CN105398225B - 墨盒芯片、墨盒、墨盒识别系统和墨盒识别方法 - Google Patents

Abstract

一种墨盒芯片、墨盒、墨盒识别系统和墨盒识别方法，属于喷墨打印技术领域。本发明墨盒芯片包括控制单元，分别与控制单元电连接的芯片存储单元、芯片运算单元、芯片判断单元、芯片通讯单元。芯片运算单元包括用于计算第二算法校验码的第一芯片运算单元和用于计算第三算法校验码的第二芯片运算单元。芯片判断单元，用于比较所述第一算法校验码和所述第二算法校验码，若匹配，第二芯片运算单元计算所述第三算法校验码，并将其与墨盒码表信息发送给打印机；若不匹配，芯片存储单元内的报错信息发送至打印机。本发明可使打印机与墨盒实现交互识别，高效准确且可靠性高，减少非法墨盒使用，规范墨盒回收机制。

Description

墨盒芯片、墨盒、墨盒识别系统和墨盒识别方法

技术领域

本发明涉及喷墨打印领域，具体涉及一种墨盒芯片、墨盒、墨盒识别系统和墨盒识别方法。

背景技术

随着办公自动化的普及，打印设备已经是办公活动中不可或缺的设备，常见的打印设备包括激光打印和喷墨打印。在喷墨打印中，包含墨盒打印机和安装在打印机中的墨盒。目前市场上墨盒耗材数量庞大、型号众多，且墨盒回收机制不合理，造成非法墨盒充斥市场。非法墨盒一方面给市场造成混乱，另一方面一旦存在问题就会出现墨盒厂家互相推诿的情况。为此，打印机需要对打印耗材，即墨盒进行识别，以此来判断是正规墨盒还是非法墨盒。

发明内容

本发明的目的是提供一种利用序列号数据，进行墨盒和打印机双向识别的系统和方法，以及可被用于进行墨盒和打印机双向识别的墨盒芯片和墨盒。

本发明的技术方案是提供一种墨盒识别系统，包括打印机、墨盒、安装在墨盒上的墨盒芯片，所述墨盒利用所述墨盒芯片与所述打印机相互通信；

所述打印机包括：

主控单元；

主存储单元，用于存储密钥数据查询表、正规墨盒信息、非法墨盒信息、第三算法校验码；

主运算单元，包括第一主运算单元和第二主运算单元；

所述第一主运算单元，经所述主控单元读取来自所述墨盒芯片内的序列号数据、和所述主存储单元内的所述密钥数据查询表，计算出第一算法校验码；

所述第二主运算单元，根据从所述墨盒芯片发送来的墨盒码表信息和墨盒芯片内的第二芯片运算单元计算出来的数据，计算出第四算法校验码；

主校验单元，包括报错检验单元和算法校验码检验单元；

所述报错检验单元，用于检测打印机是否接收到来自墨盒芯片的报错信息；

所述算法校验码检验单元，用于比较所述第四算法校验码和来自墨盒芯片的第三算法校验码，若匹配，则发送匹配信号至所述主控单元，所述主控单元获取所述主存储单元内的正规墨盒信息，则正规墨盒芯片被识别，装有墨盒芯片的墨盒能在打印机上正常使用；若不匹配，则发送不匹配信号至所述主控单元，所述主控单元获取所述主存储单元内的非法墨盒信息，则非法墨盒芯片被识别，装有墨盒芯片的墨盒能在打印机上无法使用；

主通讯单元；

所述主存储单元、所述主运算单元、所述主校验单元、所述主通讯单元分别与所述主控单元连接；

所述墨盒芯片包括：

控制单元；

芯片存储单元，用于存储序列号数据、墨盒码表信息、芯片原始密钥、所述第一算法校验码、报错信息；

芯片运算单元，包括第一芯片运算单元和第二芯片运算单元；

所述第一芯片运算单元，根据存储在所述芯片存储单元内的序列号数据和芯片原始密钥计算出第二算法校验码；

所述第二芯片运算单元，根据存储在所述芯片存储单元内的墨盒码表信息、和从所述第一芯片运算单元计算出来的数据计算出第三算法校验码；

芯片判断单元，用于比较所述第一算法校验码和所述第二算法校验码，若匹配，则发送匹配信号至所述控制单元，所述控制单元发送指令给所述第二芯片运算单元计算所述第三算法校验码，所述控制单元将计算所得的第三算法校验码和所述芯片存储单元内的墨盒码表信息发送给所述打印机的主控单元；若不匹配，则发送不匹配信号至所述控制单元，所述控制单元将所述芯片存储单元内的报错信息发送至所述打印机的主控单元；

芯片通讯单元，与所述主通讯单元通信连接；

所述芯片存储单元、所述芯片运算单元、所述芯片判断单元、所述芯片通讯单元分别与所述控制单元连接；

其中，所述序列号数据包括序列号、随机数、芯片计数；所述墨盒码表信息包括生产日期、墨盒码表SN、墨盒墨量、生产厂家。

该墨盒识别系统，在打印机内设置主校验单元，并在墨盒芯片内设置芯片判断单元，这样双向识别检验墨盒为正规墨盒或非法墨盒，识别更精准、高效，并避免只进行单向芯片识别时，非法厂商在墨盒芯片内取消或跳过识别而未能打假的情况发生。并且该墨盒识别系统是基于每个墨盒唯一确定的序列号实现，可快速有效从混入非法墨盒的墨盒中找到合法墨盒。

作为本发明优选，所述第一主运算单元包括：

主原始密钥计算单元，包括：

主初始密钥查找单元，根据来自墨盒芯片的序列号和所述密钥数据查询表查找主初始密钥；

主最终原始密钥单元，根据来自墨盒芯片的序列号和从所述主初始密钥查找单元得到的主初始密钥，加密计算出主原始密钥；

主临时轮密钥计算单元，根据所述主原始密钥、序列号、随机数、芯片计数，加密计算出主临时轮密钥；以及

第一算法校验码计算单元，根据打印机发送至墨盒芯片的读墨盒码表信息、所述主临时轮密钥，加密计算出第一算法校验码；其中所述读墨盒码表信息包括待读取码表数据地址、待读取码表数据长度。

