CN107959688B - 一种终端和摄像设备相互认证的安全认证方法及其认证系统 - Google Patents

一种终端和摄像设备相互认证的安全认证方法及其认证系统 Download PDF

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Abstract

本申请揭示了一种终端对摄像设备的安全认证方法和安全认证系统，其中所述终端中包括安全芯片，该安全认证方法包括如下步骤：与所述摄像设备建立连接；使用安全芯片存储的安全芯片共享密钥对所述摄像设备进行认证；所述摄像设备使用摄像设备共享密钥对所述终端进行认证；所述终端发送获取数据指令；所述摄像设备使用摄像设备共享密钥对视频数据进行加密，发送到所述终端；所述终端使用安全芯片共享密钥对视频数据进行解密。通过在终端中集成安全芯片，实现了通信的硬加密，从而使得摄像设备的通信更加安全，在加密过程中，生成多个随机数，进一步考虑了随机数输入加密算法的顺序，从而在减小通信次数的基础上，增加了认证安全。

Description

一种终端和摄像设备相互认证的安全认证方法及其认证系统
技术领域
本申请涉及通信领域，尤其涉及一种终端和摄像设备相互认证的安全认证方法及其认证系统。
背景技术
现有的摄像设备，基本采用PIN码认证的方式，即在开机时要求用户输入开机密码，这种认证方式时采用软件进行认证，从而存在安全隐患，可以很容易对其PIN认证码进行软件破解，从而导致个人及公司的信息泄露。其中家用摄像头由于其涉及个人隐私，已经形成了一个地下黑色产业链。目前市场还没有很好的对于摄像头的简单易用的安全解决办法。
发明内容
本申请的目的在于提供一种终端和摄像设备相互认证的安全认证方法及其认证系统，该安全认证方法及认证系统通过使用终端中的安全芯片和摄像设备的硬件，实现了安全芯片和摄像设备的硬件之间的相互硬件认证，同时在认证时不仅使用随机数据进行认证，还将随机数据的输入顺序也加入到认证中，从而在减少通信量的基础上，进一步增加了认证的安全性。
基于此，本申请提出一种终端对摄像设备的安全认证方法，其中所述终端中包括安全芯片，该方法包括如下步骤：
步骤S1、与所述摄像设备建立连接；
步骤S2、使用安全芯片存储的安全芯片共享密钥对所述摄像设备进行认证，如果认证通过继续步骤S3，否则退出该安全认证方法；
步骤S3、所述摄像设备使用摄像设备共享密钥对所述终端进行认证，如果认证通过则继续步骤S4，否则退出该安全认证方法；
步骤S4、所述终端发送获取数据指令；
步骤S5、所述摄像设备使用摄像设备共享密钥对视频数据进行加密，发送到所述终端；
步骤S6、所述终端使用安全芯片共享密钥对视频数据进行解密。
其中步骤S2具体步骤如下子步骤：
步骤S21、向所述摄像设备发送第一随机数据；
步骤S22、所述摄像设备生成第二随机数据；
步骤S23、所述摄像设备顺序输入第一随机数据和第二随机数据到加密算法中，并使用摄像设备共享密钥对加密结果进行加密，获得第一摄像设备加密值；
步骤S24、发送第二随机数和摄像设备加密值到所述终端；
步骤S25、所述终端顺序输入第一随机数据和第二随机数据到加密算法中，并使用安全芯片共享密钥对加密结果进行加密，获得第一安全芯片加密值；
步骤S26、判断第一摄像设备加密值和第一安全芯片加密值是否相等，如果相等则所述摄像设备的认证通过，否则退出该认证方法。
其中步骤S3具体步骤如下子步骤：
步骤S31、所述终端顺序输入第二随机数据和第一随机数据到加密算法中，并使用安全芯片共享密钥对加密结果进行加密，获得第二安全芯片加密值；
步骤S32、向所述摄像设备发送第二安全芯片加密值；
步骤S33、所述摄像设备顺序输入第二随机数据和第一随机数据到加密算法中，并使用摄像设备共享密钥对加密结果进行加密，获得第二摄像设备加密值；
步骤S34、判断第二摄像设备加密值和第二安全芯片加密值是否相等，如果相等则所述终端的认证通过，否则退出该认证方法。
其中步骤S5具体步骤如下子步骤：
