CN104574537A - 手持发行设备、车载单元的在线发行系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种车载单元的手持发行设备、车载单元的在线发行系统及方法，该手持发行设备包括：用于对管理员IC卡进行读写的读写模块；与发行服务器通过网络互联的网络模块；认证模块，与读写模块和网络模块连接，且用于在对车载单元进行在线发行前，向发行服务器发送认证请求；及根据所接收的来自发行服务器的认证响应进行认证，并在认证成功时，通知管理员IC卡生成并返回会话密钥；发行模块，用于在认证成功时，将用户信息和车辆信息写入车载单元。实施本发明的技术方案，用户可以通过手持发行设备随时随地发行车载单元，节省了去营业网点的时间和费用，有效地解决了ETC用户的快速增长使发售业务压力增大的问题，非常有利于ETC应用的推广和普及。

Description

手持发行设备、车载单元的在线发行系统及方法

技术领域

本发明涉及智能交通(Intelligent Transport System，ITS)领域，尤其涉及一种手持发行设备、车载单元的在线发行系统及方法。

背景技术

电子标签作为车载无线通信设备，在安装时须写入车辆信息，用户信息等，以便路侧设备(天线等)识别和计费。该车辆信息和用户信息是与电子标签唯一绑定的。一旦电子标签被拆卸，电子标签的防拆卸装置将自动将拆卸状态改变为“已拆卸”，电子标签在通过ETC收费站时，不能正常使用。

发行是指电子标签的文件建立、密钥替换、用户信息写入和防拆功能激活等操作。

现有的电子标签发行一般流程是:车主需要将车辆开到运营服务网点，并登记个人信息；由服务网点的专业人员将车主个人信息和车辆信息录入ETC发行系统；再利用运营商服务网点的具有密钥母卡的发行设备进行以下两步发行操作:

初始化(一次)发行是在电子标签内建立文件系统，装载运营商密钥；

个人化(二次)发行是将用户和车辆信息等个性化信息写入电子标签；

发行完毕后，专业人员将发行记录录入运营商后台数据库系统；然后将电子标签安装到车辆上，启动防拆装置，激活电子标签，完成发行流程。

目前只有指定的营业网点才能发行OBU(On board Unit，车载单元)，ETC(Electronic Toll Collection，不停车收费系统)用户的快速增长使发售业务压力增大的问题越来越突出，存在发行网点少，用户OBU发行不方便的问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述用户OBU发行不方便的缺陷，提供一种用户OBU发行方便的手持发行设备、车载单元的在线发行系统及方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种车载单元的手持发行设备，连接于发行服务器，所述手持发行设备包括：

用于对管理员IC卡进行读写的读写模块；

与发行服务器通过网络互联的网络模块；

认证模块，与所述读写模块和所述网络模块连接，且用于在对车载单元进行在线发行前，向所述发行服务器发送认证请求；及根据所接收的来自所述发行服务器的认证响应进行认证，并在认证成功时，通知所述管理员IC卡生成并返回会话密钥；

发行模块，用于在认证成功时，将用户信息和车辆信息写入车载单元。

在本发明所述的车载单元的手持发行设备中，所述手持发行设备还包括：

摄像头，用于对车载单元所在的车辆进行拍照，以生成该车辆的照片信息；

照片存储模块，用于存储所述照片信息及其关联信息；

而且，

所述网络模块，还用于将所述照片信息上传至所述发行服务器，以使所述发行服务器对车辆的照片信息同车载单元进行在线发行时所记录的相应车辆信息进行对比。

在本发明所述的车载单元的手持发行设备中，

所述网络模块，还用于在所述发行服务器空闲时将所述照片信息及其关联信息上传至所述发行服务器；或者，

所述网络模块，还用于实时将所述照片信息及其关联信息上传至所述发行服务器。

在本发明所述的车载单元的手持发行设备中，所述手持发行设备还包括：

照片统计模块，用于根据所生成的照片信息及其关联信息，统计特定管理员在特定时间段内所拍照的照片数量；和/或

照片删除模块，用于定期/手动删除已上传到发行服务器的照片信息及其关联信息。

在本发明所述的车载单元的手持发行设备中，所述认证模块包括：

认证数据获取单元，用于向管理员IC卡发送取随机数指令，并接收管理员IC卡所生成的第一随机数和第一时间戳；及将第一随机数和第一时间戳发送至发行服务器，并接收发行服务器所生成的第二随机数和第二时间戳；

