CN102118250A

CN102118250A - 一种基于双界面智能卡的动态密码认证系统及方法

Info

Publication number: CN102118250A
Application number: CN2011100037981A
Authority: CN
Inventors: 谈剑锋
Original assignee: Shanghai Peoplenet Security Technology Co Ltd
Current assignee: Shanghai Peoplenet Security Technology Co Ltd
Priority date: 2011-01-10
Filing date: 2011-01-10
Publication date: 2011-07-06

Abstract

本发明公开了一种基于双界面智能卡的动态密码认证系统及方法，用于智能卡领域，所述系统包括：远端服务器，双界面智能卡、动态密码生成模块，所述双界面智能卡包括RFID界面和接触点界面；所述动态密码生成模块用于当接收到读卡器对所述双界面智能卡的读写指令时，生成一组动态密码，其中，所述读写指令通过读卡器对接触点界面接触或RFID界面射频读写发出；所述远端服务器用于定时产生随机密码，并认证所述动态密码以验证所述随机密码和同步生成的动态密码是否一致。利用动态生成的密码对双界面智能卡读写过程进行验证，有效提高了双界面智能卡的数据安全性和交易安全性。

Description

一种基于双界面智能卡的动态密码认证系统及方法

技术领域

本发明涉及智能卡领域，尤其涉及一种基于双界面智能卡的动态密码认证方法。

背景技术

如今，接触式智能卡(下简称接触卡)在人们的日常生活中得到了普遍的应用。在接触卡的普及过程中，逐渐发现了许多的弊端：卡在读写器上经常拔插造成的磨损导致接触不良，从而引起数据传输错误，并且卡与读写器之间的磨损也大大缩短了卡和读写器的使用寿命；另外，接触卡的通讯速率较低，再加上插拔卡的动作延误，造成每一笔交易需要较长时间的等待。

为了解决这些问题，非接触式智能卡(下简称非接触卡)应运而生。非接触卡的优点是显而易见的：它通过无线电波与读写设备进行通讯，无裸露触点，与读写器间也无机械接触，可靠性和使用寿命高；它的通讯速率高于接触卡，在一定距离范围内可以从任意方向与读写设备通讯，从而使操作更为方便、快捷。因此，非接触卡在很多场合已经取代了接触卡，在卡市场所占的份额越来越大。

随着技术和应用的发展，基于RFID射频识别技术的非接触卡的应用越来越广泛，功能也越来越强大，应用中也出现了非接触式智能卡和接触式智能卡结合的双界面卡。双界面卡是由PVC层合芯片线圈而成，基于单芯片的，集接触式与非接触式接口为一体的智能卡，它有两个操作界面，对芯片的访问，可以通过接触方式的触点，也可以通过相隔一定距离，以射频方式通过RF界面来访问芯片，通过接触界面和非接触界面都可以执行相同的操作。两个界面分别遵循两个不同的标准，接触界面符合ISO/IEC 7816；非接触符合ISO/IEC 14443。这两种界面共享同一个微处理器、操作系统和 EEPROM，也即，双界面智能卡卡片包括一个微处理器芯片和一个与微处理器相连的天线线圈，由读写器产生的电磁场提供能量，通过射频方式实现能量供应和数据传输。

双界面卡片可支持多种应用，一张卡片可以集成多个不同应用、多行业同时发卡，应用上灵活、方便；并根据不同应用条件和要求，可任选采用接触或非接触交易方式，降低运营成本。双界面卡片适用于交易量大，交易时间短，交易过程无需等候的使用环境中，并因其机具全封闭，抗破坏和抗干扰能力强，适用于恶劣工作环境和自助消费场所；双界面智能卡具有卡片防冲突机制，允许多张卡片同时进入交易区，并与传统接触式设备完全兼容，可在其上直接使用。

双界面卡既具有非接触卡的耐用性和方便性，但RFID非接触卡存在缺陷：当卡片弯曲过度时，卡片容易因线圈焊点断裂而失效；在一些场合的通讯容易受环境干扰而失败；加密方法较简单，安全性低于接触卡等。

RFID界面的安全问题，由三个不同层次的安全保障环节造成，一是电子标签制造的安全技术；二是芯片的物理安全技术，如防非法读写、防软件跟踪等：三是卡片的通信安全技术，如信息通讯过程的数据截取及非法数据通讯等。这三个方面共同形成电子标签的安全体系，影响电子标签从生产到使用的安全。