步骤S51、读取所述摄像设备中计数器的值；
步骤S52、将第一随机数和第二随机数异或之后获得第三随机数；
步骤S53、所述摄像设备顺序输入第三随机数据和计数器的值到加密算法中，并使用摄像设备共享密钥对加密结果进行加密，获得视频流加密值；
步骤S54、使用视频流加密值对视频数据进行加密。
本申请还提供一种终端和摄像设备中共享密钥的生成方法，其中所述终端中包括安全芯片，该方法包括如下步骤：
步骤P1、与摄像设备通过点对点连接建立通信信道；
步骤P2、获取摄像设备标识码；
步骤P3、接收所述摄像设备发送的公钥，并将其保存在所述安全芯片中；
步骤P4、生成一组随机数据；
步骤P5、对所述随机数据和所述摄像设备标识码进行分散，获得安全芯片共享密钥；
步骤P6、将所述随机数据发送到摄像设备；
步骤P7、所述摄像设备对所述随机数据和所述摄像设备标识码进行分散，获得摄像设备共享密钥。
进一步地，本申请还提供一种终端，包括如下部件：
安全芯片，存储安全芯片共享密钥；
通信装置，与摄像设备建立通信连接，向摄像设备发送获取数据指令，并接收摄像设备发送的加密的视频数据；
安全认证装置，使用安全芯片存储的安全芯片共享密钥对所述摄像设备进行认证，认证通过生成获取数据指令，并且使用安全芯片共享密钥对加密的视频数据进行解密。
其中安全认证装置使用安全芯片存储的安全芯片共享密钥对所述摄像设备进行认证包括如下步骤：
向所述摄像设备发送第一随机数据；
所述摄像设备生成第二随机数据；
所述摄像设备顺序输入第一随机数据和第二随机数据到加密算法中，并使用摄像设备共享密钥对加密结果进行加密，获得第一摄像设备加密值；
发送第二随机数和摄像设备加密值到所述终端；
所述终端顺序输入第一随机数据和第二随机数据到加密算法中，并使用安全芯片共享密钥对加密结果进行加密，获得第一安全芯片加密值；
判断第一摄像设备加密值和第一安全芯片加密值是否相等，如果相等则所述摄像设备的认证通过，否则退出该认证方法。
本申请还提供一种摄像设备，包括如下部件：
采集装置，采集视频数据；
存储部件，存储摄像设备共享密钥；
连接装置，与终端建立通信连接，将加密后的视频数据发送到所述终端，
加解密装置，使用摄像设备共享密钥对所述终端进行认证，使用摄像设备共享密钥对采集的视频数据进行加密。
其中使用摄像设备共享密钥对所述终端进行认证包括如下步骤：
所述终端顺序输入第二随机数据和第一随机数据到加密算法中，并使用安全芯片共享密钥对加密结果进行加密，获得第二安全芯片加密值；
向所述摄像设备发送第二安全芯片加密值；
所述摄像设备顺序输入第二随机数据和第一随机数据到加密算法中，并使用摄像设备共享密钥对加密结果进行加密，获得第二摄像设备加密值；
判断第二摄像设备加密值和第二安全芯片加密值是否相等，如果相等则所述终端的认证通过，否则退出该认证方法。
进一步地，本申请还保护一种终端对摄像设备的安全认证系统，包括如上所述的终端和如上所述的摄像设备。
本申请可获得如下的有益效果：
1、通过在终端中集成安全芯片，实现了通信的硬加密，从而使得摄像设备的通信更加安全；
2、在加密过程中，生成多个随机数，进一步考虑了随机数输入加密算法的顺序，从而在减小通信次数的基础上，进一步增加了认证安全。
附图说明
图1为终端对摄像设备的安全认证系统；
图2为终端对摄像设备的安全认证方法；
图3为安全芯片和摄像设备上的共享密钥生成方法；
图4为安全认证系统中终端的构造；
图5介绍安全认证系统中摄像设备的构造。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
本申请通过使用其上集成安全芯片的终端，实现了对摄像设备的硬件认证，其中安全认证系统1如图1所示，包括终端110和摄像设备120，终端110和摄像设备120预先生成共享密钥，终端110使用安全芯片生成的共享密钥，并将其存储在安全芯片上，安全芯片只能由终端110访问，从而确保了共享密钥的安全性。终端110在需要获取摄像设备120采集的视频时，首先和摄像设备120相互认证，在认证通过之后获取加密的视频数据，进一步解密视频数据，才能获得摄像设备120提供的视频数据。下面结合附图2，介绍该系统的工作方法，包括如下步骤：
