CN102497268A - 一种加密卡在预付费应用中的数据加密方法及系统 - Google Patents

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宋奕
应建俊
黄文昆
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Abstract

本发明揭示了一种加密卡在预付费应用中的数据加密方法及系统，所述方法包括如下步骤：在发放新的加密卡时，通过一管理单元生成密码种子x，并定义加密算法F()，计算得到一个新密码F(x)；智能表中存储有加密算法F()；向新的加密卡内写入密码种子x，并设定该加密卡的写密码为F(x)，同时向卡内写入唯一的序列号；当该新的加密卡被没有和其它加密卡绑定的智能表识别时，智能表读取该加密卡内密码种子x，根据定义好的算法F()计算得到该加密卡的写密码F(x)；智能表保存该密码F(x)，读取该加密卡内的序列号并保存，然后使用写密码F(x)擦除该加密卡内的密码种子x。本发明提出的数据加密方法及系统，可增加加密卡的破解难度，增强系统的安全性。

Description

一种加密卡在预付费应用中的数据加密方法及系统
技术领域
本发明属于数据加密技术领域，涉及一种数据加密方法，尤其涉及一种加密卡在预付费应用中的数据加密方法；同时，本发明还涉及一种加密卡在预付费应用中的数据加密系统。
背景技术
如今，为了更好地提高数据安全性，燃气表等智能表领域的数据卡为加密卡，如4442卡。4442卡为256字节加密卡，存在读数据、写数据、保护数据以及密码操作。
然而，现有加密卡的加密方法存在不足之处。以4442卡为例，4442卡的存储空间和加密特性包括：(1)地址为00H-1FH的存储器具有写保护功能；(2)独立的三字节可编程密码区和一个字节的密码错误计数器；(3)密码校验正确前不可以写入，但读取数据区无需校验密码；(4)密码校验连续错误达3次，会造成卡永久锁死；卡锁死的具体表现为只能读。
4442卡读卡不需要密码，为了实现一卡一密码，密码需要写在卡里，容易被他人获取。由于4442卡在读卡时无须校验密码，因此制假者可以在获取用户卡密码前，就得到卡内数据。
有鉴于此，如今迫切需要提供一种更加安全的加密卡加密方式，以提高加密卡的安全性。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种加密卡在预付费应用中的数据加密方法，可增加加密卡的破解难度，增强系统的安全性。
此外，本发明还提供一种加密卡在预付费应用中的数据加密系统，可增加加密卡的破解难度，增强系统的安全性。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
一种加密卡在预付费应用中的数据加密方法，所述方法包括如下步骤：
步骤S1：在发放新的加密卡时，通过一管理单元生成密码种子x，并定义加密算法F()，计算得到一个新密码F(x)；智能表中存储有加密算法F()；
步骤S2：向新的加密卡内写入密码种子x，并设定该加密卡的写密码为F(x)，同时向卡内写入唯一的序列号；
步骤S3：当该新的加密卡被没有和其它加密卡绑定的智能表识别时，智能表读取该加密卡内密码种子x，根据定义好的算法F()计算得到该加密卡的写密码F(x)；
步骤S4：智能表保存该密码F(x)，读取该加密卡内的序列号并保存，然后使用写密码F(x)擦除该加密卡内的密码种子x；
步骤S5：当该加密卡被已经完成绑定的智能表识别时，智能表首先读取该加密卡内的序列号；如果读取的序列号和保存的序列号一致，则开始读取其它数据，并使用保存的F(x)作为写密码向该加密卡内写入信息；如果读取的序列号和保存的序列号不一致，则智能表提示错误。
作为本发明的一种优选方案，所述步骤S1中，生成密码种子x的方法为：通过生成随机数的方式生成密码种子x。
作为本发明的一种优选方案，所述智能表为燃气表。
一种加密卡在预付费应用中的数据加密系统，所述系统包括：管理单元、加密卡、智能表；
所述管理单元包括：
-密码种子生成模块，用以生成密码种子x；
-加密算法定义模块，用以定义加密算法F()；
-新密码计算模块，用以根据密码种子x及加密算法F()计算新密码F(x)；
-密码及序列号写入模块，用以向新的加密卡内写入密码种子x，并设定该加密卡的写密码为F(x)，同时向卡内写入唯一的序列号；
所述智能表包括：
-加密卡密码计算模块，用以读取加密卡内密码种子x，根据定义好的算法F()计算得到该加密卡的写密码F(x)，并予以保存；
-序列号保存模块，用以读取加密卡内的序列号并保存；
-密码种子擦除模块，用以使用写密码F(x)擦除加密卡内的密码种子x；
-识别模块，用以读取加密卡内的序列号；如果读取的序列号和保存的序列号一致，则开始读取其它数据，并使用保存的F(x)作为写密码向该加密卡内写入信息；如果读取的序列号和保存的序列号不一致，则智能表提示错误。
