CN108596605A - 具有电子签名功能的智能卡 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有电子签名功能的智能卡，该智能卡包括：收发模块，密码生成模块，签名模块和显示模块；收发模块用于接入POS机，接收交易报文并发送至签名模块；密码生成模块用于生成联合密码，并发送至签名模块和显示模块；签名模块根据交易报文和联合密码生成签名报文，并通过收发模块至少将签名报文发送至POS机；显示模块用于显示联合密码，使得用户将所述联合密码输入至所述POS机，以完成交易。采用本发明，通过智能卡和POS机的一次接入完成交易所需数据的交互，降低了多次接入造成的重要信息被截获的风险，提高了安全性。

Description

具有电子签名功能的智能卡

本申请是申请号为201310070753.5、发明名称为具有电子签名功能的智能卡、智能卡交易系统及方法、申请日为2013年3月6日的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种电子技术领域，尤其涉及一种具有电子签名功能的智能卡。

背景技术

现今，刷卡消费已经成为主流。采用如下流程实现电子签名交易：

步骤S101，用户持卡以非接触方式接入POS机；其中，非接触方式可以为射频、蓝牙、NFC等任意非接触方式。

步骤S102，POS机将交易信息发送至用户接入的智能卡；其中，交易信息可以至少包括帐号和金额，当然还可以包括交易明细信息。

步骤S103，智能卡接收交易信息，显示交易信息，待用户确认交易信息无误后，接收用户输入的确认密码，对交易信息进行签名；

步骤S104，智能卡再次以非接触方式接入POS机，将签名信息发送至POS机；

步骤S105，POS机将交易信息和签名信息上传至银行服务器，以便银行服务器根据交易信息执行交易。

由此可见，现有的智能卡在完成对交易信息进行签名的过程中需要以非接触方式与POS机进行至少两次接入，从而会存在接入过程中交易信息和/或签名信息被劫持的问题，造成用户损失，安全性不高。

发明内容

本发明旨在解决现有智能卡在多次接入过程中交易信息和/或签名信息被劫持而造成的安全性不高的问题。

本发明的一个目的在于提供一种具有电子签名功能的智能卡。

为达到上述目的，本发明的技术方案具体是这样实现的：

本发明提供了一种具有电子签名功能的智能卡，所述智能卡包括：收发模块，密码生成模块，签名模块和显示模块；所述收发模块用于接入POS机，接收交易报文并发送至所述签名模块；所述密码生成模块用于生成联合密码，并发送至所述签名模块和所述显示模块；所述签名模块根据所述交易报文和所述联合密码生成签名报文，并通过所述收发模块至少将所述签名报文发送至所述POS机；所述显示模块用于显示所述联合密码，使得用户将所述联合密码输入至所述POS机，以完成交易。

可选地，所述收发模块在发送所述签名报文至所述POS机之后，还断开与所述POS机的连接；所述显示模块在所述收发模块断开与所述POS机的连接后，还显示所述交易报文。

可选地，所述智能卡还包括：按键模块；所述按键模块根据接收到的确认密码和/或确认指令，触发所述显示模块显示所述联合密码。

由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明提供了一种具有电子签名功能的智能卡，通过智能卡和POS机的一次接入完成交易所需数据的交互，降低了多次接入造成的重要信息被截获的风险，提高了安全性。本发明的联合密码可以是在每次交易时随机生成的数字、字母和字符的一种或多种的组合，不同于现有的交易密码和OTP必须采用密文进行传输，本发明的联合密码可通过明文进行传输，并且不会降低交易过程中账户的安全性；本发明的联合密码是在智能卡一侧生成并上传至银行服务器，也不同于现有的OTP需要银行服务器和终端同时生成，本发明的单侧生成联合密码并进行签名，以保证联合密码传输的安全性和联合密码验证的准确性；本发明通过用户将联合密码输入至POS机以完成交易，使得由POS机发送至银行服务器的需要由银行服务器进行处理的数据均为经过授权且有效的数据，保证了安全性，提高了工作效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。