为了对电子标签的制造安全问题进行分析，可将电子标签生命周期分成四个阶段：制造、个人化、应用、销毁。为了保证电子标签的安全，对电子标签中控制芯片的读出写入功能的杈限逐步进行限制。比如在制造阶段结束和个人化完成以后，分别熔断一个熔丝，逐步加强对电子标签的限制。

另外，因为电子标签没有裸露的电气接口，同识别设备的数据交换以无线方式进行，具有极大的灵活性和通用性。在给用户带来极大方便的同时，由于电子标签的无线接口向在可识别距离范围内的任何用户开放，并且在电子标签持有者毫无觉察的情况下可能被其他读卡设备进行访问，所以给非法侵入造成可乘之机。

解决电子标签的安全问题，业界的做法一般采用物理机制和加密机制：物理机制是采用法拉第笼、阻塞式标签、按钮式标签或裁剪式标签以及调频式通信技术等；加密机制是在电子标签上采用先进的数据通信加密和双向验证密码功能，以保障网络中数据传输的安全性。通常情况下，需要使用加密及数字签名等密码技术，尤其是在开放系统中对具有重要价值的信息或私密信息进行通信时，则必须加密。但诸如此类的方法需要增加额外的物理设备或元件，增加了系统的复杂性，进而提高了卡片的成本，使得用户使用该卡片的代价提高。

发明内容

基于现有智能卡技术不能满足高安全性的要求，本发明提供了一种双界面智能卡系统、基于双界面智能卡的动态密码认证系统及方法，其内嵌动态密码生成技术，进一步在现有智能卡数据加密的基础上，再进行一次对智能卡数据读写的安全认证。

为了实现以上发明目的，本发明实施例所提供的一种基于双界面智能卡的动态密码认证系统是通过以下的技术方案实现的：

远端服务器，双界面智能卡、动态密码生成模块，所述双界面智能卡包括RFID界面和接触点界面；

所述动态密码生成模块用于当接收到读卡器对所述双界面智能卡的读写指令时，生成一组动态密码，其中，所述读写指令通过读卡器对接触点界面接触或RFID界面射频读写发出；

所述远端服务器用于定时产生随机密码，并认证所述动态密码以验证所述随机密码和同步生成的动态密码是否一致。

进一步地，所述系统还包括一同步时钟，用来提供所述动态密码生成模块与远端服务器的时间同步。

进一步地，所述系统还包括一端口管理器，与所述动态密码生成模块相连，用于提供所述双界面智能卡与动态密码生成模块的通讯接口。

进一步优选地，所述通讯接口包括串行、并行、同步或异步通讯接口。

进一步地，当所述随机密码和同步生成的动态密码一致时，读卡器进行对双界面智能卡数据信息的读取操作。

进一步地，所述系统还包括一显示屏和按键，所述动态密码生成模块与显示屏、键盘分别相连，所述按键用来控制所述显示屏是否显示所述动态密码或所述数据信息的读取结果。

为了实现上述发明目的，本发明实施例还提供了一种基于双界面智能卡的动态密码认证方法，所述方法包括以下步骤：

当接收到读卡器对所述双界面智能卡的读写指令时，启动与其相连的动态密码生成模块，生成一组动态密码，其中，所述读写指令通过读卡器对接触点界面接触或RFID界面射频读写发出；