作为本发明的一种优选方案，所述智能表为燃气表。
作为本发明的一种优选方案，生成密码种子x的方法为：通过生成随机数的方式生成密码种子x。
本发明的有益效果在于：本发明提出的加密卡在预付费应用中的数据加密方法及系统，可以通过适当提高卡内数据加密级别的方式，来弥补此不足。采用本发明方法还可以增加用户卡的破解难度，而数据加密级别可以根据单片机资源的富余程度来确定。
采用本发明加密方法，使得4442卡等加密卡可执行一卡一密码，增强了系统的安全性；同时在加密卡使用的各个阶段，都不会造成密码以明文的形式存放在可任意读取的卡片内。
附图说明
图1为本发明数据加密系统的组成示意图。
图2为本发明数据加密方法的流程图。
图3为上位机管理软件生成的数据示意图。
图4为加密卡内的数据示意图。
图5为燃气表内生成的数据示意图。
具体实施方式
下面结合附图详细说明本发明的优选实施例。
实施例一
请参阅图1，本发明揭示了一种加密卡在预付费应用中的数据加密系统，所述系统包括：管理单元10、加密卡30、智能表20。本实施例中，所述加密卡为燃气卡，所述智能表为燃气表。
在发卡时，上位机软件(管理单元10)随机产生密码种子x，并依据自定义算法F(x)将其换算成密码，对用户卡进行密码设置，同时将密码种子x保存在卡内数据区。在表头与用户卡绑定时，由于4442卡的读取无需密码校验，表头可直接从卡内读出密码种子x，并依据自定义算法F(x)将其换算成密码，对用户卡进行密码校验。校验成功后表头(智能表20)保存密码，并将卡内密码种子擦除。
所述管理单元10包括：密码种子生成模块11、加密算法定义模块12、新密码计算模块13、密码及序列号写入模块14。其中，密码种子生成模块11用以生成密码种子x；加密算法定义模块12用以定义加密算法F()；新密码计算模块13用以根据密码种子x及加密算法F()计算新密码F(x)；密码及序列号写入模块14用以向新的加密卡内写入密码种子x，并设定该加密卡的写密码为F(x)，同时向卡内写入唯一的序列号。
所述智能表20包括：加密卡密码计算模块21、序列号保存模块22、密码种子擦除模块23、识别模块24。其中，加密卡密码计算模块21用以读取加密卡内密码种子x，根据定义好的算法F()计算得到该加密卡的写密码F(x)，并予以保存；序列号保存模块22用以读取加密卡内的序列号并保存；密码种子擦除模块23用以使用写密码F(x)擦除加密卡内的密码种子x。识别模块24用以读取加密卡内的序列号；如果读取的序列号和保存的序列号一致，则开始读取其它数据，并使用保存的F(x)作为写密码向该加密卡内写入信息；如果读取的序列号和保存的序列号不一致，则智能表提示错误。
以上介绍了本发明数据加密系统，本发明在揭示上述数据加密系统的同时，还揭示一种加密卡在预付费应用中的数据加密方法；请参阅图2，所述方法包括如下步骤：
【步骤S1】请结合图3、图5，在发放新的加密卡时，通过一管理单元生成密码种子x，并定义加密算法F()，计算得到一个新密码F(x)；智能表中存储有加密算法F()。
【步骤S2】向新的加密卡内写入密码种子x，并设定该加密卡的写密码为F(x)，同时向卡内写入唯一的序列号；请参阅图4。
【步骤S3】当该新的加密卡被没有和其它加密卡绑定的智能表识别时，智能表读取该加密卡内密码种子x，根据定义好的算法F()计算得到该加密卡的写密码F(x)；请参阅图5。
【步骤S4】智能表保存该密码F(x)，读取该加密卡内的序列号并保存，然后使用写密码F(x)擦除该加密卡内的密码种子x；请参阅图4、图5。
【步骤S5】当该加密卡被已经完成绑定的智能表识别时，智能表首先读取该加密卡内的序列号；如果读取的序列号和保存的序列号一致，则开始读取其它数据，并使用保存的F(x)作为写密码向该加密卡内写入信息；如果读取的序列号和保存的序列号不一致，则智能表提示错误。
综上所述，本发明提出的加密卡在预付费应用中的数据加密方法及系统，可以通过适当提高卡内数据加密级别的方式，来弥补此不足。采用本发明方法还可以增加用户卡的破解难度，而数据加密级别可以根据单片机资源的富余程度来确定。采用本发明加密方法，使得4442卡等加密卡可执行一卡一密码，增强了系统的安全性；同时在加密卡使用的各个阶段，都不会造成密码以明文的形式存放在可任意读取的卡片内。
这里本发明的描述和应用是说明性的，并非想将本发明的范围限制在上述实施例中。这里所披露的实施例的变形和改变是可能的，对于那些本领域的普通技术人员来说实施例的替换和等效的各种部件是公知的。本领域技术人员应该清楚的是，在不脱离本发明的精神或本质特征的情况下，本发明可以以其它形式、结构、布置、比例，以及用其它组件、材料和部件来实现。在不脱离本发明范围和精神的情况下，可以对这里所披露的实施例进行其它变形和改变。

