CN109584421A

CN109584421A - 一种基于国产安全芯片的智能门锁认证管理系统

Info

Publication number: CN109584421A
Application number: CN201811493362.3A
Authority: CN
Inventors: 郭瑞东; 陈�光; 杨启超; 程火青
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2018-12-07
Filing date: 2018-12-07
Publication date: 2019-04-05

Abstract

本发明公开了一种基于国产安全芯片的智能门锁认证管理方法，智能门锁认证系统负责认证用户身份和进行开锁，智能门锁管理系统负责采集并烧录用户相关信息，完成APP的打包。用户信息采集与烧录时包括新增用户，智能门锁管理服务器连接用户手机等终端设备，采集用户终端设备串号等设备信息，智能门锁管理服务器绑定用户终端并生成该用户专用的APP；设置用户开锁认证方式，采用钥匙、指纹、密码、脸部识别或IC卡中的一种或者集中组合。在用户专用APP输入专用PIN开锁。本发明采用用户专用APP，安全性很强，生成用户专用APP，并且该APP采用用户PIN保护，安装过程中还要验证待安装终端的特有信息，从源头保证了用户APP本身的安全性。

Description

一种基于国产安全芯片的智能门锁认证管理系统

技术领域

本发明属于物联网安全技术领域，具体涉及一种能提高智能门锁物联网生态系统安全性的智能门锁认证管理系统。

背景技术

2018年将是物联网的关键一年。据估计，将有28亿台新设备连接到互联网，使十年前科幻小说中出现的各种场景成为可能。网络医疗设备、手表、智能家居、智能城市、智能汽车、智能工业等将改变人们在个人和商业世界中彼此之间以及与环境之间的通信方式。

现在是反思我们过去所犯错误和决心在未来做得更好的最佳时机。首先考虑的是安全问题。我们很容易沉浸在物联网带来的新事物中，而忽视物联网带来的安全风险。安全高于一切，设备是否存在安全隐患将是您考虑的安全措施强度的重要因素。

智能家居是在物联网在家居方向的体现，随着网络经济的发展，智能家居家庭网络日益受到人们的关注，开始成为热门的话题。家庭网络是信息社会发展的必然趋势，也是人们追求更高生活标准的实用化基础。门锁是家庭安防最重要的环节，是家家户户都需要用到的刚需产品，因而智能门锁成为了智能家居中的重要一环。

当前智能门锁一般均支持APP开锁、指纹开锁、密码开锁、磁卡开锁、钥匙开锁等开锁方式，或者其中几项相结合的开锁方式，与传统的机械锁相比，大大方便了日常生活出行。

当前的智能门锁，主要面临如下几个问题：

（1）设备安全执行敏感操作保障手段缺失。

智能门锁，都包含安全敏感操作，如何保证敏感操作的执行安全的手段在当前环境中还比较缺失。比如：采用指纹解锁，直接指纹的验证成功开锁安全度是不够的，如何保证指纹是有权限对应人的指纹，当前市场的上产品还很缺失。

（2）设备存储的敏感信息没有保障。

当前市场上的智能门锁，都需要在其上存储个人的信息，包括指纹、密码、磁卡信息等，但是这些信息没有进行加密存储和进行权限设定，无法保证这些信息安全。

（3）设备的身份认证过程不够安全。

当前市场的智能门锁在开锁过程中，仅仅是认证指纹、密码、磁卡等信息，但是这样简单的认证是不够安全的，比如指纹、磁卡是容易伪造的等等

（4）设备通信与实施过程未加密和未保护秘钥。

通信加密是密码学一种面向数据保护、安全通信和身份验证的前瞻性技术，难以正确实施和部署。加密将保护数据，但还必须保护密钥。

物联网的一个特征是：设备通常处于物理上不受控制的环境中，从而使黑客能够更直接地访问这些设备，从而更容易对这些设备进行反向工程以找到密钥。

（5）设备上的应用程序保护手段缺失。

智能门锁APP一般都是一种通用APP，但是这种APP可以随意的安装到其他人手机上，并且能够跟门锁发生交互，甚至可以篡改APP的通信数据，那么APP是处于一种不正常的非安全的的状态，怎么保证APP的安全，当前市场上没有相应的手段。

发明内容

本发明针对物联网安全问题，在智能门锁上纳入国产安全芯片，采用软硬件结合的方式，全面提高智能门锁物联网生态系统的安全性。

解决上述技术问题所采用的技术方案是采用一种基于国产安全芯片的智能门锁认证管理方法，包括智能门锁管理系统和智能门锁认证系统，智能门锁管理系统中的智能门锁管理服务器通过USB或wifi方式连接智能门锁认证系统中的智能门锁，所述智能门锁认证系统负责认证用户身份和进行开锁，智能门锁管理系统负责采集并烧录用户相关信息，完成APP的打包。

