CN102111272A - 移动终端对外部设备进行认证方法 - Google Patents
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Abstract
一种移动终端对外部设备进行认证的方法，包括以下步骤：操作模块将认证模块和标识芯片的数据接口接通；操作模块将时钟源信号接入到认证模块和标识芯片；认证模块发起对标识芯片的认证；认证模块保存认证结果；操作模块读取认证模块所保存的认证结果；以及操作模块根据所读取的认证结果判定外部设备是否合法。本发明所提供的认证方法在移动终端上增加认证模块，同时在电池等外部设备上增加标识芯片，并由认证芯片对标识芯片发起合法性认证，从而确认电池等外设是否为通过认证的设备。这种认证方法解决了移动终端系统对电池等外设合法性认证的问题，认证系统具有很高的安全性，对移动终端系统的改造要求也很小。
Description
【技术领域】
本发明涉及移动终端，尤其涉及一种移动终端对外部设备进行认证的方法。
【背景技术】
手机等移动终端随着应用的开发，其应用也越来越丰富、越来越广泛，这无疑对移动终端的电池提出更高的要求。由于目前移动终端所配置的电池续航能力有限，用户通常需要额外再增配电池。
然而，市场上各种电池品种繁多，质量也良莠不齐。伪劣电池充斥市场，在市场占有较大的比例。这些劣质电池中，有的电池电压电流供应不稳定，有的电池容易使用过热起火直接损坏用户的手机，甚至威胁用户的安全。
若要避免使用各种存在质量问题的电池外设，除了用户在购买环节认真识别电池等外设的防伪标识之外，目前还没有其它的办法。
【发明内容】
有鉴于此，本发明提供一种移动终端主动识别接入的外部设备合法性的认证方法。
一种移动终端对外部设备进行认证的方法，所述移动终端包括操作模块和认证模块，所述外部设备具有标识芯片，所述方法包括以下步骤：操作模块将认证模块和标识芯片的数据接口接通；操作模块将时钟源信号接入到认证模块和标识芯片；认证模块发起对标识芯片的认证；认证模块保存认证结果；操作模块读取认证模块所保存的认证结果；以及操作模块根据所读取的认证结果判定外部设备是否合法。
优选地，所述认证模块发起对标识芯片的认证的步骤进一步包括以下步骤：认证模块产生一个认证随机数Rand0，以此作为命令参数发给标识芯片；标识芯片产生一个随机数Rand1，然后使用其预置的子密钥SubKey对Rand1做分散以获得会话密钥SecKey；标识芯片将所存储的外部设备的ID以及Rand0、Rand1拼接在一起，利用SecKey对拼接后数据计算出MAC值；标识芯片利用预置子密钥SubKey加密Rand1和MAC；认证模块读取标识芯片中的外部设备的ID以及密文格式的Rand1和MAC；认证模块判定得到的外部设备的ID是否合法；
认证模块根据外部设备的ID分散得到子密钥SubKey，用子密钥SubKey解密所读取的响应信息中的密文以得到Rand1和MAC；认证模块利用会话密钥SecKey计算得到用于校验的xMAC；以及认证模块比较xMAC和MAC是否一致以获得认证结果。
优选地，所述分散算法、MAC算法、加密算法、xMAC算法是约定的算法。
优选地，所述约定的算法包括DES、3DES、HMAC及SHA1算法。
优选地，在所述认证模块根据外部设备的ID分散得到子密钥SubKey的步骤中，认证模块根据外部设备的ID选择得到一个根密钥Rootkey，用Rootkey以ID值为参数执行分散函数得到子密钥SubKey。
优选地，外部设备ID具有特定编码规则并与认证模块内所存储的不同的根密钥相对应。
优选地，认证模块具有将已经被破解的外部设备的ID设为禁用的黑名单。
优选地，认证芯片和标识芯片的通讯接口可为UART接口、I2C接口、GPIO接口或者无线射频接口。
优选地，操作模块与认证芯片的通讯接口可为UART接口、I2C接口、GPIO接口或者无线射频接口。
优选地，当认证芯片和标识芯片的通讯接口可为UART接口时，外部设备上新增的外部连接触点包括时钟信号输入触点和数据输入输出触点。
本发明所提供的认证方法在移动终端上增加认证模块，同时在电池等外部设备上增加标识芯片，并由认证芯片对标识芯片发起合法性认证，从而确认电池等外设是否为通过认证的设备。这种认证方法解决了移动终端系统对电池等外设合法性认证的问题，特别是采用认证芯片集成到移动终端时，认证系统具有很高的安全性，对移动终端系统的改造要求也很小。
【附图说明】
图1为采用本发明的优选实施例的认证方法的移动终端与外部设备的连接示意图。
图2为图1中的认证模块与标识芯片采用UART接口进行通讯时的示意图。
图3为当图1中的外部设备为电池时，电池的各个触点的示意图。
图4为采用本发明的优选实施例的认证方法的流程示意图。
图5为图4中的认证算法的流程示意图。
图6为分散获得子密钥的流程示意图。
【具体实施方式】
为了更好地理解本发明，以下将结合附图对发明的实施例进行详细的说明。
