CN103235907B - 一种采用智能卡设备保护软件的方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种采用智能卡设备保护软件的方法及系统，该方法包括以下步骤：由第一模块采用第一随机密钥对终端设备侧待发送给智能卡设备侧的数据进行加密，并将经加密的数据发送给第二模块；第二模块采用第一随机密钥对经加密的数据进行解密，并对解密后的数据进行处理生成响应数据；第二模块采用第二随机密钥对响应数据进行加密，并将经加密的响应数据发送给第一模块；第一模块采用第二随机密钥对经加密的响应数据进行解密得到响应数据。采用本发明的方法及系统，软件和智能卡设备进行通信时，通过采用随机密钥对数据进行加密，保证了数据传输的无规律性，从根本上防止通过监听模拟智能卡设备输入输出的可能性。

Description

一种采用智能卡设备保护软件的方法及系统

技术领域

本发明涉及软件保护领域，特别涉及一种采用智能卡设备保护软件的方法及系统。

背景技术

软件作为一种特殊的产品，由于其数字化的特征，从问世起就一直遭受盗版的困扰。目前采用智能卡设备对软件进行保护的方式一般为向智能卡设备内移植一段算法，在软件内通过调用智能卡设备内的算法，智能卡设备内的算法返回软件需要的数据。

软件和智能卡设备的通信数据很容易被监听，如通过BusHound等软件。如果传输数据为明文的话直接通过监听获取输入数据的规律后，可以采用盗版的智能卡设备进行模拟。对于采用固定密钥对通信数据进行加解密的方法很容易通过简单的调试手段获取密钥。

发明内容

本发明的目的是提供一种采用智能卡设备保护软件的方法及系统，以解决现有技术中软件和智能卡设备的通信数据很容易被监听的问题。

为了实现上述目的，本发明提供了一种采用智能卡设备保护软件的方法，所述软件运行在终端设备中，所述终端设备与智能卡设备相互通信连接，所述方法通过第一模块和第二模块执行，所述第一模块内置在终端设备中，所述第二模块内置在智能卡设备中，所述方法包括以下步骤：

S1：由所述第一模块采用第一随机密钥对终端设备侧待发送给智能卡设备侧的数据进行加密，并将经加密的数据发送给所述第二模块；

S2：所述第二模块采用所述第一随机密钥对所述经加密的数据进行解密，并对解密的数据进行处理生成响应数据；

S3：所述第二模块采用第二随机密钥对所述响应数据进行加密，并将经加密的响应数据发送给所述第一模块；

S4：所述第一模块采用所述第二随机密钥对所述经加密的响应数据进行解密得到响应数据。

作为优选，所述步骤S1中还包括：

S101：所述第一模块向所述第二模块发送获取所述第一随机密钥的命令；

S102：所述第二模块生成随机数作为所述第一随机密钥，并发送给所述第一模块。

作为优选，所述步骤S1中：所述第一模块采用所述第一随机密钥对终端设备待发送给智能卡设备的数据进行加密后，销毁所述第一随机密钥。

作为优选，所述步骤S2中：

所述第二模块采用所述第一随机密钥对所述经加密的数据进行解密后，销毁所述第一随机密钥。

作为优选，所述步骤S3中：

所述第二模块生成随机数作为所述第二随机密钥。

作为优选，所述步骤S4中还包括：

S401：所述第一模块收到加密的响应数据后，向所述第二模块发送获取所述第二随机密钥的命令；

S402：所述第二模块将所述第二随机密钥发送给所述第一模块，并销毁所述第二随机密钥。

作为优选，所述步骤S4中：

所述第一模块采用所述第二随机密钥对所述经加密的响应数据进行解密后，销毁所述第二随机密钥。

为了实现上述目的，本发明还提供了一种采用智能卡设备保护软件的系统，所述软件运行在终端设备中，所述终端设备与智能卡设备相互通信连接，所述系统包括第一模块和第二模块，所述第一模块内置在终端设备中，所述第二模块内置在智能卡设备中，其中，

