CN104820573A - 一种安全人机交互接口的系统及其实现方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种安全人机交互接口的系统，包括应用处理器模块、安全处理器模块、应用显示通道模块、安全显示通道模块、显示内存模块、显示叠加模块、显示驱动模块和触摸显示模块。本发明还涉及一种安全人机交互接口的实现方法。本发明将受保护的安全处理模块生成的键盘显示信息与通用处理器生成的显示信息隔离运算并合成显示。通过叠加显示分离的安全图形界面和应用图形界面，使得应用处理器不能获取安全图形界面信息；用户可以通过安全图形界面获取个人特征信息，与预先设定的个人特征信息进行比对，进而确保输入信息界面的可信性；由安全处理器解析用户和安全界面的交互，实现敏感数据的安全交互。
Description
技术领域
本发明涉及一种互联网技术和集成电路设计领域，具体涉及一种安全人机交互接口的系统及其实现方法。
背景技术
在一个典型的终端系统中，用户接口由处理器、显示屏、键盘或触摸显示屏构成和实现。在敏感应用中用户密码通过触摸屏的输入以及用户私密信息的显示都有不可被窃取和篡改的要求,而现有系统由于易受木马和病毒程序以及网络攻击，存在泄漏用户的重要数据如账户密码的风险。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术中的不足，提供一种安全的人机交互接口系统。
本发明的再一目的是，提供一种安全人机交互接口的实现方法。
为实现上述目的，本发明公开了如下技术方案：
一种安全人机交互接口的系统，包括：
应用处理器模块，生成显示信息，与安全处理器模块进行信息交互，并将信息发送至应用显示通道模块，并接收来自触摸显示模块的触摸坐标信息，同时存储信息至显示内存模块；
安全处理器模块，生成安全键盘显示信息，与应用处理器模块进行信息交互，解析用户触摸动作和安全界面的映射关系，获得用户输入的敏感数据，并根据需要调用显示内存模块存储安全图形界面信息；
应用显示通道模块，接收来自应用处理器模块的应用图形界面信息，并将信息发送至显示叠加模块；
安全显示通道模块，接收来自安全处理器模块的安全图形界面信息，并将信息发送至显示叠加模块；
显示内存模块，用于存储安全图形界面信息和应用图形界面信息；
显示叠加模块，进行由安全处理器模块生成的安全键盘显示信息与由应用处理器模块生成的显示信息的合成，将应用图形界面信息和安全图形界面信息进行叠加处理并发送至显示驱动模块；
显示驱动模块，接收来自显示叠加模块的信息，将该信息进行显示驱动处理后发送至触摸显示模块；
触摸显示模块，将显示驱动模块处理完毕的信息显示在显示屏上，同时将触摸坐标信息发送至应用处理器。
进一步的，所述应用处理器模块不能获得安全图形界面信息，即由安全处理器模块生成的安全键盘显示信息与应用处理器模块生成的显示信息保持隔离关系。
进一步的，所述用于存储安全图形界面信息的显示内存模块为安全处理器模块独享或和应用处理器模块物理共享。
进一步的，所述安全处理器模块与应用处理器模块物理共享显示内存模块时，通过加密及访问控制的方法来隔离应用处理器访问安全显示内存数据，使得应用处理器不能读取和修改安全显示内存数据；如果安全处理器模块独享显示内存模块，对其生成的显示数据进行加密后存入外部显示存储器。
进一步的，所述安全处理器模块用于处理：
a.来自于存储于或产生于安全处理器内部受保护的信息，包括密码、密钥和证书和/或
b.来自外部接口的受保护的信息，保护的方式包括加密和随机变化；安全处理器模块使上述受保护的信息仅在安全处理器内部可识别,而受保护信息通过任何安全处理器的外部接口向外部输出时受到保护,使之不可被系统中的其他模块识别和修改；
所述应用处理器模块则是可运行各种通用操作系统的通用嵌入式处理器。
为实现上述第二个目的，本发明公开了如下技术方案：
一种安全人机交互接口的实现方法，包括如下步骤：
(1)安全处理器模块生成安全键盘显示信息；
(2)应用处理器模块生成显示信息；
(3)安全处理器模块生成的安全键盘显示信息与应用处理器模块生成的显示信息在显示屏上进行合成显示；同时，安全处理器模块生成的安全键盘显示信息与应用处理器模块生成的显示信息分别由安全处理器模块、应用处理器模块单独隔离运算；
