CN105913109A

CN105913109A - 一种指纹加密eid金融卡及实现方法

Info

Publication number: CN105913109A
Application number: CN201610024250.8A
Authority: CN
Inventors: 孙立民
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2015-11-16
Filing date: 2016-01-15
Publication date: 2016-08-31

Abstract

本发明的目的是提供一种指纹加密EID金融卡及实现方法，其能够在EID金融卡内部的加密芯片中完成用户的指纹认证，并将认证信息通过ISO7816标准接口经过加密传送至控制器，由该控制器根据加密信息来控制金融卡芯片的激活，并导通金融卡芯片与外部接口，所述EID金融卡的EID信息存储在卡内的金融IC芯片中，所述 EID信息通过与EID 统一认证服务系统进行信息交互，进行用户身份验证，只有在用户通过了指纹验证和EID身份验证认证之后才能正常使用该EID金融卡的应用，即确保了卡的安全性，又确保了用户指纹信息的安全性。

Description

一种指纹加密 EID 金融卡及实现方法

技术领域

本发明涉及金融卡技术领域，具体来说，涉及一种指纹加密金融卡和其实现方法。

背景技术

金融卡又称为芯片银行卡，是以芯片作为介质的银行卡。芯片卡容量大，可以存储密钥、数字证书、指纹等信息，其工作原理类似于微型计算机，能够同时处理多种功能，为持卡人提供一卡多用的便利。

由于传统的密码输入验证方式速度较慢，密码记忆不便，同时存在密码丢失等风险，指纹识别以其速度较快，便捷等因素得到广泛应用，目前金融卡方面普遍使用的指纹识别替代密码的方法主要有以下几种：第一种，用户申请时在银行注册指纹，指纹模版存放在银行数据库中，使用金融卡时，在消费端的指纹识别装置上扫描用户的指纹与数据库中的指纹进行比对，进而完成交易。第二种，用户在金融卡注册时将指纹模版信息存在金融卡芯片中，在消费端的指纹识别装置上扫描用户的指纹与金融卡芯片中的指纹进行比对，进而完成交易。以上认证方案都可能因为系统管理不善、网络攻击、人为泄露等原因存在泄露风险。

EID是英文“Electronic Identity”的英文简称，中文名为“电子身份证”或“网络电子身份证”，由“公安部公民网络身份识别系统”签发给公民的网络电子身份标识，以密码技术为基础，以智能安全芯片为载体，用于在网络远程证实个人真实身份。

EID系统依托公安部覆盖13亿人口的全国公民身份信息库，利用用户主动提交的各种身份信息建立不同的信用等级，生成了一组唯一的网络标识符和数字证书与传统居民身份证不同，电子身份证使用于网络。从设计原则上，电子身份证只是一段网络标识符，其本身不含任何用户身份信息；从管理思路上，电子身份证相关身份的建立和管理由统一的机构进行。这样既确保了个人身份的真实性，又可有效避免用户身份信息被保留到各种网络运营商处的曝光和泄露风险。

发明内容

下文给出了关于本发明的简要概述，以便提供关于本发明的某些方面的基本理解。但是，应当理解，这个概述并不是关于本发明的穷举性概述。它并不是意图用来确定本发明的关键性部分或重要部分，也不是意图用来限定本发明的范围。其目的仅仅是以简化的形式给出关于本发明的某些概念，以此作为稍后给出的更详细描述的前序。

针对现有技术中存在的上述问题，本发明的一个目的是提供一种指纹加密金融卡，其能够在金融卡内部的指纹安全芯片中完成用户的指纹认证，并将认证信息通过ISO7816标准接口经过加密传送至控制器，由该控制器根据加密信息来控制金融卡芯片的激活，只有在用户通过了指纹验证之后才能正常使用该金融卡，即确保了卡的安全性，又确保了用户指纹信息的安全性。

为了实现上述目的，根据本发明提供了一种指纹加密EID金融卡，它包括：

指纹安全芯片，集成了指纹传感器和安全芯片；

金融卡芯片；

电源电路；

到外部系统的多个接口；

控制器，用于耦接所述指纹安全芯片、金融卡芯片、电源电路、到外部系统的多个接口；

以及电源，经电源电路向金融卡内的各个部件供电；

所述指纹安全芯片用于感测用户的初始指纹和至少一个后续指纹，所述用户的初始指纹和至少一个后续指纹经指纹安全芯片处理形成初始指纹特征信息和至少一个后续指纹特征信息，所述用户初始指纹特征信息烧录在指纹安全芯片之中，所述初始指纹特征信息与至少一个后续指纹特征信息的比较在指纹安全芯片内部完成，比较结果经指纹安全芯片加密发送至控制器，控制器根据加密信息控制是否激活金融卡芯片，金融卡激活之后，存储在金融IC芯片中的 EID信息通过与EID 统一认证服务系统进行信息交互，进行用户身份验证，只有在通过了指纹验证和EID身份验证认证之后才能正常使用该EID金融卡的交易功能。