图1为现有的电子签名交易的方法流程图；

图2为本发明具有电子签名功能的智能卡交易方法实施例1的流程图；

图3为本发明具有电子签名功能的智能卡交易方法实施例2的流程图；

图4为本发明具有电子签名功能的智能卡交易系统的结构示意图。

具体实施方式

下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，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，都属于本发明的保护范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或数量或位置。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面将结合附图对本发明实施例作进一步地详细描述。

实施例1

图2为本发明具有电子签名功能的智能卡交易方法实施例1的流程图。现结合图2，对本发明具有电子签名功能的智能卡交易方法进行说明，具体如下：

本发明具有电子签名功能的智能卡交易方法包括：

步骤S201：具有电子签名功能的智能卡接入POS机，接收交易报文；

具体的，在具有电子签名功能的智能卡接入POS机之前，POS机可通过手工输入、网络、扫描商品信息等方式获取交易报文。

智能卡可通过非接触方式接入POS机，接收POS机发送的交易报文。其中，交易报文至少包括账户和金额，还可包括交易明细信息。

当然，智能卡也可以通过接触方式接入POS机。

本发明的智能卡采用非接触方式接入POS机较接触方式接入POS机具有较高的安全性，防止信息被获取。

步骤S202：智能卡生成联合密码；

具体的，智能卡随机地生成数字、字母和/或符号，从数字、字母和符号中选择一种或多种组合生成联合密码，可以保证联合密码的不唯一性，随机性，提高联合密码的安全性。

步骤S203：智能卡根据交易报文和联合密码生成签名报文；

具体的，智能卡可以直接对交易报文和联合密码进行签名，生成签名报文；或者

智能卡计算交易报文的摘要信息，计算联合密码的摘要信息，对交易报文的摘要信息和联合密码的摘要信息进行签名，生成签名报文；或者

智能卡计算交易报文的摘要信息，对联合密码进行加密获得加密联合密码，对交易报文的摘要信息和加密联合密码进行签名，生成签名报文；或者

智能卡计算交易报文的摘要信息，对联合密码进行加密获得加密联合密码，并计算加密联合密码的摘要信息，对交易报文的摘要信息和加密联合密码的摘要信息进行签名，生成签名报文。

其中，摘要信息可以包括如下的一种或其组合：通过哈希算法计算的哈希值、通过MAC算法计算的MAC值，通过对称加密获得的密文本身。

另外，加密运算可以为对称加密或者非对称加密(例如通过银行服务器的公钥进行加密)。为了进一步提高联合密码传输的安全性，智能卡还可以生成一个随机数，将联合密码和该随机数按照预设的格式进行组合，并对组合后的数据进行加密获得加密联合密码。此时将联合密码和随机数进行组合，从而防止重放攻击。

本发明可以采用通过对联合密码进行摘要计算、对联合密码进行加密或对加密联合密码进行摘要计算，保证了联合密码传输的安全性；可以对联合密码的摘要信息、加密联合密码或加密联合密码的摘要信息进行签名，提高了交易的安全性。