作为本发明优选，所述第二主运算单元包括根据所述主临时轮密钥、由所述墨盒芯片发送给打印机的墨盒码表信息、所述第一算法校验码，加密计算出第四算法校验码的第四算法校验码计算单元。

作为本发明优选，所述第一芯片运算单元包括：

芯片临时轮密钥计算单元，根据所述芯片原始密钥、序列号、随机数、芯片计数，密计算出芯片临时轮密钥；以及

第二算法校验码计算单元，根据读墨盒码表信息、所述芯片临时轮密钥，加密计算出第二算法校验码，其中所述读墨盒码表信息包括待读取码表数据地址、待读取码表数据长度。

作为本发明优选，所述第二芯片运算单元包括根据所述芯片临时轮密钥、存储在所述芯片存储单元内的墨盒码表信息、所述第二算法校验码，加密计算出第三算法校验码的第三算法校验码计算单元。

作为本发明优选，所述墨盒芯片与所述打印机之间的通讯接口为I2C接口。

本发明的另一技术方案是提供一种墨盒芯片，包括

控制单元；

芯片存储单元，包括存储有序列号数据、墨盒码表信息、芯片原始密钥、报错信息的第一芯片存储单元,存储有从打印机传送至芯片的第一算法校验码的第二芯片存储单元；

芯片运算单元，包括用于计算第二算法校验码的第一芯片运算单元和用于计算第三算法校验码的第二芯片运算单元；

芯片判断单元，用于比较所述第一算法校验码和所述第二算法校验码，若匹配，则发送匹配信号至所述控制单元，所述控制单元发送指令给所述第二芯片运算单元计算所述第三算法校验码，所述控制单元将计算所得的第三算法校验码和所述芯片存储单元内的墨盒码表信息发送给打印机；若不匹配，则发送不匹配信号至所述控制单元，所述控制单元将所述芯片存储单元内的报错信息发送至打印机；

芯片通讯单元，用于与打印机通信；

所述芯片存储单元、所述芯片运算单元、所述芯片判断单元、所述芯片通讯单元分别与所述控制单元电连接；

其中，所述序列号数据包括序列号、随机数、芯片计数；所述墨盒码表信息包括生产日期、墨盒码表SN、墨盒墨量、生产厂家。

该墨盒芯片的设计目的是为了使墨盒与打印机进行交互识别。根据墨盒芯片内唯一对应的序列号及其他序列号数据在第一芯片运算单元中计算出第二算法校验码，之后在所述芯片判断单元内将芯片自身得到的第二算法校验码与来自打印机的第一算法校验码相比较，来判断打印机与墨盒芯片是否匹配，这是芯片对打印机的识别；另外墨盒芯片在基于芯片对打印机识别配对后，根据前次识别计算的第二算法校验码等信息计算出第三算法校验码，用于发送至打印机，使得打印机对芯片进行识别。这样两者间的交互识别，加强了正规墨盒识别的精准性，避免非正规墨盒的非法滥用。

作为本发明优选，所述第一芯片运算单元包括芯片临时轮密钥计算单元和第二算法校验码计算单元。

作为本发明优选，所述芯片临时轮密钥计算单元为根据所述芯片原始密钥、序列号、随机数、芯片计数经加密算法计算出芯片临时轮密钥的计算单元。

作为本发明优选，所述芯片临时轮密钥计算单元中加密算法的加密次数为1次或多次。

作为本发明优选，所述第二算法校验码计算单元为由打印机发送来的读墨盒码表信息、所述芯片临时轮密钥经加密算法计算出第二算法校验码的计算单元；其中，所述读墨盒码表信息包括待读取码表数据地址、待读取码表数据长度。

作为本发明优选，所述第二算法校验码计算单元中加密算法的加密次数为1次或多次。

作为本发明优选，所述第二芯片运算单元包括根据所述芯片临时轮密钥、存储在所述芯片存储单元内的墨盒码表信息、所述第二算法校验码经加密算法计算出第三算法校验码的第三算法校验码计算单元。

作为本发明的优选，所述第三算法校验码计算单元中加密算法的加密次数为1次或多次。

本发明的另一技术方案是提供一种安装有上述墨盒芯片的墨盒。

该墨盒利用上述墨盒芯片，加强了墨盒与打印机之间的交互识别。

本发明的另一技术方案是提供一种墨盒识别方法，应用于打印机和装有墨盒芯片的墨盒之间的识别系统，所述墨盒利用所述墨盒芯片与所述打印机相互通信；包括

步骤1：打印机向墨盒芯片发送读序列号命令；

步骤2：墨盒芯片收到所述读序列号命令，则发送存储在墨盒芯片的序列号数据至打印机；其中，所述序列号数据包括序列号、随机数、芯片计数；

步骤3：打印机根据序列号数据进行打印机加密运算；

步骤4：打印机发送读墨盒码表信息命令和打印机加密运算产生的第一加密信息至墨盒芯片；

步骤5：墨盒芯片针对打印机发送来的第一加密信息进行墨盒芯片加密信息判断；若第一加密信息为墨盒芯片认可配对的信息，则墨盒芯片进行步骤6；若第一加密信息不被墨盒芯片认可，则墨盒芯片向打印机发送报错信息，进行步骤7；

步骤6：墨盒芯片基于第一加密信息进行墨盒芯片加密运算；

步骤7：墨盒芯片发送由墨盒芯片加密运算产生的第二加密信息和存储在墨盒芯片内的墨盒码表信息，或者报错信息至打印机；其中，所述墨盒码表信息包括生产日期、墨盒码表SN、墨盒墨量、生产厂家；

步骤8：打印机根据墨盒芯片发送来的信息进行数据解析过程；若为报错信息，墨盒为非法墨盒，打印机不允许墨盒工作，识别结束；若为第二加密信息和墨盒码表信息，则进行打印机加密信息判断，进行步骤9；

步骤9：打印机针对墨盒芯片发送来的第二加密信息进行打印机加密信息判断；若第二加密信息为打印机认可配对的信息，则打印机判断墨盒为正规墨盒，允许墨盒在该打印机上工作；若第二加密信息不被打印机认可,则打印机判断墨盒为非法墨盒，不允许墨盒在该打印机上工作。

