CN105527630B - 一种集成数据安全功能的卫星导航芯片及其应用方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种集成数据安全功能的卫星导航芯片，包括射频模块、导航基带模块、电源模块，处理器，用于确定信息需要加密或解密，将需安全设置的信息发送给安全模块，并将接收的安全模块发送的信息发送出去；安全模块，用于根据设定的安全方式对需安全设置信息加密或解密。本发明还公开了一种集成数据安全功能的卫星导航芯片的应用方法，采用本芯片及其应用方法，可以对接收的信息进行加密或解密，提高数据传输的安全性。

Description

一种集成数据安全功能的卫星导航芯片及其应用方法
技术领域
本发明涉及卫星导航应用的信息安全领域，特别是一种集成数据安全功能的卫星导航芯片及其应用方法。
背景技术
随着全球卫星导航定位系统的建设，各种相关应用也随之产生，卫星定位就是其中的一种。实现卫星定位，卫星导航芯片，是不可或缺的一部分。卫星导航芯片捕获/跟踪卫星信号并提供准确的用户位置信息，是实现三维定位信息应用的基础，但是这些定位信息在传递中的安全性存在很大隐患，随着对信息安全日益增长的需求，开发一款能将定位信息加密的卫星导航芯片成为一些安全领域的必备，尤其是一些特殊用途例如警用设备、儿童老人安全监控系统、信息安全等方面，定位信息在传输过程中容易泄漏从而造成经济损失、带来安全隐患。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种集成数据安全功能的卫星导航芯片及其应用方法，可以对接收的信息进行加密或解密，实现数据传输的安全性。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种集成数据安全功能的卫星导航芯片，包括射频模块、导航基带模块、电源模块，
处理器，用于确定信息需要加密或解密，将需安全设置信息发送给安全模块，并将安全模块反馈的信息发送出去；
安全模块，用于根据设定的安全方式对需安全设置信息加密或解密。
上述方案中，所述处理器，用于根据外部接收的安全命令中数值类型，判断需加密或解密，根据预设的加解密信息类型，选取需安全设置信息中的待处理信息；
所述需安全设置信息包括：待处理信息、加密解密命令。
上述方案中，所述安全模块进一步包括安全设置单元、安全处理单元；
安全设置单元，用于设置加密解密方式；
安全处理单元，用于根据所述接收安全设置信息中的加解密命令，读取安全设置单元中的加密解密方式，对待处理信息进行加密或解密。
上述方案中，该芯片进一步包括：存储器，
所述存储器，用于存储加密解密所需的密钥；
安全处理单元，用于读取存储器中的密钥，根据密钥对待处理信息进行加密或解密。
本发明还提供了一种集成数据安全功能的卫星导航芯片的应用方法，该方法包括：导航芯片接收信息，确定信息需加密或解密；确定有预设的加解密方式，导航芯片根据预设的加解密方式对待处理信息进行加解密。
上述方案中，所述确定信息需要加密或解密包括：导航芯片接收外部发送的安全命令中的数值类型，根据数值类型判断当前需加密还是解密，然后根据预设的加解密信息类型选取待处理信息。
本发明通过对接收的信息进行有选择的加密或解密，可以保证信息的安全性，在加密或解密时，可以预先设置加密或解密的方式，使安全性能更加灵活，避免加密或解密信息被破解，进一步提高了芯片的安全性。
附图说明
图1为本发明中实现集成数据安全功能的卫星导航芯片结构示意图；
图2为本发明中集成数据安全功能的卫星导航芯片的应用方法流程图。
具体实施方式
本发明提供了一种集成数据安全功能的卫星导航芯片，如图1所示，该卫星导航芯片包括：射频模块101、导航基带模块102、电源模块103、存储器104、处理器105以及安全模块106，其中，安全模块106可以单独或者集成在处理器105内部：
射频模块101，用于将天线接收的卫星信号处理完后发送给导航基带模块102；这里完成的操作主要是射频前端整形、降频处理之后，通过模数转换为数字中频信号；
导航基带模块102，用于完成经射频模块处理后的数字中频信号进行基带信号处理，完成天线信号的捕获、跟踪，并将原始的导航电文信息和观测量信息传给处理器105。
处理器105，用于完成对原始导航信息的解析、观测量的计算、用户位置速度钟差的解析以及判断输入命令的解析，确定信息需要加密或解密，将需安全设置的信息发送给安全模块106；将接收到的经过安全模块106加密或解密后的信息发送出去；若不需要加解密，则直接发送出去；所述需安全设置信息包括待处理信息以及安全命令，这里的待处理信息包括但不限于导航信息等。
安全模块106，用于根据用户设定的安全方式对需安全设置的信息加密或解密，并将处理后的信息发送给处理器105。
进一步的，处理器105，用于根据外部接收的安全命令以及预先设置的加解密信息类型，将需安全设置的信息发送给安全模块106；具体的，处理器105读取安全命令中数值类型，根据数值类型判断是加密还是解密，然后根据预设的加解密信息类型，选取需安全设置的信息中，与所述预设加解密信息类型相符的信息，作为待处理信息与所读取的安全命令，一起发送给安全模块106。这里，可以通过串口向外部提供发送安全命令的接口，所述安全命令即加解密命令的格式可以由命令头、校验位组成，其中，命令头包含数据开始字节CLA、加解密类型P1或P2组成、CLA及P1、P2具体含义如表1所示，但不限于这种格式。
表1处理器105根据安全命令中的类型确定当前为加密还是解密，所述安全命令例如“P1‘00’”为加密。所述预先设置的加解密信息类型为导航信息等，可以预先设置对何种类型的信息进行安全设置。