步骤S204：智能卡至少将签名报文发送至POS机；

具体的，在步骤S203中，如果采用智能卡计算加密联合密码的方案时，此步骤中，智能卡还将加密联合密码和签名报文发送至POS机。

在步骤S203中，如果采用智能卡计算加密联合密码的摘要信息的方案时，此步骤中，智能卡还将加密联合密码的摘要信息和签名报文发送至POS机。

当然，无论步骤S203中，智能卡计算的是何种信息，智能卡都可以将计算的信息发送至POS机。

步骤S205：POS机接收通过按键输入的智能卡生成的联合密码，至少将交易报文、签名报文和联合密码发送至银行服务器；

具体的，在步骤S203中，如果采用智能卡计算加密联合密码的方案时，此步骤中，POS机还将加密联合密码、交易报文、签名报文和联合密码发送至银行服务器。

在步骤S203中，如果采用智能卡计算加密联合密码的摘要信息的方案时，此步骤中，POS机还将联合密码的摘要信息、交易报文、签名报文和联合密码发送至银行服务器。

当然，无论步骤S203中，智能卡计算的是何种信息，POS机均可以将智能卡计算的信息发送至银行服务器。

本发明的POS机只有在接收到用户输入的联合密码后，才会将交易报文、签名报文和联合密码发送至银行服务器，以触发银行服务器完成交易，以便银行服务器根据联合密码和签名报文对用户身份进行认证，提高交易的安全性。另外，本发明的联合密码可以是在每次交易时随机生成的数字、字母和字符的一种或多种的组合，不同于现有的交易密码和OTP必须采用密文进行传输，本发明的联合密码可通过明文进行传输，并且不会降低交易过程中账户的安全性；本发明的联合密码是在智能卡一侧生成并上传至银行服务器，也不同于现有的OTP需要银行服务器和终端同时生成，本发明的单侧生成联合密码并进行签名，以保证联合密码传输的安全性和联合密码验证的准确性；本发明的POS机是在输入了联合密码之后发送相关数据(可以是交易报文、签名报文和联合密码)至银行服务器，使得由POS机发送至银行服务器的需要由银行服务器进行处理的数据均为经过授权且有效的数据，保证了安全性，提高了工作效率。

步骤S206：银行服务器验证签名报文和联合密码，并在验证通过后，根据交易报文执行交易操作。

由此可见本发明的智能卡交易方法，通过智能卡和POS机的一次接入完成交易所需数据的交互，降低了多次接入造成的重要信息被截获的风险，提高了安全性。

实施例2

图3为本发明具有电子签名功能的智能卡交易方法实施例2的流程图。现结合图3，对本发明具有电子签名功能的智能卡交易方法进行说明，具体如下：

本发明具有电子签名功能的智能卡交易方法包括：

步骤S301：具有电子签名功能的智能卡接入POS机，接收交易报文；

具体的，在具有电子签名功能的智能卡接入POS机之前，POS机可通过手工输入、网络、扫描商品信息等方式获取交易报文。

智能卡可通过非接触方式接入POS机，接收POS机发送的交易报文。其中，交易报文至少包括账户和金额，还可包括交易明细信息。

当然，智能卡也可以通过接触方式接入POS机。

本发明的智能卡采用非接触方式接入POS机较接触方式接入POS机具有较高的安全性，防止信息被获取。

步骤S302：智能卡生成联合密码；

具体的，智能卡随机地生成数字、字母和/或符号，从数字、字母和符号中选择一种或多种组合生成联合密码，可以保证联合密码的不唯一性，随机性，提高联合密码的安全性。

步骤S303：智能卡根据交易报文和联合密码生成签名报文；

具体的，智能卡可以直接对交易报文和联合密码进行签名，生成签名报文；或者

智能卡计算交易报文的摘要信息，计算联合密码的摘要信息，对交易报文的摘要信息和联合密码的摘要信息进行签名，生成签名报文；或者

智能卡计算交易报文的摘要信息，对联合密码进行加密获得加密联合密码，对交易报文的摘要信息和加密联合密码进行签名，生成签名报文；或者

智能卡计算交易报文的摘要信息，对联合密码进行加密获得加密联合密码，并计算加密联合密码的摘要信息，对交易报文的摘要信息和加密联合密码的摘要信息进行签名，生成签名报文。

其中，摘要信息可以包括如下的一种或其组合：通过哈希算法计算的哈希值、通过MAC算法计算的MAC值，通过对称加密获得的密文本身。

另外，加密运算可以为对称加密或者非对称加密(例如通过银行服务器的公钥进行加密)。为了进一步提高联合密码传输的安全性，智能卡还可以生成一个随机数，将联合密码和该随机数按照预设的格式进行组合，并对组合后的数据进行加密获得加密联合密码。此时将联合密码和随机数进行组合，从而防止重放攻击。

本发明可以采用通过对联合密码进行摘要计算、对联合密码进行加密或对加密联合密码进行摘要计算，保证了联合密码传输的安全性；可以对联合密码的摘要信息、加密联合密码或加密联合密码的摘要信息进行签名，提高了交易的安全性。

