CN108875419B - 基于mems传感器生成终端唯一性标识的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于MEMS传感器生成终端唯一性标识的方法，可包括如下步骤：S1、执行预定次数n的操作，每次操作是：S11，向MEMS传感器的自检测引脚输入一标准激励信号，并记录此时的MEMS传感器的输出向量Zi；S12，步骤S11完成后立即断开该标准激励信号，并记录此时的MEMS传感器的输出向量Yi；S13，根据步骤S11和S12的结果，计算特征向量Xi＝Zi‑Yi；其中i表示当前次数；S2、计算步骤S1所得到的n个特征向量X1,X2,...,Xn的平均向量，得到能反映MEMS传感器特性的标准激励输出向量

S3、利用标准激励输出向量

生成终端唯一性标识。

Description

基于MEMS传感器生成终端唯一性标识的方法

技术领域

本发明涉及一种基于MEMS传感器生成终端唯一性标识的方法。

背景技术

终端的唯一性标识，就是给终端确定一个唯一的串号或叫做编码，以便于终端的管理和使用及信息安全。最常见的终端标识是手机上的IMEI码，理论上，每一部手机的IMEI码是唯一的，这样IMEI码可用来识别手机身份、追踪失窃手机、联网安全验证等。但是IMEI可被轻易复制或读取，例如一些山寨机都有同一个IMEI码，这样终端的标识就是非唯一而不安全的。

特别在信息安全领域，终端的唯一性标识可能还涉及到密码的生成、身份鉴权、数字签名等，因此要求在唯一性标识在终端上能够隐蔽保存，不易被复制，现有的一些方法都不能很好满足这一要求，例如专利CN201210477755.1提取终端内多种器件的标识组合信息来生成终端唯一标识，由于其采用的多种器件的标识信息，如CPU标识都是存储在器件类似ROM的存储空间里的，可轻易读写和复制的，因此即使用多个信息来组合成终端标识，可比较容易被人破解和复制标识。

采用安全芯片、安全COS卡等专用安全设备来安全存储一个预分配终端唯一性标识是比较好的方法。这类安全设备内存储的信息只可内部使用，不可被外部读取和复制，但是这需要在终端内附带一个专用信息安全设备或芯片，增加了终端的成本。

发明内容

本发明旨在提供一种基于MEMS传感器生成终端唯一性标识的方法，以解决现有终端唯一性标识存在需要增加额外硬件或者易被破解和复制的问题。为此，本发明采用的具体技术方案如下：

一种基于MEMS传感器生成终端唯一性标识的方法，可包括如下步骤：

S1、执行预定次数n的操作，每次操作是：S11，向MEMS传感器的自检测引脚输入一标准激励信号，并记录此时的MEMS传感器的输出向量Zi；S12，步骤S11完成后立即断开该标准激励信号，并记录此时的MEMS传感器的输出向量Yi；S13，根据步骤S11和S12的结果，计算特征向量Xi＝Zi-Yi；其中i表示当前次数；

S2、计算步骤S1所得到的n个特征向量X1,X2,...,Xn的平均向量，得到能反映MEMS传感器特性的标准激励输出向量X；

S3、利用标准激励输出向量X生成终端唯一性标识。

进一步的，所述标准激励信号为方波。

更进一步的，所述方波为50μm的方波。

进一步的，所述步骤S6具体为，将标准激励输出向量X的每个元素用4字节浮点表示，以组成一个长度为元素个数乘以4的终端唯一性标识。

更进一步的，所述MEMS传感器为三轴MEMS传感器，所述终端唯一性标识的长度为12字节。

进一步地，所述预定次数n为不小于50。

本发明采用上述技术方案，具有的有益效果是，本发明的唯一性标识并不存储在某个器件内，而是根据MEMS传感器的内部独特的电子误差来随时生成，因此不会存在被人从存储空间上读取伪造的可能性，只要MEMS传感器不被人从终端上窃走，终端的唯一性标识都是安全的，有很高的安全性和唯一性。

附图说明

图1是本发明的实施例的流程图。

具体实施方式

为进一步说明各实施例，本发明提供有附图。这些附图为本发明揭露内容的一部分，其主要用以说明实施例，并可配合说明书的相关描述来解释实施例的运作原理。配合参考这些内容，本领域普通技术人员应能理解其他可能的实施方式以及本发明的优点。

本发明利用MEMS传感器在器件特征和生产过程中造成的独特误差，来生成终端的唯一性标识。由于MEMS传感器内排列有非常多的敏感电容或电感元件，每个元件的特性并不完全一致，而在生产过程中不同传感器内的元件排列也会具有偏差，不会完全一致。因此造成即使是同型号的每个传感器对外输出的加速度值都具有独特的偏移。本发明利用这些独特偏移生成终端的唯一标识。