该墨盒识别方法，应用墨盒和打印机交互识别中，打印机发送第一加密信息至墨盒芯片，墨盒芯片对打印机进行首先识别，若首次识别失败，则墨盒芯片直接将报错信息发送给打印机，墨盒不在打印机上工作；若当首次识别成功后，墨盒芯片发送第二加密信息至打印机，打印机对墨盒进行再次识别，若再次识别成功，则认为墨盒为正规墨盒，否则为非法墨盒。打印机和墨盒进行的交互识别相较于单次识别，其识别精准度更高，有效减少非法墨盒的使用。

作为本发明的优选，步骤3中的所述打印机加密运算包括：

步骤 3.1：打印机原始密钥产生步骤：根据来自墨盒芯片的序列号和存储在打印机内的密钥数据查询表，加密计算产生主原始密钥；

步骤3.2：主临时轮密钥产生步骤：基于所述主原始密钥，和来自墨盒芯片的序列号、随机数和芯片计数，加密计算产生主临时轮密钥；

步骤3.3：第一算法校验码产生步骤：基于打印机发送至墨盒芯片的读墨盒码表信息、所述主临时轮密钥经加密计算产生第一算法校验码；其中所述读墨盒码表信息包括待读取码表数据地址、待读取码表数据长度；

所述第一加密信息包括第一算法校验码。

作为本发明的优选，步骤3.1进一步包括：

步骤3.1.1：主初始密钥查找步骤:根据来自墨盒芯片的序列号和所述密钥数据查询表查找主初始密钥；

步骤3.1.2：主原始密钥运算步骤：根据来自墨盒芯片的序列号和所述主初始密钥经加密计算出主原始密钥。

作为本发明的优选，加密得到所述主原始密钥的加密次数为多次。

作为本发明的优选，所述加密次数等于所述序列号第3字节与所述密钥数据查询表中主初始密钥所在记录的第21字节的差值。

作为本发明的优选，加密得到所述主临时轮密钥的加密次数为1次或多次。

作为本发明的优选，加密得到所述第一算法校验码的加密次数为1次或多次。

作为本发明的优选，步骤5中墨盒芯片对所述第一加密信息的判断过程是：

步骤5.1：芯片临时轮密钥运算步骤:基于存储在内的芯片原始密钥、序列号、随机数、芯片计数，加密计算产生芯片临时轮密钥；

步骤5.2：第二算法校验码运算步骤：根据读墨盒码表信息、所述芯片临时轮密钥，加密计算产生第二算法校验码；

步骤5.3:墨盒芯片信息配对判断步骤：比较所述第一算法校验码和所述第二算法校验码是否相同，相同即为配对成功，墨盒芯片认可打印机，否则配对不成功，墨盒芯片不认可打印机。

作为本发明的优选，加密得到所述芯片临时轮密钥的加密次数为1次或多次。

作为本发明的优选，加密得到所述第二算法校验码的加密次数为1次或多次。

作为本发明的优选，步骤6中的所述墨盒芯片加密运算：根据所述芯片临时轮密钥、存储在墨盒芯片内的墨盒码表信息、所述第二算法校验码，加密计算出第三算法校验码；所述第二加密信息包括第三算法校验码。

作为本发明的优选，加密得到所述第三算法校验码的加密次数为1次或多次。

作为本发明的优选，步骤9中打印机对所述第二加密信息的判断过程：

步骤9.1：第四算法校验码产生步骤：根据所述主临时轮密钥、由所述墨盒芯片发送给打印机的墨盒码表信息、所述第三算法校验码，加密计算出第四算法校验码；

步骤9.2：打印机信息配对判断步骤：比较所述第三算法校验码和所述第四算法校验码是否相同，相同即为配对成功，打印机判断墨盒为正规墨盒，允许墨盒在该打印机上工作；否则配对不成功，打印机判断墨盒为非法墨盒，不允许墨盒在该打印机上工作。

作为本发明的优选，加密得到所述第四算法校验码的加密次数为1次或多次。

作为本发明的优选，所述加密运算采用AES加密算法。

本发明具有以下有益效果：

本发明墨盒芯片、墨盒、墨盒识别系统和墨盒识别方法，可使打印机与墨盒实现交互识别，高效准确且可靠性高，减少非法墨盒使用，规范墨盒回收机制。

附图说明

图1为本发明一种墨盒识别系统的结构框图；

图2为本发明一种墨盒芯片的结构框图；

图3为本发明一种墨盒识别方法的流程图；

图4为图3中步骤3的流程图；

图5为图4中步骤3.1的流程图；

图6为图3中步骤5的流程图；

图7为图3中步骤9的流程图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

实施例一

如图1，本发明一种墨盒识别系统包括打印机、墨盒、安装在墨盒上的墨盒芯片。所述打印机包括主控单元、主存储单元、主运算单元、主校验单元、主通讯单元。所述主存储单元、所述主运算单元、所述主校验单元、所述主通讯单元分别与所述主控单元连接。所述墨盒芯片包括控制单元、芯片存储单元、芯片运算单元、芯片判断单元、芯片通讯单元。所述芯片存储单元、所述芯片运算单元、所述芯片判断单元、所述芯片通讯单元分别与所述控制单元连接。所述打印机对墨盒是否为正规墨盒的识别，是通过打印机和墨盒芯片直接的相互识别实现，打印机通过其主通讯单元与墨盒芯片的芯片通讯单元相互通信。

打印机上电后，打印机的主控单元首先向墨盒芯片发送读序列号命令；墨盒芯片接收到读序列号命令后，向打印机发送该墨盒对应的序列号数据。其中，所述序列号数据包括8字节序列号、4字节随机数和3字节芯片计数，所述序列号为区分每个墨盒的识别号，所述随机数是打印机向墨盒芯片发送读序列号命令（包含随机数）后墨盒芯片反馈给打印机的，所述芯片计数用于计算芯片识别次数。