认证请求发送单元，用于向发行服务器发送认证请求信息，所述认证请求信息包括管理员IC卡号、手持发行设备编号及第一身份认证码，其中，所述第一身份认证码是管理员IC卡根据第一随机数、第一时间戳、第二随机数、管理员IC卡号、手持发行设备编号所生成的；

认证响应接收单元，用于接收发行服务器在判断第二身份认证码和第一身份认证码一致时所返回的认证响应信息，其中，所述第二身份认证码是发行服务器调用加密机，根据第一随机数、第一时间戳、第二随机数、管理员IC卡号、手持发行设备编号所生成的，而且，所述认证响应信息包括管理员IC卡号、手持发行设备编号及第三身份认证码，所述第三认证码是发行服务器调用加密机，根据第一随机数、第二时间戳、管理员IC卡号、手持发行设备编号所生成的；

认证单元，用于在判断第四身份认证码和第三身份认证码一致时，通知所述管理员IC卡生成并返回会话密钥，其中，所述第四身份认证码是管理员IC卡根据第一随机数、第二时间戳、管理员IC卡号、手持发行设备编号所生成的。

在本发明所述的车载单元的手持发行设备中，所述手持发行设备还包括：

日志记录模块，用于在对车载单元进行在线发行时，记录管理员每次成功的操作，并生成操作日志，且所生成的操作日志与管理员IC卡号和当前时间关联；和/或，在对车载单元进行在线发行时，进行出错定位，并生成错误日志，且所生成的错误日志与管理员IC卡号和当前时间关联。

在本发明所述的车载单元的手持发行设备中，所述手持发行设备还包括：

日志统计模块，用于统计特定管理员在特定时间段内所操作的数量；和/或，

日志删除模块，用于定期/手动删除已上传到发行服务器的日志。

在本发明所述的车载单元的手持发行设备中，所述手持发行设备还包括：

与升级服务器连接的自动升级模块，用于自动检测该手持发行设备所存储的应用版本及所述升级服务器中所存储的应用版本，并进行比较，若所述升级服务器中所存储的应用版本比该手持发行设备所存储的应用版本新，则进行升级。

本发明还构造一种车载单元的在线发行系统，包括发行服务器及至少一个以上所述的手持发行设备；而且，

所述发行服务器，用于接收所述手持发行设备所发送的认证请求，并根据所接收的认证请求进行认证，若认证成功，则向所述手持发行设备发送认证响应。

本发明还构造一种车载单元的在线发行方法，包括：

在对车载单元进行在线发行前，手持发行设备向发行服务器发送认证请求；

手持发行设备根据所接收的来自发行服务器的认证响应进行认证，并在认证成功时，通知管理员IC卡生成并返回会话密钥，其中，发行服务器根据所接收的认证请求进行认证，并在认证成功，向所述手持发行设备发送认证响应；

在对车载单元进行在线发行时，将用户信息和车辆信息写入车载单元。

实施本发明的技术方案，在使用手持发行设备对车载单元进行在线发行前，手持发行设备和发行服务器进行双方认证，在双方认证通过时，才将用户信息和车辆信息写入车载单元。这样，用户可以通过手持发行设备随时随地发行车载单元，节省了去营业网点的时间和费用，有效地解决了ETC用户的快速增长使发售业务压力增大的问题，非常有利于ETC应用的推广和普及。

另外，由于在对车载单元进行二次发行时对车辆进行拍照，以使服务器对车辆的照片信息及在对车载单元进行在线发行时所记录的相应车辆信息进行对比，这样可保证发行数据与车辆的一致性。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是本发明车载单元的在线发行系统实施例一的逻辑图；