(4)应用处理器模块获取用户在安全键盘上的触摸信息并提供给安全处理器模块；
(5)安全处理器模块解析用户的触摸动作和安全键盘的映射关系，将用户的触摸坐标信息进行转换，获得用户输入的受保护的敏感数据。
进一步的，步骤(3)中的合成显示的具体步骤为：
1)应用处理器模块将应用图形界面信息发送至应用显示通道模块，同时，安全处理器将安全键盘显示信息发送至安全显示通道模块；
2)应用显示通道模块和安全显示通道模块分别将应用图形界面信息和安全键盘显示信息发送至显示叠加模块进行叠加处理并发送至显示驱动模块；
3)触摸显示模块将显示驱动模块处理完毕的信息显示在触摸屏上。
进一步的，在用户进行触摸动作之前，安全处理器模块先将个人特征信息通过安全界面呈现给用户，使用户确定安全键盘显示信息是由安全处理器模块呈现的；用户确定界面是安全的之后，进行触摸动作，用户的触摸坐标信息被发送至应用处理器模块。
进一步的，安全处理器可对触摸屏键盘图形中按键位置进行随机处理，使每次显示的按键和所在位置具有不可预知的对应关系，仅安全处理器可获知用户输入的键盘内容。
进一步的，安全处理器所产生的显示信息如需通过外部接口存入外部存储器时需进行加密保护，在与应用处理器所产生的图形叠加之前进行解密，解密的或未加密的安全处理器产生的显示信息与应用处理器隔离，无任何访问通道可对其进行识别和修改。
本发明公开的一种安全人机交互接口的系统及其实现方法，具有以下有益效果：
本发明将受保护的安全处理模块生成的键盘显示信息与通用处理器生成的显示信息隔离运算并合成显示。通过叠加显示分离的安全图形界面和应用图形界面，使得应用处理器不能获取、识别或修改安全图形界面信息；用户可以通过安全图形界面获取个人特征信息，与预先设定的个人特征信息进行比对，进而确保输入信息界面的可信性；由安全处理器解析用户和安全界面的交互，实现敏感数据的安全交互。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是实施例1的示意图；
其中:
1-应用图形界面 2-安全图形界面
具体实施方式
下面结合实施例并参照附图对本发明作进一步描述。
请参见图1，图1所示为本发明的结构示意图。一种安全人机交互接口的系统，包括如下模块：
应用处理器模块，生成显示信息，与安全处理器模块进行信息交互，并将信息发送至应用显示通道模块，并接收来自触摸显示模块的触摸坐标信息，同时存储信息至显示内存模块；
安全处理器模块，生成安全键盘显示信息，与应用处理器模块进行信息交互，解析用户触摸动作和安全界面的映射关系，获得用户输入的敏感数据，并根据需要调用显示内存模块存储安全图形界面信息；
应用显示通道模块，接收来自应用处理器模块的应用图形界面信息，并将信息发送至显示叠加模块；
安全显示通道模块，接收来自安全处理器模块的安全图形界面信息，并将信息发送至显示叠加模块；
显示内存模块，用于存储安全图形界面信息和应用图形界面信息；
显示叠加模块，进行由安全处理器模块生成的安全键盘显示信息与由应用处理器模块生成的显示信息的合成，将应用图形界面信息和安全图形界面信息进行叠加处理并发送至显示驱动模块；
显示驱动模块，接收来自显示叠加模块的信息，将该信息进行显示驱动处理后发送至触摸显示模块；
触摸显示模块，将显示驱动模块处理完毕的信息显示在显示屏上，同时将触摸坐标信息发送至应用处理器。
需要说明的是，应用处理器模块不能获得安全图形界面信息，即由安全处理器模块生成的安全键盘显示信息与应用处理器模块生成的显示信息保持隔离关系。
用于存储安全图形界面信息的显示内存模块为安全处理器模块独享或者和应用处理器模块物理共享。当安全处理器模块与应用处理器模块物理共享显示内存模块时，通过加密及访问控制的方法来隔离应用处理器访问安全显示内存数据，使得应用处理器不能识别和修改安全显示内存数据；如果安全处理器模块独享显示内存模块，对其生成的显示数据进行加密后存入外部显示存储器。
所述安全处理器模块用于处理以下a情况或b情况的信息或a、b情况同时发生时的信息：
a.来自于存储于或产生于安全处理器内部受保护的信息，包括密码、密钥和证书等，但不限于所列举信息；