打印机收到序列号数据后，主控单元驱动所述主运算单元先计算主原始密钥、主临时轮密钥和第一算法校验码。所述主运算单元包括第一主运算单元和第二主运算单元。所述第一主运算单元包括主原始密钥计算单元，其进一步包括主初始密钥查找单元、主最终原始密钥单元。所述第一主运算单元还包括主临时轮密钥计算单元、第一算法校验码计算单元。所述打印机的主存储单元内存储有密钥数据查询表，表格中每一条记录共有22字节，其中含有2字节区域代码，与序列号前2字节相同。首先在主原始密钥计算单元内的主初始密钥查找单元先查找主初始密钥，根据序列号的前2字节逐一匹配每条表格记录，找到匹配的记录后，程序会读取该记录中的前16字节作为主初始密钥。例如，序列号为“44 02 FB8A 7B BD 36 05”,前2字节为“44 02”时，在表格中查找到带有相同区域代码的记录“BD A4BB 3F 50 62 1C 5C AC BA B1 AC 9D 7F 82 A0 BC 5B 44 02 EB FF”，其中“44 02”为区域代码，“BD A4 BB 3F 50 62 1C 5C AC BA B1 AC 9D 7F 82 A0”记录的前16字节为主初始密钥。其次，经主最终原始密钥单元计算出主原始密钥,以序列号为明文，当序列号不足16字节补0，以主初始密钥数据为密钥，进行AES加密，得倒主原始密钥为“39 55 45 75 3F81 5D 73 B4 B7 1B D1 E8 12 1A AO”。接着，所述主临时轮密钥计算单元基于所述主原始密钥计算单元计算出的主原始密钥为密钥，序列号、随机数和芯片计数为明文，进行AES加密。最后第一算法校验码计算单元，将上述主临时轮密钥计算单元计算出的主临时轮密钥作为密钥，将打印机发送至墨盒芯片的读墨盒码表信息，所述读墨盒码表信息包括待读取码表数据地址、待读取码表数据长度作为明文，进行AES加密，加密得到的密文前8字节即为第一算法校验码。所述主控单元将第一主运算单元计算所得的第一算法校验码通过读墨盒码表信息命令发送给墨盒芯片。

所述墨盒芯片收到第一算法校验码后，首先将算法校验码存储于芯片存储单元中RAM的临时缓存。接着，墨盒芯片根据芯片存储单元内部存储的序列号、芯片原始密钥、随机数、芯片计数在芯片运算单元中计算出芯片临时轮密钥和第二算法校验码。所述芯片运算单元包括第一芯片运算单元和第二芯片运算单元。其中，存储在存储单元内部的芯片原始密钥与打印机的主原始密钥是一致的。所述第一芯片运算单元先经芯片临时轮密钥计算单元，将序列号、随机数、芯片计数为明文，以所述芯片原始密钥为密钥，进行AES加密得到芯片临时轮密钥；再经第二算法校验码计算单元，以芯片临时轮密钥为密钥，以读取墨盒码表信息命令中参数为明文，不足16字节补0，进行AES加密得到第二算法校验码。在墨盒芯片收到读墨盒码表信息命令后，控制单元启动芯片判断单元进行墨盒芯片对打印机的识别，也就是通过比较第一算法校验码和第二算法校验码是否相等，若不相等，墨盒芯片经芯片通讯单元将存储在芯片存储单元内的报错信息发送至打印机；若相等，墨盒芯片由控制单元控制第二芯片运算单元计算新的第三算法校验码。所述第二芯片运算单元内的第三算法校验码计算单元以第二算法校验码计算单元计算出的芯片临时轮密钥为密钥，以存储在芯片存储单元内的墨盒码表信息和第二算法校验码为明文，进行AES加密得到第三算法校验码。其中墨盒码表信息包括墨盒的生产日期、生产厂家和墨盒墨量。所述墨盒码表信息、芯片原始密钥和序列号存储在墨盒芯片的存储单元内的EEPROM区域。此时，墨盒芯片将第三校验码和墨盒码表信息经芯片通讯单元发送至打印机。

打印机收到墨盒芯片发送的数据后，主控单元控制主校验单元进行检验。所述主校验单元包括报错检验单元和算法校验码检验单元。首先经所述报错检验单元，检验打印机收到的信息是否为报错信息，如果是报错信息，墨盒为非法墨盒，不能使用；如果不是报错信息，而是第三算法校验码和墨盒码表信息，则打印机内的第二主运算单元进行运算，以第一主运算单元内计算出的主临时轮密钥为密钥，以墨盒码表信息和第一算法校验码为明文，进行AES加密，得到第四算法校验码。所述主校验单元中的算法校验码校验单元，对第三算法校验码和第四算法校验码进行判断，若相同则检验成功，墨盒为正规墨盒，否则为非法墨盒，无法使用。

所述墨盒识别系统中墨盒和打印机的通讯接口采用I2C接口。

实施例二

如图2，本发明一种墨盒芯片在其电路板上包括控制单元、芯片存储单元、芯片运算单元、芯片判断单元、芯片通讯单元。所述芯片存储单元、所述芯片运算单元、所述芯片判断单元、所述芯片通讯单元分别与所述控制单元电连接；所述墨盒芯片通过所述芯片通讯单元实现与打印机的通信。

所述芯片存储单元内存储有序列号数据、墨盒码表信息、芯片原始密钥、报错信息的第一芯片存储单元,存储有从打印机传送至芯片的第一算法校验码的第二芯片存储单元。

所述芯片运算单元，包括用于计算第二算法校验码的第一芯片运算单元和用于计算第三算法校验码的第二芯片运算单元。所述第一芯片运算单元包括芯片临时轮密钥计算单元和第二算法校验码计算单元。所述芯片临时轮密钥计算单元中，可根据所述芯片原始密钥、序列号、随机数、芯片计数经加密算法计算出芯片临时轮密钥。所述第二算法校验码计算单元中，可根据打印机发送来的读墨盒码表信息、所述芯片临时轮密钥经加密算法计算出第二算法校验码。所述第二芯片运算单元，可根据所述芯片临时轮密钥、存储在所述芯片存储单元内的墨盒码表信息、所述第二算法校验码经加密算法计算出第三算法校验码。其中，所述读墨盒码表信息包括待读取码表数据地址、待读取码表数据长度。所述序列号为区分每个墨盒的识别号，所述随机数是打印机向墨盒芯片发送读序列号命令（包含随机数）后墨盒芯片反馈给打印机的，所述芯片计数用于计算芯片识别次数。所述墨盒码表信息包括生产日期、墨盒墨量、生产厂家。所述序列号、芯片原始密钥、码表信息均存储在墨盒芯片中EEPROM。