具体过程包括以下用户信息采集与烧录步骤和用户开锁步骤。

（1）用户信息采集与烧录步骤如下：

首先，新增用户，向智能门锁管理服务器录入用户专用PIN基本信息，产生用户密钥对，采集用户指纹、用户面部和IC卡相关信息保存。

然后，智能门锁管理服务器连接用户手机等终端设备，采集用户终端设备串号等设备信息，智能门锁管理服务器绑定用户终端并生成该用户专用的APP；

再次，设置用户开锁认证方式，采用钥匙、指纹、密码、脸部识别或IC卡中的一种或者集中组合。

最后，智能门锁管理系统把用户相关信息、用户PIN哈希值、用户密钥对公钥、认证方式信息、APP专有信息，烧录到智能门锁上。

（2）在用户专用APP输入专用PIN开锁过程：在开锁过程中，用户终端设备APP与智能门锁以Wifi方式进行通信，用户终端设备APP发出开锁请求后，首先，智能门锁的认证系统等待用户终端设备APP输入专用PIN，用户输入后专用PIN后，智能门锁的认证系统哈希用户PIN是否正确；然后，按照设置的认证方式，采用钥匙、指纹、密码、脸部识别或IC卡的一种或者几种方式进行认证；最后，智能门锁的认证系统执行相应指令完成开锁。

所述用户终端设备APP开锁必须在用户绑定的手机等终端设备上，安装用户专用APP，每个APP里面有用户专有信息和终端信息；用户安装专用APP时，首先需要用户输入PIN，验证其正确性，然后开始验证APP专有信息是否和绑定终端信息相符合，都符合情况下才能完成APP安装，否则不能安装APP。

其中，在开锁过程中，APP与智能门锁以Wifi方式进行通信，APP开锁请求后，智能门锁认证系统首先认证APP专有信息，然后执行其他指令。

另外，用户信息修改与烧录的过程与新增用户过程相同，用新修改信息替换原有信息。用户删除将直接从服务器上和门锁中删除用户相关信息。

本发明在烧录时，用户信息除密钥对公钥信息、PIN哈希值外，其他信息用户密钥对私钥进行加密，用户公钥信息用PIN进行加密，PIN哈希值不加密。

本发明与现有最好技术相比的优点是：本发明采用用户专用APP，安全性很强。

当前智能门锁采用的APP都是通用性的APP，该APP可以安装到任何适配的终端设备上，虽然其上也有一部分安全措施，比如用户名/密码验证等，但是不能保证APP本身的安全性。

本发明采用在智能门锁管理系统上绑定用户指定终端，生成用户专用APP，并且该APP采用用户PIN保护，安装过程中还要验证待安装终端的特有信息，从源头保证了用户APP本身的安全性。

附图说明

图1是智能门锁系统拓扑图。

图2是智能门锁认证与管理系统总体架构。

具体实施方式

当前物联网方兴未艾，众多的基于物联网的产品和设备层出不穷，物联网制造商只关注设备的功能，而没有在安全防护方面进行足够的投入，物联网生态基本处于“裸奔”状态。本发明针对物联网安全问题，在智能门锁上纳入国产安全芯片，采用软硬件结合的方式，全面提高智能门锁物联网生态系统的安全性。

另外，当前智能门锁采用的APP都是通用性的APP，该APP可以安装到任何适配的终端设备上，虽然其上也有一部分安全措施，比如用户名/密码验证等，但是不能保证APP本身的安全性。

本发明提供一种基于国产安全芯片的智能门锁认证与管理系统，其中智能门锁上搭载国产安全芯片，指纹芯片、面部识别芯片、IC卡识别芯片，wifi芯片，蓝牙芯片，构建有android操作系统，并在操作系统上运行智能门锁认证系统，同时还配备有一套智能门锁管理系统，需要安装到一个计算机上，这里称为智能门锁管理服务器。

智能门锁认证系统主要负责认证用户身份，进行开锁，智能门锁管理系统负责采集并烧录用户相关信息，完成APP的打包。

实现上述管理系统的方法步骤如下，参见如图1和图2所示。

1、用户信息采集与烧录。

智能门锁管理服务器(智能门锁管理系统)通过USB/wifi方式连接智能门锁(智能门锁认证系统)：

首先，新增用户，录入用户专用PIN、基本信息、产生用户密钥对，采集用户指纹、用户面部、IC卡相关信息保存。

然后，连接用户手机等终端设备，采集用户设备串号等设备信息，绑定用户终端并生成该用户专用的APP。

再次，设置用户开锁认证方式，可以钥匙、指纹、密码、脸部识别、APP中的一种或者集中组合；最后，智能门锁管理系统把用户相关信息、用户PIN哈希值、用户密钥对公钥、认证方式信息、APP专有信息，烧录到智能门锁上。