所述第一模块用于采用第一随机密钥对终端设备侧待发送给智能卡设备侧的数据进行加密，将经加密的数据发送给所述第二模块；

所述第二模块用于采用所述第一随机密钥对所述经加密的数据进行解密，并对解密的数据进行处理生成响应数据；

所述第二模块还用于采用第二随机密钥对所述响应数据进行加密，并将经加密的响应数据发送给所述第一模块；

所述第一模块还用于采用所述第二随机密钥对所述经加密的响应数据进行解密得到响应数据。

作为优选，所述第一模块包括第一加密模块、第一收发模块和第一解密模块，所述第二模块包括第二加密模块、第二收发模块、第二解密模块和数据处理模块，其中，

所述第一加密模块用于采用所述第一随机密钥对终端设备侧待发送给智能卡设备侧的数据进行加密；

所述第一收发模块用于将所述经加密的数据发送给所述第二模块或者接收所述第二模块发送的所述经加密的响应数据；

所述第一解密模块用于采用所述第二随机密钥对所述经加密的响应数据进行解密得到响应数据；

所述第二加密模块用于采用所述第二随机密钥对所述数据处理模块生成的响应数据进行加密；

所述第二收发模块用于将所述经加密的响应数据发送给所述第一模块或者接收所述第一模块发送的所述经加密的数据；

所述第二解密模块用于采用所述第一随机密钥对所述经加密的数据进行解密；

所述数据处理模块用于对所述第二解密模块解密的数据进行处理生成响应数据。

作为优选，所述第一模块还包括：

密钥获取模块，用于向所述第二模块发送获取所述第一随机密钥或者第二随机密钥的命令；及

第一密钥销毁模块，用于销毁所述第一随机密钥或者第二随机密钥；

所述第二模块还包括：

密钥生成模块，用于生成随机数作为所述第一随机密钥或者第二随机密钥；及

第二密钥销毁模块，用于销毁所述第一随机密钥或者第二随机密钥；

其中，所述第一收发模块还用于接收所述第二模块发送的第一随机密钥或者第二随机密钥；所述第二收发模块还用于向所述第一模块发送所述密钥生成模块生成的第一随机密钥或者第二随机密钥。

与现有技术相比，本发明的采用智能卡设备保护软件的方法及系统具有以下有益效果：采用本发明的方法及系统，软件和智能卡设备进行通信时，软件向智能卡设备输入数据时采用第一随机密钥对数据进行加密，智能卡设备向软件输出数据时采用第二随机密钥对数据进行加密，保证了数据传输的无规律性，从根本上防止通过监听模拟智能卡设备输入输出的可能性；另外随机密钥的生成完全在智能卡设备中进行，防止生成的随机密钥被篡改，大大提高了软件的安全性。

附图说明

图1为本发明的采用智能卡设备保护软件的方法的流程示意图；

图2为图1所示的方法中步骤S1的具体流程示意图；

图3为图1所示的方法中步骤S2的具体流程示意图；

图4为图1所示的方法中步骤S3的具体流程示意图；

图5为图1所示的方法中步骤S4的具体流程示意图；

图6为本发明的采用智能卡设备保护软件的系统的结构框图；

图7为本发明的采用智能卡设备保护软件的方法的一个实施例的流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施例进行详细说明。

如图1至图5所示，本发明的采用智能卡设备保护软件的方法通过第一模块和第二模块执行，所述软件运行在终端设备中，所述终端设备与智能卡设备相互通信连接，所述第一模块内置在终端设备中，所述第二模块内置在智能卡设备中，所述第一模块用于调用所述第二模块，包括以下步骤：