由于每个MEMS传感器内部电子元件排列特性的独特性，因此通过自检测引脚的标准激励信号引起的传感器各轴的输出，对于每片传感器来说都是不同的。在实际应用中，由于环境已经与MEMS传感器的生产检测环境有很大不同(例如传感器不会保持某一固定姿态接受检测，用户可能正晃动手机，引入用户环境引起的输入量)，因此再去简单使用自检测引脚输入标准激励信号，并不能直接得到反映MEMS芯片电子特性的唯一性特征数据。本发明利用短时的标准激励信号输入和断开，通过差分和多次平均处理来得到反映MEMS芯片电子特性的唯一性特征数据，做为终端的唯一性标识码。

现结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明。参照图1，本发明的具体步骤如下：

步骤1：通过连接MEMS传感器自检测引脚的电路，向MEMS传感器输入一个50μm的方波做为标准激励信号。当然，标准激励信号也可以采用其它频率的方波，或者也可以采用三角波、正弦波波或余弦波等。记录此时传感器的输出向量Z1(第一次用Z1表示，第二次用Z2表示，依此类推，第n次用Zn表示)。例如对于三轴加速度传感器，有X、Y、Z三个轴，每个轴上的输出分别为Gx11,Gy11,Gz11，则Z1＝{Gx11,Gy11,Gz11}。

步骤2：在步骤1完成后，立即断开方波输入，记录此时的传感器输出向量Y1(第一次用Y1表示，第二次用Y2表示，依此类推，第n次用Yn表示)。对于三轴加速度传感器的X、Y、Z三个轴，每个轴上的输出分别为Gx21,Gy21,Gz21，则Y1＝{Gx21，Gy21，Gz21}。

步骤3：步骤1得到的向量Z1中的每个元素，例如Gx11，是由标准激励信号(50μm的方波)输入引起的MEMS独特反应Xc1、用户环境引起的输出值Xu11和用户环境引起的输出值误差Xa11组成的，即Gx11＝Xc1+Xu11+Xa11。步骤2得到的向量Y1中的每个元素，例如Gx21，是由用户环境引起的输出值Xu21和用户环境引起的输出值误差Xa21组成的。由于步骤1和步骤2间隔时间非常短，因此，用户环境引起的输出值和输出误差近似相等，即Xu11≈Xu21，Xa11≈Xa21。将Z1与Y1相减，得到只保留由标准激励信号输入引起的MEMS传感器独特反应数值量Xc1,Yc1,Zc1的特征向量X1(第一次用Y1表示，第二次用Y2表示，依此类推，第n次用Yn表示)。即

X1＝Z1-Y1＝{Gx11-Gx21,Gy11-Gy21,Gz11-Gz21}

＝{Xc1+Xu11+Xa11-Xu21-Xa21,Yc1+Yu11+Ya11-Yu21-Ya21,Zc1+Zu11+Za11-Zu21-Za21}

≈{Xc1,Yc1,Zc1}

步骤4：此时的X1还包含了一些误差，不能直接使用。返回步骤1，重新执行对检测引脚的输入的断开，并计算一系列特征向量值X2,X3,...,Xn。一般n至少取50次。

步骤5：对Xi，i＝1,2,3,...,n这一系列数据，取平均，以进一步消除误差，从而得到能反映MEMS传感器特性的标准激励输出值

步骤6：对

中的每个元素，用4字节浮点表示，得到一共12字节长度的终端唯一性标识。当然，标准激励输出值

也可以采用其它的方式进行转换，以生成终端唯一性标识。例如，用同余法或正负法处理

的结果作为终端唯一性标识。

以上例子是针对三轴加速度传感器生成唯一性标识的方法进行说明的，但本发明不限于三轴加速度传感器，对于其它MEMS传感器同样适用。

尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本发明，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围内，在形式上和细节上可以对本发明做出各种变化，均为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种基于MEMS传感器生成终端唯一性标识的方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、执行预定次数n的操作，每次操作是：S11，向MEMS传感器的自检测引脚输入一标准激励信号，并记录此时的MEMS传感器的输出向量Zi；S12，步骤S11完成后立即断开该标准激励信号，并记录此时的MEMS传感器的输出向量Yi；S13，根据步骤S11和S12的结果，计算特征向量Xi＝Zi-Yi；其中i表示当前次数；

S2、计算步骤S1所得到的n个特征向量X1,X2,...,Xn的平均向量，得到能反映MEMS传感器特性的标准激励输出向量

S3、利用标准激励输出向量

生成终端唯一性标识。

2.如权利要求1所述的基于MEMS传感器生成终端唯一性标识的方法，其特征在于，所述标准激励信号为方波。

3.如权利要求2所述的基于MEMS传感器生成终端唯一性标识的方法，其特征在于，所述方波为50μm的方波。

4.如权利要求1所述的基于MEMS传感器生成终端唯一性标识的方法，其特征在于，所述步骤S3具体为，将标准激励输出向量

的每个元素用4字节浮点表示，以组成一个长度为元素个数乘以4的终端唯一性标识。

5.如权利要求4所述的基于MEMS传感器生成终端唯一性标识的方法，其特征在于，所述MEMS传感器为三轴MEMS传感器，所述终端唯一性标识的长度为12字节。

6.如权利要求1所述的基于MEMS传感器生成终端唯一性标识的方法，其特征在于，所述预定次数n为不小于50。

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