步骤S1、与所述摄像设备建立连接；
可使用无线或有线连接方式。
步骤S2、使用安全芯片存储的安全芯片共享密钥对所述摄像设备进行认证，如果认证通过继续步骤S3，否则退出该安全认证方法；
其中安全芯片只能由终端访问，保证了存储的共享密钥的安全性。
具体步骤如下子步骤：
步骤S21、向所述摄像设备发送第一随机数据；
步骤S22、所述摄像设备生成第二随机数据；
步骤S23、所述摄像设备顺序输入第一随机数据和第二随机数据到加密算法中，并使用摄像设备共享密钥对加密结果进行加密，获得第一摄像设备加密值；
步骤S24、发送第二随机数和摄像设备加密值到所述终端；
步骤S25、所述终端顺序输入第一随机数据和第二随机数据到加密算法中，并使用安全芯片共享密钥对加密结果进行加密，获得第一安全芯片加密值；
步骤S26、判断第一摄像设备加密值和第一安全芯片加密值是否相等，如果相等则所述摄像设备的认证通过，否则退出该认证方法。
步骤S3、所述摄像设备使用摄像设备共享密钥对所述终端进行认证，如果认证通过则继续步骤S4，否则退出该安全认证方法；
具体步骤如下子步骤：
步骤S31、所述终端顺序输入第二随机数据和第一随机数据到加密算法中，并使用安全芯片共享密钥对加密结果进行加密，获得第二安全芯片加密值；
步骤S32、向所述摄像设备发送第二安全芯片加密值；
步骤S33、所述摄像设备顺序输入第二随机数据和第一随机数据到加密算法中，并使用摄像设备共享密钥对加密结果进行加密，获得第二摄像设备加密值；
步骤S34、判断第二摄像设备加密值和第二安全芯片加密值是否相等，如果相等则所述终端的认证通过，否则退出该认证方法。
步骤S4、所述终端发送获取数据指令；
步骤S5、所述摄像设备使用摄像设备共享密钥对视频数据进行加密，发送到所述终端；
具体步骤如下子步骤：
步骤S51、读取所述摄像设备中计数器的值；
其中计数器的值初始为0，在摄像设备向终端发送加密的视频流数据后，使得计数器加1，从而使得计数器既能起到有规律的随机数的目标，也能起到对发送的视频流的数量计算的目的。
步骤S52、将第一随机数和第二随机数异或之后获得第三随机数；
步骤S53、所述摄像设备顺序输入第三随机数据和计数器的值到加密算法中，并使用摄像设备共享密钥对加密结果进行加密，获得视频流加密值；
步骤S54、使用视频流加密值对视频数据进行加密。
在加密之后，将计数器加1。
步骤S6、所述终端使用安全芯片共享密钥对视频数据进行解密。包括如下子步骤：
步骤S61、读取所述终端中计数器的值；
其中计数器的值初始为0，在解密视频流数据后，使得计数器加1。
步骤S62、将第一随机数和第二随机数异或之后获得第三随机数；
步骤S63、所述终端顺序输入第三随机数据和计数器的值到加密算法中，并使用安全芯片共享密钥对加密结果进行加密，获得视频流解密值；
步骤S64、使用视频流解密值对视频数据进行解密。
步骤S65、播放该视频流。
使用以上方法，终端即可完成对视频流的解密，进一步结合图3，介绍安全芯片和摄像设备上的共享密钥生成过程，包括如下步骤：
步骤P1、与摄像设备通过点对点连接建立通信信道；
在共享密钥生成过程中，首先断开摄像设备和终端对外的网络连接，在脱机状态下建立点对点连接，例如通过蓝牙建立连接。
步骤P2、获取摄像设备标识码；
包括如下子步骤：
步骤P21、发送外部认证指令给摄像设备；
步骤P22、获取所述摄像设备标识码；
其中摄像设备的标识码可以是摄像设备的硬件编码，进一步地，为了保证通信的私密性，摄像设备标识码还可以是摄像设备发送给终端的验证码，从而使得每次通信所生成的共享密钥都不相同。
步骤P3、接收所述摄像设备发送的公钥，并将其保存在所述安全芯片中；
步骤P4、生成一组随机数据；
步骤P5、对所述摄像设备标识码进行分散，获得安全芯片共享密钥；
步骤P6、使用公钥对所述随机数加密，并将加密后的所述随机数据发送到摄像设备。