S1：所述第一模块采用第一随机密钥对软件向智能卡设备发送的数据进行加密，并将加密的数据发送给所述第二模块；

S2：所述第二模块采用所述第一随机密钥对加密的数据进行解密，并对解密的数据进行处理生成响应数据；

S3：所述第二模块采用第二随机密钥对所述响应数据进行加密，并将加密的响应数据发送给所述第一模块；

S4：所述第一模块采用所述第二随机密钥对加密的响应数据进行解密得到响应数据。

其中，所述步骤S1可以具体包括：

S101：所述第一模块向所述第二模块发送获取所述第一随机密钥的命令；

S102：所述第二模块生成随机数作为所述第一随机密钥，并发送给所述第一模块；

S103：所述第一模块采用所述第一随机密钥对数据进行加密后发送给所述第二模块，并销毁所述第一随机密钥。

所述步骤S2可以具体包括：

S201：所述第二模块采用所述第一随机密钥对加密的数据进行解密，并销毁所述第一随机密钥；

S202：所述第二模块对解密后的数据进行处理生成响应数据。

所述步骤S3可以具体包括：

S301：所述第二模块生成随机数作为第二随机密钥；

S302：所述第二模块采用所述第二随机密钥对所述响应数据进行加密，并将加密的响应数据发送给所述第一模块。

所述步骤S4可以具体包括：

S401：所述第一模块收到加密的响应数据后，向所述第二模块发送获取所述第二随机密钥的命令；

S402：所述第二模块将所述第二随机密钥发送给所述第一模块，并销毁所述第二随机密钥；

S403：所述第一模块采用所述第二随机密钥对加密的响应数据进行解密得到所述响应数据，然后销毁所述第二随机密钥。

如图6所示，本发明的采用智能卡设备保护软件的系统包括第一模块1和第二模块2，所述软件运行在终端设备中，所述终端设备与智能卡设备相互通信连接，第二模块2内置在智能卡设备中，所示第一模块1内置在终端设备中，第一模块1用于调用第二模块2，第一模块1包括密钥获取模块11、第一密钥销毁模块15、第一加密模块13、第一收发模块12和第一解密模块14，第二模块2包括密钥生成模块21、第二密钥销毁模块25、第二加密模块23、第二收发模块22、第二解密模块24和数据处理模块26；其中，