b.来自外部接口的受保护的信息，保护的方式包括加密和随机变化；安全处理器模块使上述受保护的信息仅在安全处理器内部可识别,而受保护信息通过任何安全处理器的外部接口向外部输出时受到保护,使之不可被系统中的其他模块识别和修改；
所述应用处理器模块则是可运行各种通用操作系统的通用嵌入式处理器。
本发明公开的一种安全人机交互接口的实现方法，包括如下步骤：
(1)安全处理器模块生成安全键盘显示信息；
(2)应用处理器模块生成显示信息；
(3)安全处理器模块生成的安全键盘显示信息与应用处理器模块生成的显示信息在显示屏上进行合成显示；同时，安全处理器模块生成的安全键盘显示信息与应用处理器模块生成的显示信息分别由安全处理器模块、应用处理器模块单独隔离运算；
(4)应用处理器模块获取用户在安全键盘上的触摸信息并提供给安全处理器模块；
(5)安全处理器模块解析用户的触摸动作和安全键盘的映射关系，将用户的触摸坐标信息进行转换，获得用户输入的敏感数据。
需要说明的是，进行合成显示时的具体步骤为：
1)应用处理器模块将应用图形界面信息发送至应用显示通道模块，同时，安全处理器将安全键盘显示信息发送至安全显示通道模块；
2)应用显示通道模块和安全显示通道模块分别将应用图形界面信息和安全键盘显示信息发送至显示叠加模块进行叠加处理并发送至显示驱动模块；
3)触摸显示模块将显示驱动模块处理完毕的信息显示在显示屏上。
在本发明中，在用户进行触摸动作之前，安全处理器模块先将个人特征信息通过安全界面呈现给用户，使用户确定安全键盘显示信息是由安全处理器模块呈现的；用户确定界面是安全的之后，进行触摸动作，用户的触摸坐标信息被发送至应用处理器模块。
安全处理器可对触摸屏键盘图形中按键位置进行随机处理，使每次显示的按键和所在位置具有不可预知的对应关系，仅安全处理器可获知用户输入的键盘内容。
安全处理器所产生的显示信息如需通过外部接口存入外部存储器时需进行加密保护，在与应用处理器所产生的图形叠加之前进行解密，解密的或未加密的安全处理器产生的显示信息与应用处理器隔离，无任何访问通道可对其进行识别和修改。
本发明包括应用处理器、安全处理器、应用显示通道、安全显示通道、显示叠加、显示驱动、触摸显示屏(也可以是显示屏和键盘的组合)。
本发明中：显示分成两路，应用处理器和应用显示通道实现丰富的应用交互界面；安全处理器和安全显示通道实现安全界面呈现。应用处理器不能获得安全界面的信息。
本发明中：安全处理器可能会使用显示内存，显示内存可以是独享或和应用处理器物理共享。如果使用显示内存，可通过加密以及访问控制的方法来隔离应用处理器访问安全显示内存数据包括读取、修改等。
本发明中：通过应用处理器获取用户触摸信息并提供给安全处理器，由安全处理器解析用户触摸动作和安全界面的映射关系，获得用户输入的敏感数据。由于应用处理器不能访问安全界面的信息，故应用处理器无法完成上述解映射操作。
请参见图2，图2是实施例1的示意图。最终用户界面由安全图形界面2和应用图形界面1叠加合成。其中，安全图形界面2一方面可以用来显示应用的敏感数据，如用户账号、个人身份数据等。另一方面，安全图形界面2可以显示交互界面。图2中所示的虚拟按键，用户的触摸输入通过应用处理器解析后提供给安全处理器，由安全处理器映射成最终的输入(如图中的用户密码)。由于应用处理器不能获得安全显示界面的信息，因此应用处理器不能获得用户的触摸输入对应的按键信息。
人机交互接口中安全键盘的实现,即受保护的安全处理模块生成的键盘显示信息与通用处理器生成的显示信息的隔离和合成的机制。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员，在不脱离本发明的前提下，还可以对本发明做出的若干改进和补充，这些改进和补充，也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种安全人机交互接口的系统，其特征在于，包括：
应用处理器模块，生成显示信息，与安全处理器模块进行信息交互，并将信息发送至应用显示通道模块，并接收来自触摸显示模块的触摸坐标信息，同时存储信息至显示内存模块；
安全处理器模块，生成安全键盘显示信息，与应用处理器模块进行信息交互，解析用户触摸动作和安全界面的映射关系，获得用户输入的敏感数据，并根据需要调用显示内存模块存储安全图形界面信息；