步骤P7、所述摄像设备解密被加密的随机数，对所述摄像设备标识码进行分散，获得摄像设备共享密钥。
实施例2
以上结合附图1-3介绍了安全认证系统和安全认证方法，下面结合附图4和5介绍安全认证系统中的终端110和摄像设备120。其中如图4所示，终端110，包括如下部件：
安全芯片410，产生并存储安全芯片共享密钥；
通信装置420，与摄像设备建立通信连接，向摄像设备发送获取数据指令，并接收摄像设备发送的加密的视频数据；
安全认证装置430，使用安全芯片存储的安全芯片共享密钥对所述摄像设备进行认证，认证通过生成获取数据指令，并且使用安全芯片共享密钥对加密的视频数据进行解密。其中上述安全芯片410和通信装置420以及安全认证装置430相互配合，实现实施例1中终端的功能。
图5示出了摄像设备120的构造，包括如下部件：
采集装置510，采集视频数据；
存储部件520，存储摄像设备共享密钥；
连接装置530，与终端建立通信连接，将加密后的视频数据发送到所述终端，
加解密装置540，使用摄像设备共享密钥对所述终端进行认证，使用摄像设备共享密钥对采集的视频数据进行加密。其中上述采集装置510和存储部件520、连接装置530，以及加解密装置540相互配合，实现实施例1中摄像设备120的功能。
这里本发明的描述和应用是说明性的，并非想将本发明的范围限制在上述实施例中。这里所披露的实施例的变形和改变是可能的，对于那些本领域的普通技术人员来说实施例的替换和等效的各种部件是公知的。本领域技术人员应该清楚的是，在不脱离本发明的精神或本质特征的情况下，本发明可以以其它形式、结构、布置、比例，以及用其它组件、材料和部件来实现。在不脱离本发明范围和精神的情况下，可以对这里所披露的实施例进行其它变形和改变。

Claims (6)

1.一种终端对摄像设备的安全认证方法，其中所述终端中包括安全芯片，该方法包括如下步骤：
步骤S1、与所述摄像设备建立连接；
步骤S2、使用安全芯片存储的安全芯片共享密钥对所述摄像设备进行认证，如果认证通过继续步骤S3，否则退出该安全认证方法；所述安全芯片只能由终端访问；
步骤S3、所述摄像设备使用摄像设备共享密钥对所述终端进行认证，如果认证通过则继续步骤S4，否则退出该安全认证方法；
步骤S4、所述终端发送获取数据指令；
步骤S5、所述摄像设备使用摄像设备共享密钥对视频数据进行加密，发送到所述终端；
步骤S6、所述终端使用安全芯片共享密钥对视频数据进行解密；
其中，步骤S2具体步骤如下子步骤：
步骤S21、向所述摄像设备发送第一随机数据；
步骤S22、所述摄像设备生成第二随机数据；
步骤S23、所述摄像设备顺序输入第一随机数据和第二随机数据到加密算法中，并使用摄像设备共享密钥对加密结果进行加密，获得第一摄像设备加密值；
步骤S24、发送第二随机数和摄像设备加密值到所述终端；
步骤S25、所述终端顺序输入第一随机数据和第二随机数据到加密算法中，并使用安全芯片共享密钥对加密结果进行加密，获得第一安全芯片加密值；
步骤S26、判断第一摄像设备加密值和第一安全芯片加密值是否相等，如果相等则所述摄像设备的认证通过，否则退出该认证方法；
其中步骤S3具体步骤如下子步骤：
步骤S31、所述终端顺序输入第二随机数据和第一随机数据到加密算法中，并使用安全芯片共享密钥对加密结果进行加密，获得第二安全芯片加密值；
步骤S32、向所述摄像设备发送第二安全芯片加密值；
步骤S33、所述摄像设备顺序输入第二随机数据和第一随机数据到加密算法中，并使用摄像设备共享密钥对加密结果进行加密，获得第二摄像设备加密值；
步骤S34、判断第二摄像设备加密值和第二安全芯片加密值是否相等，如果相等则所述终端的认证通过，否则退出该认证方法；
所述终端使用安全芯片共享密钥对视频数据进行解密的子步骤如下：
读取所述终端中计数器的值；
将第一随机数和第二随机数异或之后获得第三随机数；
所述终端顺序输入第三随机数据和计数器的值到加密算法中，并使用安全芯片共享密钥对加密结果进行加密，获得视频流解密值；