所述芯片判断单元，用于比较所述第一算法校验码和所述第二算法校验码，若匹配，则发送匹配信号至所述控制单元，所述控制单元发送指令给所述第二芯片运算单元计算所述第三算法校验码，所述控制单元将计算所得的第三算法校验码和所述芯片存储单元内的墨盒码表信息发送给打印机；若不匹配，则发送不匹配信号至所述控制单元，所述控制单元将所述芯片存储单元内的报错信息发送至打印机。

实施例三

本发明一种墨盒，安装有上述墨盒芯片。

实施例四

本发明一种打印机，安装有上述墨盒的打印机。所述打印机的电路板上包括

主控单元、主存储单元、主运算单元、主校验单元、主通讯单元。所述主存储单元、所述主运算单元、所述主校验单元、所述主通讯单元分别与所述主控单元电连接。所述打印机通过主通讯单元与墨盒实现通讯。

所述主存储单元，存储有密钥数据查询表、正规墨盒信息、非法墨盒信息的第一主存储单元，存储有由墨盒芯片发送至打印机的第三校验码的第二主存储单元。

所述主运算单元，包括计算出第一算法校验码的第一主运算单元和计算出第四算法校验码的第二主运算单元。所述第一主运算单元，包括主原始密钥计算单元，其进一步包括：主初始密钥查找单元，根据来自墨盒芯片的序列号和所述密钥数据查询表查找主初始密钥；主最终原始密钥单元，根据来自墨盒芯片的序列号和从所述主初始密钥查找单元得到的主初始密钥，加密计算出主原始密钥。所述第一主运算单元还包括主临时轮密钥计算单元，根据所述主最终原始密钥、序列号、随机数、芯片计数，加密计算出主临时轮密钥；第一算法校验码计算单元，根据打印机发送至墨盒芯片的读墨盒码表信息、所述主临时轮密钥，加密计算出第一算法校验码。所述第二主运算单元包括根据所述主临时轮密钥、由所述墨盒芯片发送给打印机的墨盒码表信息、所述第一算法校验码，加密计算出第四算法校验码的第四算法校验码计算单元。其中，所述读墨盒码表信息包括待读取码表数据地址、待读取码表数据长度。所述序列号为区分每个墨盒的识别号，所述随机数是打印机向墨盒芯片发送读序列号命令（包含随机数）后墨盒芯片反馈给打印机的，所述芯片计数用于计算芯片识别次数。所述墨盒码表信息包括生产日期、墨盒墨量、生产厂家。

所述主校验单元，包括报错检验单元和算法校验码检验单元。所述报错检验单元，用于检测打印机是否接收到来自墨盒芯片的报错信息。所述算法校验码检验单元，用于比较所述第四算法校验码和来自墨盒芯片的第三算法校验码，若匹配，则发送匹配信号至所述主控单元，所述主控单元获取所述主存储单元内的正规墨盒信息，则正规墨盒芯片被识别，装有墨盒芯片的墨盒能在打印机上正常使用；若不匹配，则发送不匹配信号至所述主控单元，所述主控单元获取所述主存储单元内的非法墨盒信息，则非法墨盒芯片被识别，装有墨盒芯片的墨盒能在打印机上无法使用。

实施例五

如图3-7，本发明一种墨盒识别方法包括:

步骤1：打印机向墨盒芯片发送读序列号命令。所述读序列号命令包括墨盒芯片器件地址、命令字、随机数长度和随机数数据，其中随机数一般为4字节数据。

步骤2：墨盒芯片收到所述读序列号命令，则发送存储在墨盒芯片的序列号数据至打印机。其中，所述序列号数据包括8字节序列号、4字节随机数、3字节芯片计数。每个墨盒芯片都有一个唯一的序列号，所述序列号和芯片计数均存储在墨盒芯片的EEPROM区域。此处随机数是打印机向墨盒芯片发送读序列号命令（包含随机数）后墨盒芯片反馈给打印机的，所述芯片计数用于计算芯片识别次数。

步骤3：打印机根据序列号数据进行打印机加密运算。

步骤 3.1：打印机原始密钥产生步骤：每个墨盒芯片都有一个唯一的序列号，且对应一个唯一的主原始密钥。所述打印机内存储有密钥数据查询表，表格中每一条记录共有22字节，其中含有2字节区域代码，与序列号前2字节相同。当查找主初始密钥数据时，程序首先会用区别代码逐一匹配每条表格记录，找到匹配的记录后，程序会读取该记录中的前16字节作为主初始密钥。例如，序列号为“44 02 FB 8A 7B BD 36 05”,前2字节为“44 02”时，在表格中查找到带有相同区域代码的记录“BD A4 BB 3F 50 62 1C 5C AC BA B1 AC9D 7F 82 A0 BC 5B 44 02 EB FF”，其中“44 02”为区域代码，“BD A4 BB 3F 50 62 1C 5CAC BA B1 AC 9D 7F 82 A0”记录的前16字节为主初始密钥。找到主初始密钥后，程序以序列号为明文，当序列号不足16字节补0，以主初始密钥数据为密钥，进行AES加密，得倒主原始密钥为“39 55 45 75 3F 81 5D 73 B4 B7 1B D1 E8 12 1A AO”。其中，在从主初始密钥生成主原始密钥过程中可进行一次加密，为了提高可靠性，可进行多次加密。也就是，第一次主初始密钥经加密算法得到主原始密钥后，将第一次得到的密钥为密钥，继续以序列号为明文，进行第二次加密，加密次数也就是重新开始AES加密的循环次数，一般取决于序列号第3字节与密钥相关数据表格汇总主初始密钥所在记录中第21字节的差值，最后一次循环中AES加密得到的密文作为主原始密钥。

步骤3.2：主临时轮密钥产生步骤：生成主原始密钥后，程序以主原始密钥为密钥，以序列号、随机数和芯片计数为明文，进行AES加密。加密得到的密文为临时轮密钥。具体如下：原文为“Ox3”+8字节的序列号+4字节的随机数+3字节的芯片计数；密钥为主原始密钥；临时轮密钥为AES加密后得到的密文。其中，临时轮密钥加密计算的加密次数可以为一次或多次。