远端服务器定时产生随机密码，并同步接收和认证所述动态密码，验证所述随机密码和所述动态密码生成模块同步生成的动态密码是否一致。

进一步地，当所述随机密码和同步生成的动态密码一致时，所述读卡器进行所述双界面智能卡数据信息的读取操作。

进一步地，所述方法还包括，所述远端服务器与动态密码生成模块的时间同步通过一同步时钟完成。

进一步地，所述方法还包括，提供一分别和所述动态密码生成模块连接的按键和显示屏，当所述按键被按下时，所述显示屏显示所述动态密码。

进一步地，所述方法还包括，双界面智能卡数据信息读取完成后，所述显示屏显示所述双界面智能卡数据信息的读取结果。

为了实现前述发明目的，本发明实施例还提供了一种双界面智能卡系统，所述智能卡系统包括：

双界面智能卡、动态密码生成模块，所述双界面智能卡包括RFID界面和接触点界面；

所述动态密码生成模块用于当接收到读卡器对所述双界面智能卡的读写指令时，生成一组动态密码，其中，所述读写指令通过读卡器对接触点界面接触或RFID界面射频读写发出。

进一步优选地，所述智能卡系统还包括一同步时钟，用来提供所述动态密码生成模块与远端服务器的时间同步。

进一步优选地，所述智能卡系统还包括一端口管理器，与所述动态密码生成模块和双界面智能卡分别相连，用于提供所述双界面智能卡与动态密码生成模块的通讯接口。

进一步优选地，所述智能卡系统还包括一显示屏和按键，所述按键用来控制所述显示屏是否显示所述动态密码或智能卡数据信息的读取结果。

本发明实施例提供的一种基于双界面智能卡的动态密码认证系统及基于该系统的动态密码认证方法，利用动态生成的密码对双界面智能卡数据信息读写过程进行身份验证，有效提高了双界面智能卡的数据交易安全性。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明：

图1为本发明实施例1一种基于双界面智能卡的动态密码认证系统的示意图；

图2为本发明实施例2一种双界面智能卡系统的示意图；

图3为本发明实施例3另一种双界面智能卡系统的示意图；

图4为本发明实施例4又一种双界面智能卡系统的示意图；

图5为本发明实施例5一种基于双界面智能卡的动态密码认证方法的流程图。

具体实施方式

如图1为本发明实施例1的一种基于双界面智能卡的动态密码认证系统的示意图。

如图1所示，本发明实施例1的一种基于双界面智能卡的动态密码认证系统，所述系统包括：

双界面智能卡读写器是双界面智能卡与应用系统间的桥梁，读卡器对智能卡的读卡方式包括接触式读卡和非接触式读写卡两种方式：

(1)接触式读写卡，由读卡器的触点和智能卡卡片上的触点相接触进行数据读写；读卡器内的CPU通过一个接口电路与智能卡相连并进行通信。该接口电路是智能卡读写器中至关重要的部分，根据实际应用系统的不同，可选择并行通信、半双工串行通信和I2C通信等不同的通信协议与智能卡的读写芯片进行通信。

(2)非接触式读写卡，由智能卡与读卡器无电路接触、由非接触式的读写技术进行读写，本发明实施例采用RFID，即射频识别技术进行电子标签和读卡器的数据识别和读写。RFID读写方式用在存取频繁、使用环境恶劣的场合，即使在远距离、多种卡片存在的条件下也可以进行电子标签的读写。

当读卡器对双界面智能卡进行读写卡时，同步地，所述动态密码生成模块芯片接收到读写指令，当所述动态密码生成模块芯片接收到读卡器对所述双界面智能卡的读写指令时，将启动其动态密码生成模块，生成一组动态密码。

所述动态密码生成模块通过CPU的控制接口电路启动动态密码生成模块，使动态密码生成模块按照既定的规则生成一组动态密码。

如图1所示，进一步的优选实施条件下，本发明实施例1所述系统还包括一端口管理器，与所述动态密码生成模块相连，用于提供所述双界面智能卡与动态密码生成模块的通讯接口，所述通讯接口包括串行、并行、同步或异步通讯接口，用来控制动态密码生成模块以及控制其按照既定的规则生成动态密码。

进一步优选地，本发明实施例1的所述基于双界面智能卡的动态密码认证系统还包括一显示屏和按键，所述动态密码生成模块与显示屏、键盘分别相连，所述按键用来控制所述显示屏是否显示所述动态密码。

当所述按键被按下时，显示屏显示所述动态密码。

远端服务器作为一个认证主体，用来管理服务器系统中的多个双界面智能卡或者其他类型智能卡，以提供卡片或读卡器的身份认证功能；在本发明的实施例1和2的双界面智能卡认证系统中，它在不停地生成随机密码，用以提供双界面智能卡以及读卡器身份的认证，与启动动态密码生成模块生成的动态密码进行认证比对。当所述动态密码生成时，远端服务器接收生成的动态密码，并进行该同步生成的动态密码的认证。也就是说，对在某一时刻，远端服务器生成的随机密码与双界面智能卡同步生成的动态密码进行认证，看在同一时刻两个密码是否一致。