使用视频流解密值对视频数据进行解密；
播放该视频流。
2.如权利要求1所述的安全认证方法，其中步骤S5具体步骤如下子步骤：
步骤S51、读取所述摄像设备中计数器的值；
步骤S52、将第一随机数和第二随机数异或之后获得第三随机数；
步骤S53、所述摄像设备顺序输入第三随机数据和计数器的值到加密算法中，并使用摄像设备共享密钥对加密结果进行加密，获得视频流加密值；
步骤S54、使用视频流加密值对视频数据进行加密。
3.一种终端和摄像设备中共享密钥的生成方法，其中所述终端中包括安全芯片，所述安全芯片只能由终端访问；该方法包括如下步骤：
步骤P1、与摄像设备通过点对点连接建立通信信道；
步骤P2、获取摄像设备标识码；所述摄像设备标识码为摄像设备发送给终端的验证码；
步骤P3、接收所述摄像设备发送的公钥，并将其保存在所述安全芯片中；
步骤P4、生成一组随机数据；
步骤P5、对所述摄像设备标识码进行分散，获得安全芯片共享密钥；
步骤P6、使用公钥对所述随机数加密，并将加密后的所述随机数据发送到摄像设备；
步骤P7、所述摄像设备解密被加密的随机数，对所述摄像设备标识码进行分散，获得摄像设备共享密钥；
其中，所述终端使用安全芯片共享密钥对视频数据进行解密的子步骤如下：
读取所述终端中计数器的值；
将第一随机数和第二随机数异或之后获得第三随机数；
所述终端顺序输入第三随机数据和计数器的值到加密算法中，并使用安全芯片共享密钥对加密结果进行加密，获得视频流解密值；
使用视频流解密值对视频数据进行解密；
播放该视频流。
4.一种终端，包括如下部件：
安全芯片，产生并存储安全芯片共享密钥；所述安全芯片只能由终端访问；
通信装置，与摄像设备建立通信连接，向摄像设备发送获取数据指令，并接收摄像设备发送的加密的视频数据；
安全认证装置，使用安全芯片存储的安全芯片共享密钥对所述摄像设备进行认证，认证通过生成获取数据指令，并且使用安全芯片共享密钥对加密的视频数据进行解密；
其中，安全认证装置使用安全芯片存储的安全芯片共享密钥对所述摄像设备进行认证包括如下步骤：
向所述摄像设备发送第一随机数据；
所述摄像设备生成第二随机数据；
所述摄像设备顺序输入第一随机数据和第二随机数据到加密算法中，并使用摄像设备共享密钥对加密结果进行加密，获得第一摄像设备加密值；
发送第二随机数和摄像设备加密值到所述终端；
所述终端顺序输入第一随机数据和第二随机数据到加密算法中，并使用安全芯片共享密钥对加密结果进行加密，获得第一安全芯片加密值；
判断第一摄像设备加密值和第一安全芯片加密值是否相等，如果相等则所述摄像设备的认证通过，否则退出该认证方法。
5.一种摄像设备，包括如下部件：
采集装置，采集视频数据；
存储部件，存储摄像设备共享密钥；
连接装置，与终端建立通信连接，将加密后的视频数据发送到所述终端，
加解密装置，使用摄像设备共享密钥对所述终端进行认证，使用摄像设备共享密钥对采集的视频数据进行加密；
其中，使用摄像设备共享密钥对所述终端进行认证包括如下步骤：
所述终端顺序输入第二随机数据和第一随机数据到加密算法中，并使用安全芯片共享密钥对加密结果进行加密，获得第二安全芯片加密值；
向所述摄像设备发送第二安全芯片加密值；
所述摄像设备顺序输入第二随机数据和第一随机数据到加密算法中，并使用摄像设备共享密钥对加密结果进行加密，获得第二摄像设备加密值；
判断第二摄像设备加密值和第二安全芯片加密值是否相等，如果相等则所述终端的认证通过，否则退出该认证方法。
6.一种终端和摄像设备相互认证的安全认证系统，包括如权利要求4所述的终端和权利要求5所述的摄像设备。
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CN101908959A (zh) * 2010-07-28 2010-12-08 北京握奇数据系统有限公司 一种建立共享密钥的方法、设备及其系统

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