所述安全模块106包括：安全设置单元1061、安全处理单元1062；
其中，安全设置单元1061，用于设置加密解密方式，这里，可以通过串口对设置加密解密方式，设置所依据的格式，如表1所示，例如“INS‘0xb0’”；为SM4函数，即采用SM4算法进行加解密；
安全处理单元1062，用于接收处理器105发送的需安全设置信息，根据所述需安全设置信息中的加解密命令，如“P1‘00’”，以及所读取的安全设置单元1071中的安全方式，即加密或解密方式，例如SM4算法对待处理信息进行加密或解密。
进一步的，存储器104，用于存储加密解密所需的密钥，具体的，可以通过串口根据表1所述的格式进行设置；例如为“CLA‘CF’LEN‘01’KEY‘1’Check‘2’”。
安全处理单元1062，用于读取存储器104中的密钥，根据密钥对待处理信息进行加密或解密的处理。这里根据各种算法，通过密钥对待处理信息进行加密或解密的过程为现有技术可以实现的过程，本发明方案中就不再赘述。
处理器105，进一步用于将接收到的经过安全模块106加密或解密的信息，根据如表2所述的通信协议格式进行封装。具体为：“CLA‘BF’INS‘xx’P1/P2‘xx’LEN‘xx’data xxCheck‘xx’”。其中，代码后面数值的含义参照表2所示。
表2
本发明还提供了一种集成数据安全功能的卫星导航芯片的应用方法，具体过程如图2所示：
步骤201、导航芯片接收信息，确定信息需要加密或解密，然后执行步骤202；所述信息包括定位信息、数据等；所述确定信息需要加密或解密包括：导航芯片接收外部发送的安全命令中的数值类型，根据数值类型判断当前需要加密还是解密，然后根据预设的加解密信息类型，例如定位信息，选取所接收的信息中与所述预设加解密信息类型相符信息，作为待处理信息；若不需要加密，则直接执行步骤204
步骤202、判断是否有预设的加解密方式，若是，执行步骤203；若否，执行步骤204；
步骤203、导航芯片根据预设的加解密方式对待处理信息进行安全处理，即进行加密或解密。具体的，导航芯片读取预设的加解密方式，根据预设的加密或解密方式对待处理信息进行加密或解密处理，然后将该信息依据表2所示的通信格式，进行封装，执行步骤204。
步骤204、将信息发送出去。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种集成数据安全功能的卫星导航芯片，包括射频模块、导航基带模块、电源模块，其特征在于，该卫星导航芯片进一步包括：
处理器，用于确定信息需要加密或解密，将需安全设置的信息发送给安全模块，并将安全模块返回的信息发送出去；
安全模块，用于根据设定的安全方式对需安全设置的信息加密或解密；
所述射频模块，用于将天线接收的卫星信号进行射频前端整形、降频处理之后，通过模数转换为数字中频信号，并将所述数字中频信号发送给所述导航基带模块；
所述导航基带模块，用于对所述数字中频信号进行基带处理，完成天线信号的捕获、跟踪，并将原始的导航电文信息和观测量信息传送给所述处理器；
所述处理器，还用于根据外部接收的安全命令，判断需加密或解密，根据预设的加解密信息类型，选取需安全设置的信息中与所述预设加解密信息类型相符的信息作为待处理信息，所述需安全设置的信息包括：待处理信息、加密解密命令。
2.根据权利要求1所述的芯片，其特征在于，所述安全模块进一步包括安全设置单元、安全处理单元；
安全设置单元，用于设置加密解密方式；
安全处理单元，用于根据所述接收安全设置信息中的加解密命令，读取安全设置单元中的加密解密方式，对待处理信息进行加密或解密。
3.根据权利要求2所述的芯片，其特征在于，该芯片进一步包括：存储器，
所述存储器，用于存储加密解密所需的密钥；
安全处理单元，用于读取存储器中的密钥，根据密钥对待处理信息进行加密或解密。
4.根据权利要求1至3任一所述的芯片，所述处理器，进一步用于将安全模块返回的信息根据通信格式进行封装，然后发送出去。
5.一种集成数据安全功能的卫星导航芯片的应用方法，其特征在于，该方法包括：
导航芯片接收信息，确定信息需加密或解密；
确定有预设的加解密方式，导航芯片根据预设的加解密方式对待处理信息进行加解密；
将加密或解密后的信息发送出去；
所述导航芯片接收信息的步骤之后、确定信息需加密或解密的步骤之前，还包括步骤：对天线接收的卫星信号进行射频前端整形、降频处理，将射频前端整形、降频处理之后的信号通过模数转换为数字中频信号，对所述数字中频信号进行基带处理，完成天线信号的捕获、跟踪，并发送原始的导航电文信息和观测量信息；
所述确定信息需加密或解密的步骤包括：导航芯片接收外部发送的安全命令，根据所述安全命令判断当前需加密还是解密，并根据外部接收的预设的加解密信息类型，选取需安全设置的信息中与所述预设加解密信息类型相符的信息作为待处理信息，所述需安全设置的信息包括：待处理信息、加密解密命令。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述确定信息需要加密或解密包括：导航芯片接收外部发送的安全命令中的数值类型，根据数值类型判断当前需加密还是解密，然后根据预设的加解密信息类型选取待处理信息。
7.根据权利要求5或6所述的方法，其特征在于，所述将加密或解密后的信息发送出去包括：根据通信格式对信息进行封装，然后发送。
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