图2是图1中手持发行设备实施例一的逻辑图；

图3是图2中认证模块实施例一的逻辑结构图；

图4是图1中手持发行设备实施例二的逻辑图；

图5是车载单元的在线发行方法实施例一的流程图；

图6是图5中手持发行设备与发行服务器进行双方认证实施例一的流程图。

具体实施方式

图1是本发明车载单元的在线发行系统实施例一的逻辑图，该在线发行系统包括发行服务器200及至少一个手持发行设备100、…、100′，下面结合图2来说明其中一个手持发行设备的逻辑结构，应理解，其它手持发行设备的逻辑结构与其相同。在图2所示的手持发行设备中，该手持发行设备包括认证模块10及分别与认证模块10连接的读写模块20、网络模块30和发行模块40，其中，读写模块20用于对管理员IC卡进行读写，例如，读取管理员IC卡号、读取管理员IC卡所生成的会话密钥，向管理员IC卡发送取随机数指令、生成身份认证码指令等；网络模块30与发行服务器200通过网络互联；认证模块10用于在对车载单元进行在线发行前，向发行服务器200发送认证请求。而且，发行服务器200用于接收手持发行设备所发送的认证请求，并根据所接收的认证请求进行认证，若认证成功，则向手持发行设备发送认证响应。手持发行设备的认证模块10还用于根据所接收的来自发行服务器200的认证响应进行认证，并在认证成功时，通知管理员IC卡生成并返回会话密钥；发行模块40用于在认证成功时，将用户信息和车辆信息写入车载单元。

另外，该发行服务器200还连接有加密机，认证过程所需的加密计算由加密机执行。

图3是图2中认证模块实施例一的逻辑结构图，在该实施例中，认证模块具体包括认证数据获取单元11、认证请求发送单元12、认证响应接收单元13和认证单元14，其中，认证数据获取单元11用于向管理员IC卡发送取随机数指令，并接收管理员IC卡所生成的第一随机数和第一时间戳；及将第一随机数和第一时间戳发送至发行服务器，并接收发行服务器所生成的第二随机数和第二时间戳；认证请求发送单元12用于向发行服务器发送认证请求信息，该认证请求信息包括管理员IC卡号、手持发行设备编号及第一身份认证码，其中，该第一身份认证码是管理员IC卡根据第一随机数、第一时间戳、第二随机数、管理员IC卡号、手持发行设备编号所生成的；认证响应接收单元13用于接收发行服务器在判断第二身份认证码和第一身份认证码一致时所返回的认证响应信息，其中，该第二身份认证码是发行服务器调用加密机，根据第一随机数、第一时间戳、第二随机数、管理员IC卡号、手持发行设备编号所生成的，而且，该认证响应信息包括管理员IC卡号、手持发行设备编号及第三身份认证码，该第三认证码是发行服务器调用加密机，根据第一随机数、第二时间戳、管理员IC卡号、手持发行设备编号所生成的；认证单元14用于在判断第四身份认证码和第三身份认证码一致时，通知管理员IC卡生成并返回会话密钥，其中，该第四身份认证码是管理员IC卡根据第一随机数、第二时间戳、管理员IC卡号、手持发行设备编号所生成的。

图4是图1中手持发行设备实施例二的逻辑图，该实施例的手持发行设备相比图1所示的实施例，所不同的仅是，还包括：摄像头50、照片存储模块61、照片统计模块62、照片删除模块63、日志记录模块70、日志统计模块81、日志删除模块82和自动升级模块90，下面分别说明这几个模块：