步骤3.3：第一算法校验码产生步骤：打印机发送至墨盒芯片“读墨盒码表信息”，该读墨盒码表信息包括待读取码表数据地址、待读取码表数据长度。打印机的主机将读墨盒码表信息中的参数作为明文，以主临时轮密钥作为密钥，进行AES加密。具体如下：原文为“Oxc1”+“Oxc”+3字节待读取码表数据地址+1字节待读取码表数据长度，密钥为主临时轮密钥，第一算法校验码为AES加密后得到的密文前8字节。其中，第一算法校验码加密计算的加密次数可以为1次或多次。

步骤4：打印机发送读墨盒码表信息命令和打印机加密运算产生的第一加密信息至墨盒芯片。所述第一加密信息主要是第一算法校验码。将所述第一算法校验码存储在墨盒芯片的RAM临时缓存内。所述读墨盒码表信息命令包括待读取码表数据地址、待读取码表数据长度。

步骤5：墨盒芯片针对打印机发送来的第一加密信息进行墨盒芯片加密信息判断：若第一加密信息为墨盒芯片认可配对的信息，则墨盒芯片进行步骤6；若第一加密信息不被墨盒芯片认可，则墨盒芯片向打印机发送报错信息，进行步骤7。具体墨盒芯片对所述第一加密信息的判断过程是：

步骤5.1：芯片临时轮密钥运算步骤:程序以芯片原始密钥为密钥，以序列号、随机数和芯片计数为明文，进行AES加密。加密得到的密文为芯片临时轮密钥。具体如下：原文为“Ox3”+8字节的序列号+4字节的随机数+3字节的芯片计数；密钥为芯片原始密钥；临时轮密钥为AES加密后得到的密文。其中，芯片临时轮密钥加密计算的加密次数可以为一次或多次。

步骤5.2：第二算法校验码运算步骤：

打印机发送至墨盒芯片“读墨盒码表信息”，该读墨盒码表信息包括待读取码表数据地址、待读取码表数据长度。墨盒芯片将读墨盒码表信息中的参数作为明文，以主临时轮密钥作为密钥，进行AES加密。具体如下：原文为“Oxc1”+“Oxc”+3字节待读取码表数据地址+1字节待读取码表数据长度，密钥为芯片临时轮密钥，第二算法校验码为AES加密后得到的密文前8字节。其中，第二算法校验码加密计算的加密次数可以为1次或多次。

步骤5.3:墨盒芯片信息配对判断步骤：比较所述第一算法校验码和所述第二算法校验码是否相同，相同即为配对成功，墨盒芯片认可打印机，进入步骤6；否则配对不成功，墨盒芯片不认可打印机，则墨盒芯片向打印机发送报错信息，进行步骤7。

步骤6：墨盒芯片基于第一加密信息进行墨盒芯片加密运算。程序以芯片临时轮密钥为密钥，以墨盒码表信息和第二算法校验码为明文，进行AES加密，加密得到的密文前8字节即为墨盒发送给打印机的第三算法校验码。所述墨盒码表信息包括生产日期，生产厂家，墨盒墨量。所述墨盒码表信息存储在墨盒芯片的EEPROM中。其中，第三算法校验码加密计算的加密次数可以为1次或多次。

步骤7：墨盒芯片发送由墨盒芯片加密运算产生的第二加密信息和存储在墨盒芯片内的墨盒码表信息，或者报错信息至打印机。所述第二加密信息包括第三算法校验码。

步骤8：打印机根据墨盒芯片发送来的信息进行数据解析过程：若为报错信息，墨盒为非法墨盒，打印机不允许墨盒工作，识别结束；若为第二加密信息和墨盒码表信息，则进行打印机加密信息判断，进行步骤9。例如，墨盒状态不等于OxOO，说明墨盒收到主机读墨盒码表信息命令后的命令处理中有错误，主机就会直接报错。

步骤9：打印机针对墨盒芯片发送来的第二加密信息进行打印机加密信息判断；若第二加密信息为打印机认可配对的信息，则打印机判断墨盒为正规墨盒，允许墨盒在该打印机上工作；若第二加密信息不被打印机认可,则打印机判断墨盒为非法墨盒，不允许墨盒在该打印机上工作。具体打印机对所述第二加密信息的判断过程：

步骤9.1：第四算法校验码产生步骤：以所述主临时轮密钥为密钥，以所述墨盒芯片发送给打印机的墨盒码表信息、所述第一算法校验码为明文，AES加密计算出密文的前8字节为第四算法校验码。其中，第四算法校验码加密计算的加密次数可以为1次或多次。

步骤9.2：打印机信息配对判断步骤：比较所述第三算法校验码和所述第四算法校验码是否相同，相同即为配对成功，打印机判断墨盒为正规墨盒，允许墨盒在该打印机上工作；否则配对不成功，打印机判断墨盒为非法墨盒，不允许墨盒在该打印机上工作。

上面所述的实施例仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的构思和范围进行限定。在不脱离本发明设计构思的前提下，本领域普通人员对本发明的技术方案做出的各种变型和改进，均应落入到本发明的保护范围，本发明请求保护的技术内容，已经全部记载在权利要求书中。

Claims (30)

1.一种墨盒识别系统，包括打印机、墨盒、安装在墨盒上的墨盒芯片，所述墨盒利用所述墨盒芯片与所述打印机相互通信，其特征在于，

所述打印机包括：

主控单元；

主存储单元，用于存储密钥数据查询表、正规墨盒信息、非法墨盒信息、第三算法校验码；

主运算单元，包括第一主运算单元和第二主运算单元；

所述第一主运算单元，经所述主控单元读取来自所述墨盒芯片内的序列号数据、和所述主存储单元内的所述密钥数据查询表，计算出第一算法校验码；

所述第二主运算单元，根据从所述墨盒芯片发送来的墨盒码表信息和墨盒芯片内的第二芯片运算单元计算出来的数据，计算出第四算法校验码；

主校验单元，包括报错检验单元和算法校验码检验单元；

所述报错检验单元，用于检测打印机是否接收到来自墨盒芯片的报错信息；

所述算法校验码检验单元，用于比较所述第四算法校验码和来自墨盒芯片的第三算法校验码，若匹配，则发送匹配信号至所述主控单元，所述主控单元获取所述主存储单元内的正规墨盒信息，则正规墨盒芯片被识别，装有墨盒芯片的墨盒能在打印机上正常使用；若不匹配，则发送不匹配信号至所述主控单元，所述主控单元获取所述主存储单元内的非法墨盒信息，则非法墨盒芯片被识别，装有墨盒芯片的墨盒能在打印机上无法使用；