第一收发模块12与第二收发模块22相互通信；

密钥获取模块11用于向第二模块2发送获取第一随机密钥或者第二随机密钥的命令；

密钥生成模块21用于生成随机数作为第一随机密钥或者第二随机密钥；

第一加密模块13用于采用第一随机密钥对软件向智能卡设备发送的数据进行加密；

第二解密模块24用于采用第一随机密钥对第二收发模块22接收到的加密的数据进行解密；

数据处理模块26用于对第二解密模块24解密的数据进行处理生成响应数据；

第二加密模块23用于采用第二随机密钥对数据处理模块26生成的响应数据进行加密；

第一解密模块14用于采用第二随机密钥对第一收发模块12接收到的加密的响应数据进行解密得到响应数据；

第一密钥销毁模块15用于销毁第一随机密钥或者第二随机密钥；

第二密钥销毁模块25用于销毁第一随机密钥或者第二随机密钥。

结合图6所示的采用智能卡设备保护软件的系统，软件与智能卡设备的通信过程如下：

（1）软件中的密钥获取模块11向智能卡设备发送获取密钥的命令；

（2）智能卡设备中的密钥生成模块21生成第一随机密钥；

（3）智能卡设备中的第二收发模块22将第一随机密钥发送给软件；

（4）软件中的第一收发模块12接收智能卡设备发送的第一随机密钥；

（5）软件中的第一加密模块13利用第一随机密钥对数据进行加密；

（6）软件中的第一密钥销毁模块15销毁第一随机密钥；

（7）软件中的第一收发模块12将加密后的数据发送给智能卡设备；

（8）智能卡设备中的第二收发模块22收取软件中发送的数据；

（9）智能卡设备中第二解密模块24利用第一随机密钥对数据进行解密；

（10）智能卡设备中的第二密钥销毁模块25将第一随机密钥销毁；

（11）智能卡设备中的数据处理模块26处理解密后的数据，构造响应数据；

（12）智能卡设备中的密钥生成模块21生成第二随机密钥；

（13）智能卡设备中的第二加密模块23利用第二随机密钥对响应数据进行加密；

（14）智能卡设备中第二收发模块22将加密后的响应数据发送给软件；

（15）软件中的第一收发模块12接收加密后的响应数据；

（16）软件中密钥获取模块11向智能卡设备发送获取第二随机密钥的命令；

（17）智能卡设备的第二收发模块22向软件发送第二随机密钥；

（18）智能卡设备中的第二密钥销毁模块25销毁第二随机密钥；

（19）软件中的第一收发模块12收取第二随机密钥；

（20）软件中第一解密模块14利用第二随机密钥对加密后的响应数据进行解密得到响应数据的明文；

（21）软件中的第一密钥销毁模块15销毁第二随机密钥。

图7为本发明的采用智能卡设备保护软件的方法的一个实施例的流程示意图。如图7所示，该方法的步骤为：

1.软件调用SoftGetKeyCmd()函数，向智能卡设备发送获取第一随机密钥的命令；

2.智能卡设备内部通过SCardGenKey()函数，函数内部通过调用智能卡支持的系统函数_rand()，生成128位的随机密钥作为第一随机密钥firstKey；

3.智能卡设备内部通过SCardDataTransmit()函数，将第一随机密钥firstKey发送给软件；

4.软件通过SoftDataTransmit()函数获取密钥firstKey；

5.软件通过SoftEncryptData()函数，利用第一随机密钥firstKey对需要传输的数据进行加密，加密算法采用TDES;

6.软件通过SoftDestroyKey()函数，销毁软件中的firstKey，将存储firstKey的内存清空即可;

7.软件通过SoftDataTransmit()函数将加密后的数据发送给智能卡；

8.智能卡设备通过SCardDataTransmit()函数获取软件传入的加密后的数据；

9.智能卡设备通过系统函数SCardDecrypt函数()，利用firstKey进行解密，ScardDecrypt函数()主要采用智能卡系统函数_tdes_dec()来实现；

10.智能卡设备通过SCardDestroyKey()，销毁第一随机密钥firstKey；

11.智能卡设备通过SCardProcessData()函数，处理解密后的数据作为响应数据；

12.智能卡设备通过SCardGenKey()函数产生第二随机密钥secondKey；

13.智能卡设备通过SCardEncrypt()函数对响应数据进行利用secondKey进行加密，SCardEncrypt函数主要调用智能卡系统函数_tdes_enc()来实现；

14.智能卡设备通过SCardDataTransmit()函数将加密后的响应数据发送给软件；

15.软件通过SoftDataTransmit()函数收取加密后的响应数据；

16.软件通过SoftGetKeyCmd()向智能卡设备发送获取第二随机密钥secondKey的命令；

17.智能卡设备通过SCardDataTransmit()函数向软件发送第二随机密钥SecondKey;

18.智能卡设备通过SCardDestroyKey()函数，销毁密钥；

19.软件通过SoftDataTransmit()函数获取第二随机密钥secondKey;

20.软件通过SoftDecrypt()函数对加密后的响应数据进行解密；

21.软件通过SoftDestroyKey()函数销毁软件内的第二随机密钥secondKey。

以上实施例仅为本发明的示例性实施例，不用于限制本发明，本发明的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员可以在本发明的实质和保护范围内，对本发明做出各种修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为落在本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种采用智能卡设备保护软件的方法，所述软件运行在终端设备中，所述终端设备与智能卡设备相互通信连接，其特征在于，所述方法通过第一模块和第二模块执行，所述第一模块内置在终端设备中，所述第二模块内置在智能卡设备中，所述方法包括以下步骤：

S1：由所述第一模块采用第一随机密钥对终端设备侧待发送给智能卡设备侧的数据进行加密，并将经加密的数据发送给所述第二模块；

S2：所述第二模块采用所述第一随机密钥对所述经加密的数据进行解密，并对解密的数据进行处理生成响应数据；

S3：所述第二模块采用第二随机密钥对所述响应数据进行加密，并将经加密的响应数据发送给所述第一模块；

S4：所述第一模块采用所述第二随机密钥对所述经加密的响应数据进行解密得到响应数据，

其中，所述步骤S1中还包括：S101：所述第一模块向所述第二模块发送获取所述第一随机密钥的命令；S102：所述第二模块生成随机数作为所述第一随机密钥，并发送给所述第一模块，