用户信息修改与烧录与新增用户过程类似，用户删除将直接从服务器上和门锁中删除用户相关信息。

其中烧录时，用户信息除密钥对公钥信息、PIN哈希值外，其他信息用用户密钥对私钥进行加密，用户公钥信息用PIN进行加密，PIN哈希值不加密。

2、用户开锁过程。

首先，智能门锁认证系统，等待用户输入专用PIN，用户输入后哈希用户PIN，是否正确；然后按照设置的认证方式，采用钥匙、指纹、密码、脸部识别、IC卡的一种或者几种方式进行认证；最后完成开锁。

APP开锁，必须在用户绑定的手机等终端设备上，安装用户专用APP，每个APP里面有用户专有信息和终端信息。

用户安装专用APP时，首先需要用户输入PIN，验证其正确性，然后开始验证APP专有信息是否和绑定终端信息相符合，都符合情况下才能完成APP安装。否则不能安装APP。

在开锁过程中，APP与智能门锁以Wifi方式进行通信，APP开锁请求后，智能门锁认证系统首先认证APP专有信息，然后执行其他指令，比如开锁、查询开锁日志等等。

进一步地，作为以上方案的补充，本发明保护密钥可能需要在设备上安装特殊的硬件安全存储密钥，如果不可能，则需要白盒加密。还需要考虑密钥管理的整个生命周期。密钥是如何生成和分发的，密钥通常在未受保护的计算机上生成，私钥没有得到充分保护或备份，从而导致严重的安全漏洞。正确的密钥生成和分发需要专门的技术、设施、流程和人员，如果这些功能在自己的企业中不可用，可能需要外包密钥生成和配置服务。

Claims

1.一种基于国产安全芯片的智能门锁认证管理方法，包括智能门锁管理系统和智能门锁认证系统，智能门锁管理系统中的智能门锁管理服务器通过USB或wifi方式连接智能门锁认证系统中的智能门锁，其特征在于，所述智能门锁认证系统负责认证用户身份和进行开锁，智能门锁管理系统负责采集并烧录用户相关信息，完成APP的打包；包括以下步骤，

（1）用户信息采集与烧录步骤如下：

首先，新增用户，向智能门锁管理服务器录入用户专用PIN基本信息，产生用户密钥对，采集用户指纹、用户面部和IC卡相关信息保存；

然后，智能门锁管理服务器连接用户终端设备，采集用户终端设备串号设备信息，智能门锁管理服务器绑定用户终端并生成该用户专用的APP；

再次，设置用户开锁认证方式，采用钥匙、指纹、密码、脸部识别或IC卡中的一种或者集中组合；

最后，智能门锁管理系统把用户相关信息、用户PIN哈希值、用户密钥对公钥、认证方式信息、APP专有信息，烧录到智能门锁上；

（2）用户输入专用PIN开锁过程：在开锁过程中，用户终端设备APP与智能门锁以Wifi方式进行通信，用户终端设备APP发出开锁请求后，首先，智能门锁的认证系统等待用户终端设备APP输入专用PIN，用户输入后专用PIN后，智能门锁的认证系统哈希用户PIN是否正确；然后，按照设置的认证方式，采用钥匙、指纹、密码、脸部识别或IC卡的一种或者几种方式进行认证；最后，智能门锁的认证系统执行相应指令完成开锁;

（3）用户APP开锁过程： APP开锁必须在用户绑定的终端设备上，安装用户专用APP，每个APP里面有用户专有信息和终端信息；用户安装专用APP时，首先需要用户输入PIN，验证其正确性，然后开始验证APP专有信息是否和绑定终端信息相符合，都符合情况下才能完成APP安装，否则不能安装APP。

2.根据权利要求1所述的基于国产安全芯片的智能门锁认证管理方法，其特征在于，在开锁过程中，APP与智能门锁以Wifi方式进行通信，APP开锁请求后，智能门锁认证系统首先认证APP专有信息，然后执行其他指令。

3.根据权利要求1所述的基于国产安全芯片的智能门锁认证管理方法，其特征在于，用户信息修改与烧录的过程与步骤（1）新增用户过程相同，用新修改信息替换原有信息。

4.根据权利要求1所述的基于国产安全芯片的智能门锁认证管理方法，其特征在于，用户删除将直接从服务器上和门锁中删除用户相关信息。

5.根据权利要求1所述的基于国产安全芯片的智能门锁认证管理方法，其特征在于，在第（1）步中烧录时，用户信息除密钥对公钥信息、PIN哈希值外，其他信息用户密钥对私钥进行加密，用户公钥信息用PIN进行加密，PIN哈希值不加密。