Claims (6)

1.一种加密卡在预付费应用中的数据加密方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
步骤S1：在发放新的加密卡时，通过一管理单元生成密码种子x，并定义加密算法F()，计算得到一个新密码F(x)；智能表中存储有加密算法F()；
步骤S2：向新的加密卡内写入密码种子x，并设定该加密卡的写密码为F(x)，同时向卡内写入唯一的序列号；
步骤S3：当该新的加密卡被没有和其它加密卡绑定的智能表识别时，智能表读取该加密卡内密码种子x，根据定义好的算法F()计算得到该加密卡的写密码F(x)；
步骤S4：智能表保存该密码F(x)，读取该加密卡内的序列号并保存，然后使用写密码F(x)擦除该加密卡内的密码种子x；
步骤S5：当该加密卡被已经完成绑定的智能表识别时，智能表首先读取该加密卡内的序列号；如果读取的序列号和保存的序列号一致，则开始读取其它数据，并使用保存的F(x)作为写密码向该加密卡内写入信息；如果读取的序列号和保存的序列号不一致，则智能表提示错误。
2.根据权利要求1所述的加密卡在预付费应用中的数据加密方法，其特征在于：
所述步骤S1中，生成密码种子x的方法为：通过生成随机数的方式生成密码种子x。
3.根据权利要求1所述的加密卡在预付费应用中的数据加密方法，其特征在于：
所述智能表为燃气表。
4.一种加密卡在预付费应用中的数据加密系统，其特征在于，所述系统包括：管理单元、加密卡、智能表；
所述管理单元包括：
-密码种子生成模块，用以生成密码种子x；
-加密算法定义模块，用以定义加密算法F()；
-新密码计算模块，用以根据密码种子x及加密算法F()计算新密码F(x)；
-密码及序列号写入模块，用以向新的加密卡内写入密码种子x，并设定该加密卡的写密码为F(x)，同时向卡内写入唯一的序列号；
所述智能表包括：
-加密卡密码计算模块，用以读取加密卡内密码种子x，根据定义好的算法F()计算得到该加密卡的写密码F(x)，并予以保存；
-序列号保存模块，用以读取加密卡内的序列号并保存；
-密码种子擦除模块，用以使用写密码F(x)擦除加密卡内的密码种子x；
-识别模块，用以读取加密卡内的序列号；如果读取的序列号和保存的序列号一致，则开始读取其它数据，并使用保存的F(x)作为写密码向该加密卡内写入信息；如果读取的序列号和保存的序列号不一致，则智能表提示错误。
5.根据权利要求4所述的加密卡在预付费应用中的数据加密系统，其特征在于：
所述智能表为燃气表。
6.根据权利要求4所述的加密卡在预付费应用中的数据加密系统，其特征在于：
生成密码种子x的方法为：通过生成随机数的方式生成密码种子x。
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