可自行更换加密算法的射频识别卡，其特征在于：所述的可擦写型存储器为FLASH和EEPROM存储器中的一个或一个以上的组合。
3.根据权利要求1所述的用户可自行更换加密算法的射频识别卡，其特征在于：所述的新加密算法是用户自设计或网上下载的新加密算法。
4.一种对权利要求1所述的射频识别卡更换加密算法的方法，其特征在于方法步骤如下：
a)用户起始使用一张如权利要求1所述的用户可自行更换加密算法的射频识别卡，该卡可以是空白卡或已带有加密算法的射频识别卡；
b)当上述射频识别卡系统接收到射频卡读写器发出的信息以后，通过射频收发电路将接受到的模拟信号解调为数字信号传输给单片机，单片机的中央处理器对接收到的信息类型进行识别：当识别为写卡程序时，单片机对特定存储器进行清空，并将接收到的程序写入到该存储器中；当识别为数据时，单片机按照用户的设定对数据进行存储和处理；
c)回到起始工作状态。
5.根据权利要求4所述的对射频识别卡更换加密算法的方法，其特征在于：用户选定加密算法后编制与之对应的程序，利用射频卡读写器将程序写入卡内可擦写型存储器中。
6.根据权利要求4所述的对射频识别卡更换加密算法的方法，其特征在于：用户通过自设计或网上下载新加密算法自行存储于可擦写型存储器中。
7.根据权利要求4所述的对射频识别卡更换加密算法的方法，其特征在于：用户通过自设计或网上下载新加密算法自行更换已存储于可擦写型存储器中的加密算法。
8.根据权利要求4所述的对射频识别卡更换加密算法的方法，其特征在于：出厂时，将射频识别卡系统固化的初始程序固化在单片机的只读存储器中或固化在与单片机相连的一单独的存储芯片中。
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