所述步骤S3中，所述第二模块生成随机数作为所述第二随机密钥，

其中，所述步骤S4中还包括：S401：所述第一模块收到加密的响应数据后，向所述第二模块发送获取所述第二随机密钥的命令；S402：所述第二模块将所述第二随机密钥发送给所述第一模块。

2.根据权利要求1所述的采用智能卡设备保护软件的方法，其特征在于，所述步骤S1中：所述第一模块采用所述第一随机密钥对终端设备待发送给智能卡设备的数据进行加密后，销毁所述第一随机密钥。

3.根据权利要求1所述的采用智能卡设备保护软件的方法，其特征在于，所述步骤S2中：

所述第二模块采用所述第一随机密钥对所述经加密的数据进行解密后，销毁所述第一随机密钥。

4.根据权利要求1所述的采用智能卡设备保护软件的方法，其特征在于，所述步骤S402中还包括：

在所述第二模块将所述第二随机密钥发送给所述第一模块后，销毁所述第二随机密钥。

5.根据权利要求1或4所述的采用智能卡设备保护软件的方法，其特征在于，所述步骤S4中：

所述第一模块采用所述第二随机密钥对所述经加密的响应数据进行解密后，销毁所述第二随机密钥。

6.一种采用智能卡设备保护软件的系统，所述软件运行在终端设备中，所述终端设备与智能卡设备相互通信连接，其特征在于，所述系统包括第一模块和第二模块，所述第一模块内置在终端设备中，所述第二模块内置在智能卡设备中，其中，

所述第一模块用于采用第一随机密钥对终端设备侧待发送给智能卡设备侧的数据进行加密，将经加密的数据发送给所述第二模块；

所述第二模块用于采用所述第一随机密钥对所述经加密的数据进行解密，并对解密的数据进行处理生成响应数据；

所述第二模块还用于采用第二随机密钥对所述响应数据进行加密，并将经加密的响应数据发送给所述第一模块；

所述第一模块还用于采用所述第二随机密钥对所述经加密的响应数据进行解密得到响应数据，

其中，所述第一模块包括密钥获取模块，用于向所述第二模块发送获取所述第一随机密钥或者第二随机密钥的命令，

所述第二模块包括密钥生成模块，用于生成随机数作为所述第一随机密钥或者第二随机密钥。

7.根据权利要求6所述的采用智能卡设备保护软件的系统，其特征在于，

所述第一模块还包括第一加密模块、第一收发模块和第一解密模块，所述第二模块还包括第二加密模块、第二收发模块、第二解密模块和数据处理模块，其中，

所述第一加密模块用于采用所述第一随机密钥对终端设备侧待发送给智能卡设备侧的数据进行加密；

所述第一收发模块用于将所述经加密的数据发送给所述第二模块或者接收所述第二模块发送的所述经加密的响应数据；

所述第一解密模块用于采用所述第二随机密钥对所述经加密的响应数据进行解密得到响应数据；

所述第二加密模块用于采用所述第二随机密钥对所述数据处理模块生成的响应数据进行加密；

所述第二收发模块用于将所述经加密的响应数据发送给所述第一模块或者接收所述第一模块发送的所述经加密的数据；

所述第二解密模块用于采用所述第一随机密钥对所述经加密的数据进行解密；

所述数据处理模块用于对所述第二解密模块解密的数据进行处理生成响应数据。

8.根据权利要求7所述的采用智能卡设备保护软件的系统，其特征在于，所述第一模块还包括：

第一密钥销毁模块，用于销毁所述第一随机密钥或者第二随机密钥；

所述第二模块还包括：

第二密钥销毁模块，用于销毁所述第一随机密钥或者第二随机密钥；

其中，所述第一收发模块还用于接收所述第二模块发送的第一随机密钥或者第二随机密钥；所述第二收发模块还用于向所述第一模块发送所述密钥生成模块生成的第一随机密钥或者第二随机密钥。