本发明的优点在于，通过指纹识别认证和EID认证确保金融卡安全的同时，通过芯片内指纹认证确保了了用户指纹信息的安全。

通过以下结合附图对本发明的最佳实施例的详细说明，本发明的这些以及其他优点将更加明显。

附图说明

本发明可以通过参考下文中结合附图所给出的详细描述而得到更好的理解，其中在所有附图中使用了相同或相似的附图标记来表示相同或者相似的部件。所述附图连同下面的详细说明一起包含在本说明书中并形成说明书的一部分，用来进一步举例说明本发明的优选实施例和解释本发明的原理和优点。

图1 示出了根据本发明一个实施例的指纹加密金融卡的方框图；

图2 示出了图1中所示的指纹安全芯片的方框图；

图3 示出了图1中所示的控制器的方框图；

图4 示出了根据本发明的实施例图1 所示的金融卡在进行卡上指纹注册时所执行的示意性处理过程；以及

图5 示出了根据本发明的实施例图1 所示的金融卡在进行卡上指纹验证时所执行的示意性处理过程。

图6 示出了根据本发明的实施例图1 所示的金融卡在使用时所执行的示意性处理过程。

具体实施方式

在下文中将结合附图对本发明的示范性实施例进行描述。为了清楚和简明起见，在说明书中并未描述实际实施方式的所有特征。然而，应该了解，在开发任何这种实际实施例的过程中必须做出很多特定于实施方式的决定，以便实现开发人员的具体目标。

下面以集成了指纹传感器、加密芯片、控制器、金融卡芯片并且支持卡上指纹注册和卡上指纹验证的指纹加密金融卡设计为例，对根据本发明实施例的指纹加密金融卡的结构和有关处理过程进行说明。

图1 示出了根据本发明一个实施例的指纹加密金融卡的方框图。金融卡只有在其集成的指纹传感器上进行了有效的指纹按压(即，通过了指纹验证) 之后，才能被用于正常的后续处理。

如图1 所示，金融卡通过ISO7816 标准定义接触垫片 (图中垫片只是示意图，并不是限定只采用如图中所示类型垫片，任何符合ISO7816标准的垫片都可以使用)，利用ISO7816 所定义的常规APDU 命令和响应协议与外界( 例如，读卡器) 进行通信。在金融卡中，至少包括两个芯片，金融卡芯片和指纹安全芯片，指纹安全芯片集成了指纹传感器与指纹加密芯片。指纹安全芯片、金融卡芯片、接触垫片、电源电路、NFC芯片与控制器连接，由控制器进行控制。电源电路控制金融卡内集成的各个部件的供电，指纹安全芯片用于检测用户( 即，持卡者) 是否是持卡人。控制器具有ISO7816 主接口，其经由ISO7816 所定义的常规APDU 命令和响应协议与指纹加密芯片和金融卡芯片交换消息。从金融卡芯片的角度来看，控制器就像是ISO7816 接口上的常规读卡器那样进行操作，换句话说，控制器可以被认为是一个片上读卡器。

金融卡除提供接触式通信方式之外，还提供非接触式通信方式如NFC、Bluetooth、WiFi、Zigbee。

用户注册的指纹特征信息的敏感性数据存储在指纹加密芯片中，由指纹安全芯片执行指纹验证，即指纹安全芯片将采集到的指纹信息提取之后形成用户指纹特征信息，将该特征信息与预先存储的指纹特征信息进行比对，以便确定持卡者是否为持卡人。

指纹安全芯片将对比结果信息加密发送至控制器，所述加密所用加密算法可以包括以下的一种或多种：AES、DES、3DES、RSA、ECC数据加密算法、高级加密标准、国密SM1、国密SM2、国密SM3 和国密SM4 等。

此指纹安全芯片首先从指纹传感器采集指纹信息，此指纹传感器可以是滑动式，也可以是按压式，其中按压式的采集面积可以是192*192、 160*160、176*176 等尺寸，指纹加密芯片通过指纹算法对指纹传感器采集的指纹信息进行指纹预处理，包括进行图像分块、图像线性滤波，图像增强、提取块方向、求取奇异点块、提取方向场、方向场滤波、获取奇异点、图像二值化、二值化修饰、获取频率场、获取指纹密度、获取指纹类型、指纹图像细化、获取指纹细节点、整合模板等操作，最后将处理后的指纹特征信息存储在指纹加密芯片里。