为了克服上述问题，本发明提供了一种可以从移动终端主动识别来解决的方法，即让移动终端具有主动分辨接入的外部设备是否是通过认证的设备的能力。
请参阅图1，移动终端100与外部设备200相连时，移动终端100对外部设备200进行认证。移动终端100包括操作模块110、认证模块120、电源开关130及切换开关140。外部设备200内具有标识芯片210。
移动终端100上增加的认证模块120，在电池等外部设备200上增加标识芯片210，并由认证芯片120对标识芯片210发起合法性认证，从而确认电池等外设200是否为通过认证的合法设备。
认证模块120可以是一颗独立的认证芯片，可与标识芯片210通过UART接口、I2C接口、GPIO接口或者无线射频接口连接在一起以进行数据通讯。认证模块120与标识芯片210之间的接口并不限于UART接口、I2C接口、GPIO接口或者无线射频接口，其它可以完成数据通讯的接口也都应认为是本发明的实施方式的变换。
图2中以UART接口为例，当认证芯片120和标识芯片210实现数据交互时，需要提供相同的时钟信号源，以使两者可以进行数据收发的同步。由于UART接口通讯的需求，对电池等外部设备200需要扩展相应的触点，如图3中所示的IO触点及CLK触点，其它触点的设置也如图3中所示。
图4中所示为移动终端100对电池等外部设备200进行认证的过程。
如图4中所示，在步骤S1中，移动终端100在系统上电后，操作模块110通过电源开关130接通认证模块120的电源，开始对外部设备200发起认证。
在步骤S2中，操作模块110通过切换开关140，将认证模块120和标识芯片210的数据接口连接通，使得其随后可以建立通讯。
在步骤S3中，操作模块110将时钟源信号接入到认证模块120和标识芯片210，从而使得认证模块120和标识芯片210之间可以发起通讯。
在步骤S4中，认证模块120发起对标识芯片210的认证，该认证过程的具体认证算法过程如图5中所示(详如后文所述)。
在步骤S5中，认证模块120将认证结果保存起来，以备随后操作模块110的读取。
在步骤S6中，操作模块110通过电源开关130断开认证模块120的电源，通过切换开关140使得认证模块120的数据接口与操作模块110连通。
在步骤S7中，操作模块110通过电源开关130重新接通认证模块120的电源，读取步骤S5所保存的认证结果，认证模块120随之即将认证结果清空。
在步骤S8中，操作模块110根据所读取的认证结果判定电池等外部设备200是否合法，从而决定是否提示用户更换电池并关闭系统。
图5中所示为认证模块120对标识芯片210的认证算法的具体过程实施例。
如图5中所示，在步骤501中，移动终端100在开机时即可以发起对电池等外部设备200认证的请求，从而触发认证模块120执行步骤502。
在步骤502中，认证模块120产生一个认证随机数Rand0，以此作为命令参数发给电池等外部设备200中的标识芯片210，命令中的认证随机数Rand0确保了认证模块120对在伪造的标识芯片中可能使用的重放攻击手段的抵御能力。
步骤503、504、505是标识芯片210收到认证模块120发起的认证请求指令时执行的连续动作。
在步骤503中，标识芯片210首先会产生一个随机数Rand1，然后使用其预置的子密钥SubKey对Rand1做分散。分散算法可以是约定的任意算法，如DES或者3DES。应当指出的是，此处对算法的举例并非对分散算法的限定。分散后将得到会话密钥SecKey。
在步骤504中，标识芯片210将所存储的外设ID以及Rand0、Rand1拼接在一起，利用SecKey对拼接后数据计算出MAC值，MAC算法可以是约定的任意算法，如DES，3DES，HMAC，SHA1等。应当指出的是，此处对算法的举例并非对MAC算法的限定。
在步骤505中，利用预置子密钥SubKey加密Rand1和MAC，准备响应数据，加密算法可以是约定的任意算法，如DES，3DES。应当指出的是，此处对算法的举例并非对加密算法的限定。
在步骤506中，认证模块120读取标识芯片210认证结果响应，得到电池等外部设备200的ID以及密文格式的Rand1和MAC。
在步骤507中，认证模块120首先判定得到的外设ID是否合法，比如是否在其设备黑名单内，如果合法才继续执行后续认证步骤，否则认证过程结束。
在步骤508中，认证模块120根据外设ID选择得到一个根密钥Rootkey，用Rootkey和ID值一起分散得到标识芯片210预置的子密钥SubKey(详如图6中所示)，随即用SubKey解密所读取的响应信息中的密文，得到Rand1和MAC。
在步骤509中，认证模块120将读取的外设ID和认证参数Rand0、Rand1拼接在一起，利用SubKey和Rand1分散得到SecKey来计算拼接后的数据，得到用于校验的xMAC，xMAC的计算方法为约定的任意算法，如DES、3DES、HMAC、SHA1等。应当指出的是，此处对算法的举例并非对xMAC算法的限定。认证模块120比较xMAC和MAC是否一致，并保存该认证结果。