应用显示通道模块，接收来自应用处理器模块的应用图形界面信息，并将信息发送至显示叠加模块；
安全显示通道模块，接收来自安全处理器模块的安全图形界面信息，并将信息发送至显示叠加模块；
显示内存模块，用于存储安全图形界面信息和应用图形界面信息；
显示叠加模块，进行由安全处理器模块生成的安全键盘显示信息与由应用处理器模块生成的显示信息的合成，将应用图形界面信息和安全图形界面信息进行叠加处理并发送至显示驱动模块；
显示驱动模块，接收来自显示叠加模块的信息，将该信息进行显示驱动处理后发送至触摸显示模块；
触摸显示模块，将显示驱动模块处理完毕的信息显示在显示屏上，同时将触摸坐标信息发送至应用处理器。
2.根据权利要求1所述的一种安全人机交互接口的系统，其特征在于，所述应用处理器模块不能获得安全图形界面信息，即由安全处理器模块生成的安全键盘显示信息与应用处理器模块生成的显示信息保持隔离关系。
3.根据权利要求1所述的一种安全人机交互接口的系统，其特征在于，所述用于存储安全图形界面信息的显示内存模块为安全处理器模块独享或和应用处理器模块物理共享。
4.根据权利要求3所述的一种安全人机交互接口的系统，其特征在于，所述安全处理器模块与应用处理器模块物理共享显示内存模块时，通过加密及访问控制的方法来隔离应用处理器访问安全显示内存数据，使得应用处理器不能识别和修改安全显示内存数据；如果安全处理器模块独享显示内存模块，对其生成的显示数据进行加密后存入外部显示存储器。
5.根据权利要求1所述的一种安全人机交互接口的系统，其特征在于，
所述安全处理器模块用于处理：
a.来自于存储于或产生于安全处理器内部受保护的信息，包括密码、密钥和证书和/或
b.来自外部接口的受保护的信息，保护的方式包括加密和随机变化；安全处理器模块使上述受保护的信息仅在安全处理器内部可识别,而受保护信息通过任何安全处理器的外部接口向外部输出时受到保护,使之不可被系统中的其他模块识别和修改；
所述应用处理器模块则是可运行各种通用操作系统的通用嵌入式处理器。
6.一种安全人机交互接口的实现方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)安全处理器模块生成安全键盘显示信息；
(2)应用处理器模块生成显示信息；
(3)安全处理器模块生成的安全键盘显示信息与应用处理器模块生成的显示信息在显示屏上进行合成显示；同时，安全处理器模块生成的安全键盘显示信息与应用处理器模块生成的显示信息分别由安全处理器模块、应用处理器模块单独隔离运算；
(4)应用处理器模块获取用户在安全键盘上的触摸信息并提供给安全处理器模块；
(5)安全处理器模块解析用户的触摸动作和安全键盘的映射关系，将用户的触摸坐标信息进行转换，获得用户输入的受保护的敏感数据。
7.根据权利要求6所述的一种安全人机交互接口的实现方法，其特征在于，步骤(3)中的合成显示的具体步骤为：
1)应用处理器模块将应用图形界面信息发送至应用显示通道模块，同时，安全处理器将安全键盘显示信息发送至安全显示通道模块；
2)应用显示通道模块和安全显示通道模块分别将应用图形界面信息和安全键盘显示信息发送至显示叠加模块进行叠加处理并发送至显示驱动模块；
3)触摸显示模块将显示驱动模块处理完毕的信息显示在触摸屏上。
8.根据权利要求7所述的一种安全人机交互接口的实现方法，其特征在于，在用户进行触摸动作之前，安全处理器模块先将个人特征信息通过安全界面呈现给用户，使用户确定安全键盘显示信息是由安全处理器模块呈现的；用户确定界面是安全的之后，进行触摸动作，用户的触摸坐标信息被发送至应用处理器模块。
9.根据权利要求8所述的一种安全人机交互接口的实现方法，其特征在于，安全处理器可对触摸屏键盘图形中按键位置进行随机处理，使每次显示的按键和所在位置具有不可预知的对应关系，仅安全处理器可获知用户输入的键盘内容。
10.根据权利要求6所述的一种安全人机交互接口的实现方法，其特征在于，安全处理器所产生的显示信息如需通过外部接口存入外部存储器时需进行加密保护，在与应用处理器所产生的图形叠加之前进行解密，解密的或未加密的安全处理器产生的显示信息与应用处理器隔离，无任何访问通道可对其进行识别和修改。
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