指纹安全芯片可以采用SC 300 32-bit RISC core高性能处理器作为内核。所述智能卡芯片可选自SLE97、SLE4404、SLE4406、SLE4418、SLE4428、SLE4432/4442、SLE4436、NXP MF1 IC S20、NXP MF1 IC S50、NXP MF1 IC S70、AT88SC101、AT88SC102、AT88SC200、M68HC05SC、MF4406、MF4428、MF4442。

控制器可以是微处理器，也可以是FPGA控制电路，如图3所示，主要包含：认证控制模块、调度模块、电源管理模块、ISO7816接口。

所述认证控制模块，验证来自指纹加密芯片的加密信息，根据加密信息决定是否将智能卡芯片指纹验证成功标志设置为true以激活智能卡芯片。

所述调度模块，用于调度指纹加密芯片、智能卡芯片以及到外部系统的多个接口之间的信息流通。

所述电源控制模块，用于控制向金融卡内集成的各个部件供电。

如图4 所示，处理过程400 在步骤S410 中开始，然后在步骤S420 中，由指纹安全芯片控制一个显示装置用于提示金融卡用户进行指纹注册。在此，可以使用现有技术中已知的任何一种方法进行提示如指示灯、显示屏。

在步骤S430 中，在用户响应于显示装置上所显示的提示而将其手指放在指纹传感器之上时，经由指纹传感器采集用户的指纹图像，并将其提供给指纹加密芯片。

指纹加密芯片在接收到用户指纹图像后，在步骤S440 中，进行指纹特征提取处理，以便提取出用户的指纹特征信息。在此，指纹加密芯片可以使用现有技术中已知的任何一种特征提取算法来提取用户指纹模式。

在步骤S450 中，指纹注册和验证应用程序将接收到的所述指纹模式信息存储在指纹加密芯片的内部存储设备( 图2中未示出) 中，并向指示装置发送“注册成功”响应消息。

在步骤S460 中，指示装置响应于所述“注册成功”响应消息，通过更新指示装置信息，以便通知用户指纹注册已完成。随后，处理过程400 在步骤S470 中结束，这样就完成了用户( 即，卡所有者) 的卡上指纹注册过程。

当用户需要使用金融卡芯片进行后续处理，例如完成一次交易时，他首先要在卡上完成指纹识别并成功后( 此时，卡放在手上)，即通过了图5 所示的卡上指纹验证过程后，才能激活金融卡以及后续将金融卡放入读卡器中进行相应的操作，否则将无法对卡进行正常使用。

在步骤S510，提示用户开始进行指纹验证。

在步骤S520，用户将其手指放在指纹传感器之上，经由指纹传感器采集用户的指纹图像，并将其提供给指纹加密芯片。

在步骤S530，指纹加密芯片提取用户指纹特征信息。

在步骤S540，指纹注册和验证应用程序将步骤S530 中提取的用户指纹模式信息与先前存储在指纹识别芯片中的注册指纹特征信息进行比对，以确定二者是否匹配。

如果在步骤S540 中确定上述指纹特征信息相互匹配，则处理进行到步骤S550，由指纹加密芯片对比对结果进行加密，加密信息经过7816接口发送至控制器；否则，处理进行到步骤S570。

如果在步骤S540 中确定上述指纹特征信息相互匹配，则处理进行到步骤S550，由指纹加密芯片对比对结果信息进行加密，加密信息经过7816接口发送至控制器；否则，处理进行到步骤S570。

在步骤S560，控制器依据加密信息将金融卡芯片指纹验证成功标志设置为true以激活金融卡芯片。

在步骤S570，指纹加密芯片指示显示装置向用户显示指纹验证是否成功。此后，卡上指纹验证的过程在步骤S580 中结束。

为了确保只有在通过指纹验证后才能正常使用金融卡，金融卡芯片上的常规应用程序需要利用上述指纹验证成功标志的值，只有当指纹验证成功标志被设置时，才能激活金融卡芯片正常运行，以便与外部读卡器进行交互，例如，通过读卡器进行交易等。

为了确保只有在通过指纹验证后才能正常使用智能卡，金融卡芯片上的常规应用程序需要利用上述指纹验证成功标志的值，只有当指纹验证成功标志被设置时，才能激活金融卡芯片正常运行，以便与外部读卡器进行交互，例如，通过读卡器进行交易等。