在步骤510中，操作模块110读取获得认证结果，根据认证状态是否通过，决定是否继续后续过程。如果认证状态通过则正常开机使用，否则提示外部设备异常。
标识芯片210的子密钥SubKey的分散过程如图6中所示。
首先，在步骤601中根据外设ID来选择对应的根密钥RootKey，再在步骤602中用所选择的RootKey以外设ID为参数执行分散函数，从而可得到子密钥SubKey。
标识芯片210的ID按一定规则编码，认证模块120根据标识芯片210的ID选择对应的根密钥RootKey。这样，一方面使得攻击者对标识芯片210的破解进一步增加了难度，某个外部设备即使被破解也无法危及其它外部设备的认证，同时认证模块120还可以通过黑名单机制屏蔽被破解的设备ID；另外一方面，每个标识芯片210不同的ID编码则使得制造商可以更有效管理每块发布的电池等外部设备200，一旦发生攻击情况就可以根据发售历史进行追踪。
在上述认证过程中，认证芯片120和标识芯片210各自实现了认证算法，使得认证芯片120籍由认证算法的计算结果比对来判断标识芯片是否合法，当标识芯片210返回的计算结果不符合认证芯片的预期值时，认证芯片即判定标识芯片不合法，并将结果传递给移动终端系统，移动终端系统由此推定和标识芯片绑定的电池外设不合法。
本发明所提供的认证方法，解决了移动终端系统对电池等外设合法性认证的问题，特别是采用认证芯片集成到移动终端时，认证系统具有很高的安全性，对移动终端系统的改造要求也很小。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种移动终端对外部设备进行认证的方法，所述移动终端包括操作模块和认证模块，所述外部设备具有标识芯片，所述方法包括以下步骤：
操作模块将认证模块和标识芯片的数据接口接通；
操作模块将时钟源信号接入到认证模块和标识芯片；
认证模块发起对标识芯片的认证；
认证模块保存认证结果；
操作模块读取认证模块所保存的认证结果；以及
操作模块根据所读取的认证结果判定外部设备是否合法。
2.根据权利要求1所述的移动终端对外部设备进行认证的方法，其特征在于所述认证模块发起对标识芯片的认证的步骤进一步包括以下步骤：
认证模块产生一个认证随机数Rand0，以此作为命令参数发给标识芯片；
标识芯片产生一个随机数Rand1，然后使用其预置的子密钥SubKey对Rand1做分散以获得会话密钥SecKey；
标识芯片将所存储的外部设备的ID以及Rand0、Rand1拼接在一起，利用SecKey对拼接后数据计算出MAC值；
标识芯片利用预置子密钥SubKey加密Rand1和MAC；
认证模块读取标识芯片中的外部设备的ID以及密文格式的Rand1和MAC；
认证模块判定得到的外部设备的ID是否合法；
认证模块根据外部设备的ID分散得到子密钥SubKey，用子密钥SubKey解密所读取的响应信息中的密文以得到Rand1和MAC；
认证模块利用会话密钥SecKey计算得到用于校验的xMAC；以及
认证模块比较xMAC和MAC是否一致以获得认证结果。
3.根据权利要求2所述的移动终端对外部设备进行认证的方法，其特征在于：所述分散算法、MAC算法、加密算法、xMAC算法是约定的算法。
4.根据权利要求3所述的移动终端对外部设备进行认证的方法，其特征在于：所述约定的算法包括DES、3DES、HMAC及SHA1算法。
5.根据权利要求2所述的移动终端对外部设备进行认证的方法，其特征在于：在所述认证模块根据外部设备的ID分散得到子密钥SubKey的步骤中，认证模块根据外部设备的ID选择得到一个根密钥Rootkey，用Rootkey以ID值为参数执行分散函数得到子密钥SubKey。
6.根据权利要求2所述的移动终端对外部设备进行认证的方法，其特征在于：外部设备ID具有特定编码规则并与认证模块内所存储的不同的根密钥相对应。
7.根据权利要求6所述的移动终端对外部设备进行认证的方法，其特征在于：认证模块具有将已经被破解的外部设备的ID设为禁用的黑名单。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的移动终端对外部设备进行认证的方法，其特征在于：认证芯片和标识芯片的通讯接口可为UART接口、I2C接口、GPIO接口或者无线射频接口。
9.根据权利要求8所述的移动终端对外部设备进行认证的方法，其特征在于：操作模块与认证芯片的通讯接口可为UART接口、I2C接口、GPIO接口或者无线射频接口。
10.根据权利要求8所述的移动终端对外部设备进行认证的方法，其特征在于：当认证芯片和标识芯片的通讯接口可为UART接口时，外部设备上新增的外部连接触点包括时钟信号输入触点和数据输入输出触点。
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