进一步地，所述远端服务器与双界面智能卡通过一通讯接口相连，该通讯接口为串行、并行、同步或异步通讯接口。

进一步，所述系统还包括一同步时钟，用来提供所述远端服务器与动态密码生成模块的时间同步。这样才能保证在同一时刻运用同一密码生成规则的智能卡和远端服务器进行认证。同步时钟用来提供生成所述动态密码生成模块与远端服务器的时间同步。

当所述随机密码和同步生成的动态密码一致时，所述双界面智能卡或读卡器设备的身份认证通过，读卡器才能进行所述双界面智能卡数据信息的读取操作；当两个密码不一致时，所述双界面智能卡或读卡器设备为违法卡或读卡设备，不能通过认证，将拒绝对所述双界面智能卡的进一步数据读写操作。

进一步优选地，双界面智能卡数据信息读取完成后，所述显示屏显示所述双界面智能卡数据信息的读取结果。这样，用户可以通过显示屏看到返回的结果数据，通过该数据判断此次交易结果是否符合正确，避免数据操作过程中可能导致的数据错误。

优选地，所述双界面智能卡系统还包括一电池，与所述动态密码生成模块相连，用于给所述系统供电。

通过动态密码认证的方式，就使得电子标签和接触点的双界面卡与传统的接触卡和非接触卡相比，具有了更高的安全性。该双界面智能卡系统适用于对安全性要求高的系统，可作为广泛应用于现场支付场合的、安全可靠的储值卡或金融卡，例如可作为金融电子钱包应用，通过产生的动态密码，以支持持卡用户在网络交易、电话交易等场合进行身份认证，均具有一定的安全性和可靠性。

如图2所示，本发明实施例2提供了一种双界面智能卡系统，所述智能卡系统包括：

进一步优选地，本发明实施例2的所述智能卡系统还包括一同步时钟，用来提供所述动态密码生成模块与远端服务器的时间同步。

进一步优选地，如图3所示，本发明实施例3的所述智能卡系统还包括一端口管理器，与所述动态密码生成模块和双界面智能卡分别相连，用于提供所述双界面智能卡与动态密码生成模块的通讯接口。

进一步优选地，如图4所示本发明实施例4的所述智能卡系统还包括一显示屏和按键，所述按键用来控制所述显示屏是否显示所述动态密码或智能卡数据信息的读取结果。进一步优选地，双界面智能卡数据信息读取完成后，所述显示屏显示所述双界面智能卡数据信息的读取结果。这样，用户可以通过显示屏看到返回的结果数据，通过该数据判断此次交易结果是否符合正确，避免数据操作过程中可能导致的数据错误。

本发明以上实施例通过采用智能卡内带随机数据发生器的芯片，即动态密码生成模块，能够防止物理、逻辑上的各种攻击；芯片中的程序代码COS，一经写入，即不可再现；每个芯片具有唯一的出厂代码；在操作系统安全上，其支持singleDES和TripleDES算法，可自动根据密钥长度选择singleDES或TripleDES算法；同时支持线路加密和保护功能，防止通讯数据被非法窃取或篡改，并支持多种密钥类型和支持密钥的不同使用方式；在传输安全上：非接触方式进行数据传输遵循相关的传输协议，经过卡片和机具的加密处理，数据即使被截获也不会泄密。

通过动态密码认证的方式，就使得电子标签和接触点的双界面卡与传统的接触卡和非接触卡相比，具有了更高的安全性。该双界面智能卡系统可作为广泛应用于现场支付场合的、安全可靠的储值卡或金融卡，通过产生的动态密码，以支持持卡用户在网络交易、电话交易等场合进行身份认证，均具有一定的安全性和可靠性。

如图5所示，本发明实施例5还提供了一种基于双界面智能卡的动态密码认证方法，所述方法包括以下步骤：

步骤一、当接收到读卡器对所述双界面智能卡的读写指令时，启动与其相连的动态密码生成模块，生成一组动态密码，其中，所述读写指令通过读卡器对接触点界面接触或RFID界面射频读写发出；