摄像头50用于在二次发行时对车载单元所在的车辆进行拍照，以生成该车辆的照片信息。另外，还可对该车辆驾驶人员的驾驶证进行拍照，以生成用户的照片信息。且该照片信息与管理员IC卡号和当前时间关联。该车辆的照片信息例如包括：车牌号、车辆颜色、发动机型号。该用户的照片信息例如包括：姓名、性别、出生日期、住址、身份证号、准驾车型、发证日期、有效期。另外，在摄像头50获取到照片信息后，可通过网络模块30将照片信息上传至发行服务器，以使发行服务器对车辆的照片信息同车载单元进行在线发行时所记录的相应车辆信息进行对比，所记录的车辆信息例如包括下列中的至少一个：标签合同序列号、车牌号、车辆颜色、手持发行设备编号、管理员IC卡号、交易序号、交易日期、定位信息。这样可保证发行数据与车辆的一致性。

照片存储模块61用于存储照片信息及其关联信息。而且，在摄像头50获取到照片信息后，可以通过网络模块30实时将照片信息上传至发行服务器200，也可以先将照片信息进行存储，待发行服务器200空闲时，再将照片信息上传到发行服务器200。

照片统计模块62用于根据所生成的照片信息及其关联信息，统计特定管理员在特定时间段内所拍照的照片数量，例如，统计当日单个业务员拍照的照片数量，统计当日所有业务员拍照的照片数量。

照片删除模块63用于定期删除已上传到发行服务器的的照片信息及其关联信息，这样可节省手持发行设备的存储空间，容易想到的也可以手动随时删除已上传到发行服务器的照片信息及关联信息。

日志记录模块70用于在对车载单元进行在线发行时，记录管理员每次成功的操作，并生成操作日志，且所生成的操作日志与管理员IC卡号和当前时间关联；和/或，在对车载单元进行在线发行时，进行出错定位，并生成错误日志，且所生成的错误日志与管理员IC卡号和当前时间关联。

日志统计模块81用于统计特定管理员在特定时间段内所操作的数量。

日志删除模块82用于定期或手动删除已上传到发行服务器的日志。

自动升级模块90通过网络模块30与升级服务器连接，用于自动检测该手持发行设备所存储的应用版本及升级服务器中所存储的应用版本，并进行比较，若升级服务器中所存储的应用版本比该手持发行设备所存储的应用版本新，则进行升级。

图5是车载单元的在线发行方法实施例一的流程图，该在线发行方法包括：

S1.在对车载单元进行在线发行前，手持发行设备向发行服务器发送认证请求；

S2.手持发行设备根据所接收的来自发行服务器的认证响应进行认证，并在认证成功时，通知管理员IC卡生成并返回会话密钥，其中，发行服务器根据所接收的认证请求进行认证，并在认证成功，向所述手持发行设备发送认证响应；

S3.在对车载单元进行在线发行时，将用户信息和车辆信息写入车载单元。

图6是图5中手持发行设备与发行服务器进行双方认证实施例一的流程图，在使用手持发行设备对车载单元进行在线发行前，需要进行手持发行设备与发行服务器的双方认证。在该实施例中，手持发行设备首先向管理员IC卡发送取随机数指令，管理员IC卡根据该指令生成第一随机数和第一时间戳，并将第一随机数和第一时间戳返回给手持发行设备。手持发行设备再将该第一随机数和第一时间戳发送至发行服务器，发行服务器记录该第一随机数和第一时间戳，并生成第二随机数和第二时间戳，然后将该第二随机数和第二时间戳发送给手持发行设备。手持发行设备向管理员IC卡发送第一身份认证码生成指令，管理员IC卡根据第一随机数、第一时间戳、第二随机数、管理员IC卡号、手持发行设备编号生成第一身份认证码M1，并向手持发行设备返回该第一身份认证码M1。手持发行设备向发行服务器发送认证请求信息，该认证请求信息包括：管理员IC卡号、手持发行设备编号及第一身份认证码M1。发行服务器在接收到该认证请求信息后，调用加密机根据第一随机数、第一时间戳、第二随机数、管理员IC卡号、手持发行设备编号生成第二身份认证码M2，并判断第一身份认证码M1和第二身份认证码M2是否一致，在一致时，调用加密机根据第一随机数、第二时间戳、管理员IC卡号、手持发行设备编号生成第三身份认证码M3，然后调用加密机生成第一会话密钥。然后，向手持发行设备返回认证响应信息，该认证响应信息包括管理员IC卡号、手持发行设备编号及第三身份认证码。手持发行设备在接收到认证响应信息后，向管理员IC卡发送第四身份认证码生成指令。管理员IC卡在接收的该指令后，根据第一随机数、第二时间戳、管理员IC卡号、手持发行设备编号生成第四身份认证码M4，并返回该第四身份认证码M4。手持发行设备判断第四身份认证码M4和第三身份认证码M3是否一致，并在一致时，向管理员IC卡发送第二会话密钥生成指令，管理员IC卡根据该指令生成第二会话密钥，并向手持发行设备返回该第二会话密钥。这样，在手持发行设备和发行服务器进行双方认证，且双方认证通过时，发行服务器和手持发行设备中分别存储有第一会话密钥和第二会话密钥。在使用手持发行设备对车载单元进行在线发行时，手持发行设备与发行服务器之间的每一次通信都需要使用相应的会话密钥对通信数据进行加密，以保证通信过程中所发送数据帧的真实性和完整性。