主通讯单元；

所述主存储单元、所述主运算单元、所述主校验单元、所述主通讯单元分别与所述主控单元连接；

所述墨盒芯片包括：

控制单元；

芯片存储单元，用于存储序列号数据、墨盒码表信息、芯片原始密钥、所述第一算法校验码、报错信息；

芯片运算单元，包括第一芯片运算单元和第二芯片运算单元；

所述第一芯片运算单元，根据存储在所述芯片存储单元内的序列号数据和芯片原始密钥计算出第二算法校验码；

所述第二芯片运算单元，根据存储在所述芯片存储单元内的墨盒码表信息、和从所述第一芯片运算单元计算出来的数据计算出第三算法校验码；

芯片判断单元，用于比较所述第一算法校验码和所述第二算法校验码，若匹配，则发送匹配信号至所述控制单元，所述控制单元发送指令给所述第二芯片运算单元计算所述第三算法校验码，所述控制单元将计算所得的第三算法校验码和所述芯片存储单元内的墨盒码表信息发送给所述打印机的主控单元；若不匹配，则发送不匹配信号至所述控制单元，所述控制单元将所述芯片存储单元内的报错信息发送至所述打印机的主控单元；

芯片通讯单元，与所述主通讯单元通信连接；

所述芯片存储单元、所述芯片运算单元、所述芯片判断单元、所述芯片通讯单元分别与所述控制单元连接；

其中，所述序列号数据包括序列号、随机数、芯片计数；所述墨盒码表信息包括生产日期、墨盒码表SN、墨盒墨量、生产厂家。

2.根据权利要求1所述墨盒识别系统，其特征在于，所述第一主运算单元包括：

主原始密钥计算单元，包括：

主初始密钥查找单元，根据来自墨盒芯片的序列号和所述密钥数据查询表查找主初始密钥；

主最终原始密钥单元，根据来自墨盒芯片的序列号和从所述主初始密钥查找单元得到的主初始密钥，加密计算出主原始密钥；

主临时轮密钥计算单元，根据所述主原始密钥、序列号、随机数、芯片计数，加密计算出主临时轮密钥；以及

第一算法校验码计算单元，根据打印机发送至墨盒芯片的读墨盒码表信息、所述主临时轮密钥，加密计算出第一算法校验码；其中所述读墨盒码表信息包括待读取码表数据地址、待读取码表数据长度。

3.根据权利要求2所述墨盒识别系统，其特征在于，所述第二主运算单元包括根据所述主临时轮密钥、由所述墨盒芯片发送给打印机的墨盒码表信息、所述第一算法校验码，加密计算出第四算法校验码的第四算法校验码计算单元。

4.根据权利要求1所述墨盒识别系统，其特征在于，所述第一芯片运算单元包括：

芯片临时轮密钥计算单元，根据所述芯片原始密钥、序列号、随机数、芯片计数，加密计算出芯片临时轮密钥；以及

第二算法校验码计算单元，根据读墨盒码表信息、所述芯片临时轮密钥，加密计算出第二算法校验码，其中所述读墨盒码表信息包括待读取码表数据地址、待读取码表数据长度。

5.根据权利要求4所述墨盒识别系统，其特征在于，所述第二芯片运算单元包括根据所述芯片临时轮密钥、存储在所述芯片存储单元内的墨盒码表信息、所述第二算法校验码，加密计算出第三算法校验码的第三算法校验码计算单元。

6.根据权利要求1所述墨盒识别系统，其特征在于，所述墨盒芯片与所述打印机之间的通讯接口为I2C接口。

7.一种墨盒芯片，其特征在于，包括

控制单元；

芯片存储单元，包括存储有序列号数据、墨盒码表信息、芯片原始密钥、报错信息的第一芯片存储单元,存储有从打印机传送至芯片的第一算法校验码的第二芯片存储单元；

芯片运算单元，包括用于计算第二算法校验码的第一芯片运算单元和用于计算第三算法校验码的第二芯片运算单元；

芯片判断单元，用于比较所述第一算法校验码和所述第二算法校验码，若匹配，则发送匹配信号至所述控制单元，所述控制单元发送指令给所述第二芯片运算单元计算所述第三算法校验码，所述控制单元将计算所得的第三算法校验码和所述芯片存储单元内的墨盒码表信息发送给打印机；若不匹配，则发送不匹配信号至所述控制单元，所述控制单元将所述芯片存储单元内的报错信息发送至打印机；

芯片通讯单元，用于与打印机通信；

所述芯片存储单元、所述芯片运算单元、所述芯片判断单元、所述芯片通讯单元分别与所述控制单元电连接；

其中，所述序列号数据包括序列号、随机数、芯片计数；所述墨盒码表信息包括生产日期、墨盒码表SN、墨盒墨量、生产厂家。

8.根据权利要求7所述墨盒芯片，其特征在于，所述第一芯片运算单元包括芯片临时轮密钥计算单元和第二算法校验码计算单元。

9.根据权利要求8所述墨盒芯片，其特征在于，所述芯片临时轮密钥计算单元为根据所述芯片原始密钥、序列号、随机数、芯片计数经加密算法计算出芯片临时轮密钥的计算单元。

10.根据权利要求9所述墨盒芯片，其特征在于，所述芯片临时轮密钥计算单元中加密算法的加密次数为1次或多次。

11.根据权利要求9所述墨盒芯片，其特征在于，所述第二算法校验码计算单元为由打印机发送来的读墨盒码表信息、所述芯片临时轮密钥经加密算法计算出第二算法校验码的计算单元；其中所述读墨盒码表信息包括待读取码表数据地址、待读取码表数据长度。

12.根据权利要求11所述墨盒芯片，其特征在于，所述第二算法校验码计算单元中加密算法的加密次数为1次或多次。

13.根据权利要求11所述墨盒芯片，其特征在于，所述第二芯片运算单元包括根据所述芯片临时轮密钥、存储在所述芯片存储单元内的墨盒码表信息、所述第二算法校验码经加密算法计算出第三算法校验码的第三算法校验码计算单元。