步骤S304：智能卡至少将签名报文发送至POS机；

具体的，在步骤S303中，如果采用智能卡计算加密联合密码的方案时，此步骤中，智能卡还将加密联合密码和签名报文发送至POS机。

在步骤S303中，如果采用智能卡计算加密联合密码的摘要信息的方案时，此步骤中，智能卡还将加密联合密码的摘要信息和签名报文发送至POS机。

当然，无论步骤S303中，智能卡计算的是何种信息，智能卡都可以将计算的信息发送至POS机。

步骤S305：智能卡断开与POS机的连接；

具体的，在非接触式方式接入的情况下，用户持智能卡离开POS机的感应范围即可；在接触式方式接入的情况下，用户从POS机中拔出智能卡即可。断开与POS机的连接保证了智能卡与POS机的一次接触，降低了多次接触信息被截获的风险，提高了数据传输的安全性。

步骤S306：智能卡显示交易报文；

具体的，智能卡在显示屏上显示接收到的交易报文，以便用户确认该交易的真实性，保证交易的安全。

步骤S307：智能卡接收通过按键输入的确认密码和/或确认指令；

具体的，用户在确认了交易信息的真实性之后，可以通过输入确认密码和/或确认指令的操作，触发智能卡显示生成的联合密码。通过输入确认密码触发智能卡显示联合密码可以防止联合密码被他人获知，提高联合密码的保密性。

步骤S308：智能卡显示联合密码。

具体的，智能卡显示联合密码，以便用户可以获知该联合密码，将该联合密码输入至POS机，以完成交易。

为了进一步提高联合密码的安全性，防止他人获取联合密码的明文信息，在步骤S302时，还可以将联合密码明文以预设的对称加密算法进行加密并将加密后的联合密码存储在智能卡中，在智能卡接收用户通过按键输入的确认密码和/或确认指令后，再以该预设的对称加密算法解密出联合密码明文进行显示。

步骤S309：POS机接收通过按键输入的智能卡生成的联合密码，至少将交易报文、签名报文和联合密码发送至银行服务器；

具体的，在步骤S303中，如果采用智能卡计算加密联合密码的方案时，此步骤中，POS机还将加密联合密码、交易报文、签名报文和联合密码发送至银行服务器。

在步骤S303中，如果采用智能卡计算加密联合密码的摘要信息的方案时，此步骤中，POS机还将联合密码的摘要信息、交易报文、签名报文和联合密码发送至银行服务器。

当然，无论步骤S303中，智能卡计算的是何种信息，POS机均可以将智能卡计算的信息发送至银行服务器。

本发明的POS机只有在接收到用户输入的联合密码后，才会将交易报文、签名报文和联合密码发送至银行服务器，以触发银行服务器完成交易，以便银行服务器根据联合密码和签名报文对用户身份进行认证，提高交易的安全性。另外，本发明的联合密码可以是在每次交易时随机生成的数字、字母和字符的一种或多种的组合，不同于现有的交易密码和OTP必须采用密文进行传输，本发明的联合密码可通过明文进行传输，并且不会降低交易过程中账户的安全性；本发明的联合密码是在智能卡一侧生成并上传至银行服务器，也不同于现有的OTP需要银行服务器和终端同时生成，本发明的单侧生成联合密码并进行签名，以保证联合密码传输的安全性和联合密码验证的准确性；本发明的POS机是在输入了联合密码之后发送相关数据(可以是交易报文、签名报文和联合密码)至银行服务器，使得由POS机发送至银行服务器的需要由银行服务器进行处理的数据均为经过授权且有效的数据，保证了安全性，提高了工作效率。