关于身份认证码的生成，可采用以下方法：

首先，被验证的一方，根据具体帧的要求拼装数据，组成用于计算身份认证码的明文，例如，生成第一身份认证码和第二身份认证码的明文数据包括：第一随机数、第一时间戳、第二随机数、管理员IC卡号、手持发行设备编号；生成第三身份认证码和第四身份认证码的明文数据包括：第一随机数、第二时间戳、管理员IC卡号、手持发行设备编号；

其次，将这些明文字符串使用SHA1算法得到20字节的摘要(Digest)码，并截取摘要(Digest)码的前16个字节；

接着，使用国标CPU卡的记账TAC子密钥，对这16字节数据做MAC计算，得到4字节MAC；

最后，将该4字节MAC重复4次，即最终的16字节身份认证码。

关于会话密钥的生成，可采用以下方法：

首先，将如下字段按顺序排列，生成长度为24字节的数据；

序号	名称	长度(Byte)
			1	第二随机数	4
2	第二时间戳	8
			3	第一随机数	4
4	第一时间戳	8

其次，对所拼接的该24字节数据使用SHA1算法得到20字节的摘要(Digest)码，并截取摘要(Digest)码的前16个字节；

然后，使用国标CPU卡的记账TAC子密钥，对这16字节数据做MAC计算，得到4字节MAC；

接着，依次将摘要码的第17到第20字节取代第1到第4字节，依照上述相同的做法，生成第二组到第五组4字节MAC；

最后，将上述五组4个字节数按顺序串接起来，得到160位的会话密钥。

另外，优选地，在发行服务器对手持发行设备认证通过时，向手持发行设备所返回的认证响应还可包括会话密钥整体超时时间(会话密钥的有效使用时间)、会话密钥空闲超时时间(会话的最长间隔时间)。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。

Claims (10)

1.一种车载单元的手持发行设备，连接于发行服务器，其特征在于，所述手持发行设备包括：

用于对管理员IC卡进行读写的读写模块；

与发行服务器通过网络互联的网络模块；

认证模块，与所述读写模块和所述网络模块连接，且用于在对车载单元进行在线发行前，向所述发行服务器发送认证请求；及根据所接收的来自所述发行服务器的认证响应进行认证，并在认证成功时，通知所述管理员IC卡生成并返回会话密钥；