14.根据权利要求13所述墨盒芯片，其特征在于，所述第三算法校验码计算单元中加密算法的加密次数为1次或多次。

15.一种安装有上述权利要求7-14之一所述墨盒芯片的墨盒。

16.一种墨盒识别方法，应用于打印机和装有墨盒芯片的墨盒之间的识别系统，所述墨盒利用所述墨盒芯片与所述打印机相互通信，其特征在于，包括

步骤1：打印机向墨盒芯片发送读序列号命令；

步骤2：墨盒芯片收到所述读序列号命令，则发送存储在墨盒芯片的序列号数据至打印机；其中，所述序列号数据包括序列号、随机数、芯片计数；

步骤3：打印机根据序列号数据进行打印机加密运算；

步骤4：打印机发送读墨盒码表信息命令和打印机加密运算产生的第一加密信息至墨盒芯片；

步骤5：墨盒芯片针对打印机发送来的第一加密信息进行墨盒芯片加密信息判断；若第一加密信息为墨盒芯片认可配对的信息，则墨盒芯片进行步骤6；若第一加密信息不被墨盒芯片认可，则墨盒芯片向打印机发送报错信息，进行步骤7；

步骤6：墨盒芯片基于第一加密信息进行墨盒芯片加密运算；

步骤7：墨盒芯片发送由墨盒芯片加密运算产生的第二加密信息和存储在墨盒芯片内的墨盒码表信息，或者报错信息至打印机；其中，所述墨盒码表信息包括生产日期、墨盒码表SN、墨盒墨量、生产厂家；

步骤8：打印机根据墨盒芯片发送来的信息进行数据解析过程；若为报错信息，墨盒为非法墨盒，打印机不允许墨盒工作，识别结束；若为第二加密信息和墨盒码表信息，则进行打印机加密信息判断，进行步骤9；

步骤9：打印机针对墨盒芯片发送来的第二加密信息进行打印机加密信息判断；若第二加密信息为打印机认可配对的信息，则打印机判断墨盒为正规墨盒，允许墨盒在该打印机上工作；若第二加密信息不被打印机认可,则打印机判断墨盒为非法墨盒，不允许墨盒在该打印机上工作。

17.根据权利要求16所述的一种墨盒识别方法，其特征在于，步骤3中的所述打印机加密运算包括：

步骤 3.1：打印机原始密钥产生步骤：根据来自墨盒芯片的序列号和存储在打印机内的密钥数据查询表，加密计算产生主原始密钥；

步骤3.2：主临时轮密钥产生步骤：基于所述主原始密钥，和来自墨盒芯片的序列号、随机数和芯片计数，加密计算产生主临时轮密钥；

步骤3.3：第一算法校验码产生步骤：基于打印机发送至墨盒芯片的读墨盒码表信息、所述主临时轮密钥经加密计算产生第一算法校验码；其中所述读墨盒码表信息包括待读取码表数据地址、待读取码表数据长度；

所述第一加密信息包括第一算法校验码。

18.根据权利要求17所述的一种墨盒识别方法，其特征在于，步骤3.1进一步包括：

步骤3.1.1：主初始密钥查找步骤:根据来自墨盒芯片的序列号和所述密钥数据查询表查找主初始密钥；

步骤3.1.2：主原始密钥运算步骤：根据来自墨盒芯片的序列号和所述主初始密钥经加密计算出主原始密钥。

19.根据权利要求18所述的一种墨盒识别方法，其特征在于，加密得到所述主原始密钥的加密次数为多次。

20.根据权利要求19所述的一种墨盒识别方法，其特征在于，所述加密次数等于所述序列号第3字节与所述密钥数据查询表中主初始密钥所在记录的第21字节的差值。

21.根据权利要求17所述的一种墨盒识别方法，其特征在于，加密得到所述主临时轮密钥的加密次数为1次或多次。

22.根据权利要求17所述的一种墨盒识别方法，其特征在于，加密得到所述第一算法校验码的加密次数为1次或多次。

23.根据权利要求17所述的一种墨盒识别方法，其特征在于，步骤5中墨盒芯片对所述第一加密信息的判断过程是：

步骤5.1：芯片临时轮密钥运算步骤:基于存储在内的芯片原始密钥、序列号、随机数、芯片计数，加密计算产生芯片临时轮密钥；

步骤5.2：第二算法校验码运算步骤：根据读墨盒码表信息、所述芯片临时轮密钥，加密计算产生第二算法校验码；

步骤5.3:墨盒芯片信息配对判断步骤：比较所述第一算法校验码和所述第二算法校验码是否相同，相同即为配对成功，墨盒芯片认可打印机，否则配对不成功，墨盒芯片不认可打印机。

24.根据权利要求23所述的一种墨盒识别方法，其特征在于，加密得到所述芯片临时轮密钥的加密次数为1次或多次。

25.根据权利要求23所述的一种墨盒识别方法，其特征在于，加密得到所述第二算法校验码的加密次数为1次或多次。

26.根据权利要求23所述的一种墨盒识别方法，其特征在于，步骤6中的所述墨盒芯片加密运算：根据所述芯片临时轮密钥、存储在墨盒芯片内的墨盒码表信息、所述第二算法校验码，加密计算出第三算法校验码；所述第二加密信息包括第三算法校验码。

27.根据权利要求26所述的一种墨盒识别方法，其特征在于，加密得到所述第三算法校验码的加密次数为1次或多次。

28.根据权利要求26所述的一种墨盒识别方法，其特征在于，步骤9中打印机对所述第二加密信息的判断过程：

步骤9.1：第四算法校验码产生步骤：根据所述主临时轮密钥、由所述墨盒芯片发送给打印机的墨盒码表信息、所述第一算法校验码，加密计算出第四算法校验码；

步骤9.2：打印机信息配对判断步骤：比较所述第三算法校验码和所述第四算法校验码是否相同，相同即为配对成功，打印机判断墨盒为正规墨盒，允许墨盒在该打印机上工作；否则配对不成功，打印机判断墨盒为非法墨盒，不允许墨盒在该打印机上工作。

29.根据权利要求28所述的一种墨盒识别方法，其特征在于，加密得到所述第四算法校验码的加密次数为1次或多次。

30.根据权利要求16-29之一所述的一种墨盒识别方法，其特征在于，所述加密运算采用AES加密算法。