步骤二、远端服务器定时产生随机密码，并同步接收和认证所述动态密码，验证所述随机密码和所述动态密码生成模块同步生成的动态密码是否一致。

步骤三、当所述随机密码和同步生成的动态密码一致时，所述读卡器进行所述双界面智能卡数据信息的读取操作。

所述远端服务器与动态密码生成模块的时间同步通过一同步时钟完成。远端服务器作为一个认证主体，用来管理服务器系统中的多个智能卡或双界面智能卡，提供卡片或读卡器的身份认证功能；它在不停地生成随机密码，用以提供与双界面智能卡系统的动态密码生成模块生成的动态密码的认证比对。当所述动态密码生成时，远端服务器接收生成的动态密码，并进行该同步生成的动态密码的认证。也就是说，对在某一时刻，远端服务器生成的随机密码与双界面智能卡同步生成的动态密码进行认证，看在同一时刻两个密码是否一致。

当所述随机密码和同步生成的动态密码一致时，所述双界面智能卡或读卡器的身份认证通过，进行对所述双界面智能卡数据信息的读取操作；当两个密码不一致时，所述双界面智能卡或读卡器为违法卡或读卡设备，不能通过认证，将拒绝进行对所述双界面智能卡的进一步数据读写操作。

进一步优选地，提供一分别和所述动态密码生成模块连接的按键和显示屏，当所述按键被按下时，所述显示屏显示所述动态密码。

以上方法通过产生的动态密码，以支持持卡用户在网络交易、电话交易等场合进行身份认证，具有一定的安全性和可靠性。

本领域技术人员应该认识到，上述的具体实施方式只是示例性的，是为了使本领域技术人员能够更好的理解本专利内容，不应理解为是对本专利保护范围的限制，只要是根据本专利所揭示精神所作的任何等同变更或修饰，均落入本专利保护范围。

Claims

1.一种基于双界面智能卡的动态密码认证系统，其特征在于，所述系统包括：

2.根据权利要求1所述的基于双界面智能卡的动态密码认证系统，其特征在于，所述系统还包括一同步时钟，用来提供所述动态密码生成模块与远端服务器的时间同步。

3.根据权利要求2所述的基于双界面智能卡的动态密码认证系统，其特征在于，所述系统还包括一端口管理器，与所述动态密码生成模块和双界面智能卡分别相连，用于提供所述双界面智能卡与动态密码生成模块的通讯接口。

4.根据权利要求3所述的基于双界面智能卡的动态密码认证系统，其特征在于，所述通讯接口包括串行、并行、同步或异步通讯接口。

5.根据权利要求1至4任意一项所述的基于双界面智能卡的动态密码认证系统，其特征在于，当所述随机密码和同步生成的动态密码一致时，读卡器进行对双界面智能卡数据信息的读取操作。

6.根据权利要求1至5任意一项所述的基于双界面智能卡的动态密码认证系统，其特征在于，所述系统还包括一显示屏和按键，与所述动态密码生成模块，所述按键用来控制所述显示屏是否显示所述动态密码或智能卡数据信息的读取结果。

7.一种基于双界面智能卡的动态密码认证方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

8.根据权利要求7所述的基于双界面智能卡的动态密码认证方法，其特征在于，所述方法还包括，当所述随机密码和同步生成的动态密码一致时，所述读卡器进行所述双界面智能卡数据信息的读取操作。

9.根据权利要求8所述的基于双界面智能卡的动态密码认证方法，其特征在于，所述方法还包括，所述远端服务器与动态密码生成模块的时间同步通过一同步时钟完成。

10.根据权利要求7至9任意一项所述的基于双界面智能卡的动态密码认证方法，其特征在于，所述方法还包括，提供一分别和所述动态密码相连接的按键和显示屏，当所述按键被按下时，所述显示屏显示所述动态密码或所述数据信息的读取结果。

11.一种双界面智能卡系统，其特征在于，所述智能卡系统包括：

12.根据权利要求11所述的双界面智能卡系统，其特征在于，所述智能卡系统还包括一同步时钟，用来提供所述动态密码生成模块与远端服务器的时间同步。

13.根据权利要求12所述的双界面智能卡系统，其特征在于，所述智能卡系统还包括一端口管理器，与所述动态密码生成模块和双界面智能卡分别相连，用于提供所述双界面智能卡与动态密码生成模块的通讯接口。

14.根据权利要求11至13任意一项所述的双界面智能卡系统，其特征在于，所述智能卡系统还包括一显示屏和按键，所述按键用来控制所述显示屏是否显示所述动态密码或智能卡数据信息的读取结果。