发行模块，用于在认证成功时，将用户信息和车辆信息写入车载单元。

2.根据权利要求1所述的车载单元的手持发行设备，其特征在于，所述手持发行设备还包括：

摄像头，用于对车载单元所在的车辆进行拍照，以生成该车辆的照片信息；

照片存储模块，用于存储所述照片信息及其关联信息；

而且，

所述网络模块，还用于将所述照片信息上传至所述发行服务器，以使所述发行服务器对车辆的照片信息同车载单元进行在线发行时所记录的相应车辆信息进行对比。

3.根据权利要求2所述的车载单元的手持发行设备，其特征在于，

所述网络模块，还用于在所述发行服务器空闲时将所述照片信息及其关联信息上传至所述发行服务器；或者，

所述网络模块，还用于实时将所述照片信息及其关联信息上传至所述发行服务器。

4.根据权利要求2所述的车载单元的手持发行设备，其特征在于，所述手持发行设备还包括：

照片统计模块，用于根据所生成的照片信息及其关联信息，统计特定管理员在特定时间段内所拍照的照片数量；和/或

照片删除模块，用于定期/手动删除已上传到发行服务器的的照片信息及其关联信息。

5.根据权利要求1-4所述的车载单元的手持发行设备，其特征在于，所述认证模块包括：

认证数据获取单元，用于向管理员IC卡发送取随机数指令，并接收管理员IC卡所生成的第一随机数和第一时间戳；及将第一随机数和第一时间戳发送至发行服务器，并接收发行服务器所生成的第二随机数和第二时间戳；

认证请求发送单元，用于向发行服务器发送认证请求信息，所述认证请求信息包括管理员IC卡号、手持发行设备编号及第一身份认证码，其中，所述第一身份认证码是管理员IC卡根据第一随机数、第一时间戳、第二随机数、管理员IC卡号、手持发行设备编号所生成的；

认证响应接收单元，用于接收发行服务器在判断第二身份认证码和第一身份认证码一致时所返回的认证响应信息，其中，所述第二身份认证码是发行服务器调用加密机，根据第一随机数、第一时间戳、第二随机数、管理员IC卡号、手持发行设备编号所生成的，而且，所述认证响应信息包括管理员IC卡号、手持发行设备编号及第三身份认证码，所述第三认证码是发行服务器调用加密机，根据第一随机数、第二时间戳、管理员IC卡号、手持发行设备编号所生成的；

认证单元，用于在判断第四身份认证码和第三身份认证码一致时，通知所述管理员IC卡生成并返回会话密钥，其中，所述第四身份认证码是管理员IC卡根据第一随机数、第二时间戳、管理员IC卡号、手持发行设备编号所生成的。

6.根据权利要求1-4所述的车载单元的手持发行设备，其特征在于，所述手持发行设备还包括：

日志记录模块，用于在对车载单元进行在线发行时，记录管理员每次成功的操作，并生成操作日志，且所生成的操作日志与管理员IC卡号和当前时间关联；和/或，在对车载单元进行在线发行时，进行出错定位，并生成错误日志，且所生成的错误日志与管理员IC卡号和当前时间关联。

7.根据权利要求6所述的车载单元的手持发行设备，其特征在于，所述手持发行设备还包括：

日志统计模块，用于统计特定管理员在特定时间段内所操作的数量；和/或，

日志删除模块，用于定期/手动删除已上传到发行服务器的日志。

8.根据权利要求1-4所述的车载单元的手持发行设备，其特征在于，所述手持发行设备还包括：

与升级服务器连接的自动升级模块，用于自动检测该手持发行设备所存储的应用版本及所述升级服务器中所存储的应用版本，并进行比较，若所述升级服务器中所存储的应用版本比该手持发行设备所存储的应用版本新，则进行升级。

9.一种车载单元的在线发行系统，其特征在于，包括发行服务器及至少一个权利要求1-8任一项所述的手持发行设备；而且，

所述发行服务器，用于接收所述手持发行设备所发送的认证请求，并根据所接收的认证请求进行认证，若认证成功，则向所述手持发行设备发送认证响应。

10.一种车载单元的在线发行方法，其特征在于，包括：

在对车载单元进行在线发行前，手持发行设备向发行服务器发送认证请求；

手持发行设备根据所接收的来自发行服务器的认证响应进行认证，并在认证成功时，通知管理员IC卡生成并返回会话密钥，其中，发行服务器根据所接收的认证请求进行认证，并在认证成功，向所述手持发行设备发送认证响应；

在对车载单元进行在线发行时，将用户信息和车辆信息写入车载单元。