激活金融卡芯片之后，将金融卡放入相应的应用终端进入身份认证流程，如图6所示。在经历S610准备步骤之后，在步骤S630中，金融卡发出实名认证请求并提供存储在金融卡内的EID信息。在步骤S640中，终端应用系统向EID服务系统提出对该金融卡的EID信息验证请求。在步骤S650中，EID服务平台收到对该金融卡的验证请求及金融卡EID验证信息后开始验证，如果通过验证进入步骤660，如果不通过进入步骤640。在步骤S660中，EID服务平台将验证信息发送到应用终端系统。完成以上步骤即完成身份认证。该方法比一般EID验证减少了用户输入EID信息步骤，减少了交易时间以及用户EID信息上传时间，能加快交易速度的同时减小用户信息泄露风险。

以上虽然结合附图详细描述了本发明的实施例，但是应当明白，上面所描述的实施方式只是用于说明本发明，而并不构成对本发明的限制。对于本领域的技术人员来说，可以对上述实施方式做出各种修改和变更而没有背离本发明的实质和范围。因此，本发明的范围仅由所附的权利要求及其等效含义来限定。

Claims

1.一种指纹加密EID金融卡，其特征在于，集成在同一芯片中的

指纹安全芯片，集成了指纹传感器和安全芯片；

金融卡芯片；

电源电路，向金融卡内的各个部件供电；

到外部系统的多个接口；

2.如权利要求1所述的金融卡，其特征在于，所述安全芯片可从选自SLE97、SLE4404、SLE4406、SLE4418、SLE4428、SLE4432/4442、SLE4436、NXP MF1 IC S20、NXP MF1 IC S50、NXP MF1 IC S70、AT88SC101、AT88SC102、AT88SC200、M68HC05SC、MF4406、MF4428、MF4442。

3.如权利要求1所述的金融卡，其特征在于，所述到外部系统的多个接口包含接触垫片和天线装置之中的一种或多种。

4.如权利要求3所述的金融卡，其特征在于，所述天线装置选自NFC和支持13.56MHz工作频率的芯片， Bluetooth和支持2.4GHz、5-7 GHz工作频率的芯片，WiFi和支持2.4GHz、5.8GHz工作频率的芯片，Zigbee和支持868GMHz、915GMHz 、2.3GHz工作频率的芯片中的一种或多种。

5.如权利要求1所述的金融卡，其特征在于，所述控制器包含认证控制模块、调度模块、电源管理模块，所述控制器与所述指纹安全芯片、金融卡芯片之间的信息通信使用7816接口。

6.如权利要求5所述的金融卡，其特征在于，所述控制器选自MCU和FPGA电路中的一种。

7.如权利要求1所述的金融卡，其特征在于，所述电源选自锂电池、石墨烯电池、聚合物电池、燃料电池、陶瓷电池、太阳能电池中的一种或多种。

8.如权利要求8所述的金融卡，其特征在于，所述电源进一步包含用作电源转换的“超级电容”。

9.如权利要求1所述的金融卡，其特征在于，所述指纹传感器是滑动式指纹传感器、按压式指纹传感器中的一种。

10.如权利要求1所述的金融卡，其特征在于，所述接触垫片和指纹传感器的接触面设置在芯片的同一面或芯片的上下两面。

11.如权利要求1所述的金融卡，进一步包括用于封装的外壳，其特征在于，该外壳的有暴露接触垫片的开口和指纹传感器的开口。

12.如权利要求1所述的金融卡，其特征在于，进一步包括电源开关。

13.如权利要求1所述的金融卡，其特征在于，进一步包括指示装置。

14.一种指纹加密EID金融卡的认证实现方法，其特征在于，包含以下步骤

向金融卡中添加指纹安全芯片、电源电路、控制器，电源电路用于给金融卡内部各部件供电，控制器耦接加密芯片、电源电路、金融卡芯片；

所述指纹安全芯片，用于感测用户的初始指纹和至少一个后续指纹，所述用户的初始指纹和至少一个后续指纹经指纹安全处理形成初始指纹特征信息和至少一个后续指纹特征信息，所述用户初始指纹特征信息烧录在所述指纹安全之中，所述初始指纹特征信息与至少一个后续指纹特征信息的比较在指纹安全内部完成，比较结果经指纹安全加密发送至所述控制器；

所述控制器根据指纹安全所发送的加密信息控制金融卡芯片的激活；

所述智能卡激活之后，存储在金融卡内的金融卡芯片中的 EID信息通过与EID 统一认证服务系统进行信息交互，进行用户身份验证，只有在用户通过了指纹验证和EID身份验证认证之后才能正常使用该EID金融卡的应用。