步骤S310：银行服务器验证签名报文和联合密码，并在验证通过后，根据交易报文执行交易操作。

由此可见本发明的智能卡交易方法，通过智能卡和POS机的一次接入完成交易所需数据的交互，降低了多次接入造成的重要信息被截获的风险，提高了安全性。

图4为本发明具有电子签名功能的智能卡交易系统的结构示意图。先结合图4，对本发明具有电子签名功能的智能卡交易系统的结构进行说明，具体如下：

本发明的具有电子签名功能的智能卡交易系统包括：POS机10、银行服务器20以及具有电子签名功能的智能卡30。智能卡30为具有电子签名功能的设备，可以包括含有用户账户信息的卡芯片和利用密钥进行数字签名的安全芯片，或者包括具有上述两个芯片功能的集成芯片。

其中，具有电子签名功能的智能卡30包括：收发模块301、密码生成模块302、签名模块303和显示模块304；换句话说，具有电子签名功能的智能卡30包含的上述模块可集成在一个芯片上，也可根据智能卡30所采用的芯片的数量和功能，集成在多个芯片上，在此就不在一一举例说明。

收发模块301用于接入POS机10，接收交易报文并发送至签名模块303。

密码生成模块302用于生成联合密码，并发送至签名模块303和显示模块304。具体的，密码生成模块302可在收发模块301接收到交易报文后，生成联合密码。

签名模块303根据交易报文和联合密码生成签名报文，并通过收发模块301至少将签名报文发送至POS机10。

POS机10接收通过按键输入的智能卡30生成的联合密码，至少将交易报文、签名报文和联合密码发送至银行服务器20。

银行服务器20验证签名报文和联合密码，并在验证通过后，根据交易报文执行交易操作。

当然，在上述结构的基础上，本发明的智能卡30的收发模块301在发送签名报文至POS机10之后，还断开与POS机10的连接，以便显示模块304显示交易报文。从而保证本发明的智能卡30仅与POS机10接触一次便完成了交易所需数据交互，降低由于二次接触产生数据被截获的风险，提高了交易的安全性。

当然，银行服务器20可以在验证联合密码失败预设次数(例如3次)后，锁定该智能卡对应的账号以保护用户账户的安全。

此外，智能卡30还可以包括：按键模块305。按键模块305根据接收到的确认密码和/或确认指令，触发显示模块304显示联合密码。

具体的，例如用户可以通过如下方式触发显示模块304显示联合密码：

(1)输入确认密码，在智能卡30验证确认密码正确后，显示模块304显示联合密码；或者

(2)按下确认按键，触发显示模块304显示联合密码；或者

(3)输入确认密码，并按下确认按键，在智能卡30验证确认密码正确后，显示模块304显示联合密码。

当然，可以针对不同的消费金额设置触发显示模块304显示联合密码条件，例如，小额消费只需要用户按下确认按键，大额消费需要用户输入确认密码等。

由此可见本发明的具有电子签名功能的智能卡和具有电子签名功能的智能卡交易系统，通过智能卡和POS机的一次接入完成交易所需数据的交互，降低了多次接入造成的重要信息被截获的风险，提高了安全性。

应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。

本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。

此外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。

上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。本发明的范围由所附权利要求及其等同限定。

Claims (3)

1.一种具有电子签名功能的智能卡，其特征在于，所述智能卡包括：收发模块，密码生成模块，签名模块和显示模块；

所述收发模块用于接入POS机，接收交易报文并发送至所述签名模块；

所述密码生成模块用于生成联合密码，并发送至所述签名模块和所述显示模块；

所述签名模块根据所述交易报文和所述联合密码生成签名报文，并通过所述收发模块至少将所述签名报文发送至所述POS机；

所述显示模块用于显示所述联合密码，使得用户将所述联合密码输入至所述POS机，以完成交易。

2.根据权利要求1所述的智能卡，其特征在于，所述收发模块在发送所述签名报文至所述POS机之后，还断开与所述POS机的连接；

所述显示模块在所述收发模块断开与所述POS机的连接后，还显示所述交易报文。

3.根据权利要求2所述的智能卡，其特征在于，所述智能卡还包括：按键模块；

所述按键模块根据接收到的确认密码和/或确认指令，触发所述显示模块显示所述联合密码。