CN111188538A - 一种智能门锁安全远程升级方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种智能门锁安全远程升级方法，所述方法包括：厂商服务器生成智能门锁升级程序，向密钥服务器请求密钥因子并传送当前升级版本号；密钥服务器生成密钥因子并返回给厂商服务器；厂商服务器计算获得加密密钥；厂商服务器将经过签名和加密的智能门锁升级程序上传至云服务器；厂商服务器向智能门锁广播升级提示信息；智能门锁接收到升级提示信息，并发送当前升级版本号给云服务器；云服务器对应的经过签名和加密的智能门锁升级程序并返回给智能门锁；智能门锁向密钥服务器发送当前升级版本号；密钥服务器返回对应的密钥因子；智能门锁计算获得加密密钥；使用加密密钥解密并进行验签成功后，由智能门锁根据智能门锁升级程序进行升级。

Description

一种智能门锁安全远程升级方法
技术领域
本发明涉及智能门锁领域，尤其涉及一种智能门锁安全远程升级方法。
背景技术
随着生活水平的提高，智能门锁的方便、安全、便捷特性使其在智能家居生活中越来越普及。智能门锁是指区别于传统机械锁，传统机械锁纯靠钥匙对门锁进行开闭操作，智能门锁则可通过指纹、数字密码以及感应卡等多种方式对门锁进行开闭操作，虽然为用户提供方便，但由于智能门锁相较于传统机械锁增设了识别元件和运行程序，无疑增加了安全隐患。
为了增强智能门锁的安全性能，一些智能门锁运营商通常会不断升级智能门锁的运行程序，在升级过程中，智能门锁运营商通常会派专业人员到访用户家中，用PC机对用户的智能门锁进行程序升级处理，然而此方式增加了程序升级的难度，并增加了人力成本。
发明内容
为了实现上述目的，本发明提出了一种智能门锁安全远程升级方法，所述方法包括：
厂商服务器生成智能门锁升级程序；
所述厂商服务器向密钥服务器请求密钥因子，并向所述密钥服务器传送当前升级版本号；
所述密钥服务器生成密钥因子，并将其与当前升级版本号一起保存，并向所述厂商服务器返回所述密钥因子；
所述厂商服务器收到所述密钥因子后，计算获得加密密钥；
所述厂商服务器对所述智能门锁升级程序进行数字签名，同时使用所述加密密钥加密所述智能门锁升级程序，然后将经过签名和加密的智能门锁升级程序上传至云服务器；
所述厂商服务器向智能门锁广播升级提示信息；
所述智能门锁接收到升级提示信息，并根据升级提示信息判断自身的程序是否需要升级，如需要，所述智能门锁将发送当前升级版本号给所述云服务器；
所述云服务器根据接收到的所述当前升级版本号查找与之对应的经过签名和加密的智能门锁升级程序；
所述云服务器将查找到的对应的经过签名和加密的智能门锁升级程序返回给所述智能门锁；
所述智能门锁向所述密钥服务器发送所述当前升级版本号；
所述密钥服务器向所述智能门锁返回所述当前升级版本号对应的密钥因子；
所述智能门锁在收到所述密钥因子后，计算获得加密密钥；
所述智能门锁使用所述加密密钥解密得到所述智能门锁升级程序的明文，并对所述智能门锁升级程序进行数字签名的验签；
若解密正确且数字签名验证通过，所述智能门锁根据所述智能门锁升级程序进行升级。
进一步的，所述厂商服务器预置有自身的公私钥对；所述智能门锁预置有自身的公私钥对，以及所述厂商服务器的公钥；所述厂商服务器采用自身的私钥对所述智能门锁升级程序进行数字签名，所述智能门锁采用所述厂商服务器的公钥进行数字签名的验签。
进一步的，在厂商服务器生成智能门锁升级程序之后，所述方法还包括：
所述厂商服务器与所述密钥服务器进行双向身份认证和密钥协商，以产生第一会话密钥；
所述密钥服务器采用第一会话密钥加密所述密钥因子，以得到第一密文信息，将所述第一密文信息发送至所述厂商服务器；
所述厂商服务器接收到所述第一密文信息并采用所述第一会话密钥进行解密得到所述密钥因子。
进一步的，在所述智能门锁向所述密钥服务器发送所述当前升级版本号之后，所述方法还包括：
所述智能门锁与所述密钥服务器进行双向身份认证和密钥协商，以产生第二会话密钥；
所述密钥服务器采用第二会话密钥加密所述密钥因子，以得到第二密文信息，将所述第二密文信息发送至所述智能门锁；
所述智能门锁接收到所述第二密文信息并采用所述第二会话密钥进行解密得到所述密钥因子。
进一步的，所述智能门锁与所述密钥服务器进行双向身份认证和密钥协商，具体包括：
所述密钥服务器随机生成kA，计算
Figure BDA0002263963370000031
所述密钥服务器将信息(IDA，pnbA，gA)发送给所述智能门锁，其中IDA为所述密钥服务器的身份标识，pnbA为所述密钥服务器的公钥；
所述智能门锁接收到信息(IDA，pnbA，gA)，然后生成一个随机数kB，计算
Figure BDA0002263963370000041
将信息(IDB，pnbB，gB)发送给所述密钥服务器；
所述密钥服务器接收到信息(IDB，pnbB，gB)，计算
Figure BDA0002263963370000042
Figure BDA0002263963370000043
其中xA为所述密钥服务器的私钥，然后将gAB发送给所述智能门锁；
所述智能门锁接收到gAB，然后计算
Figure BDA0002263963370000044
Figure BDA0002263963370000045
其中xB为所述智能门锁的私钥；比较gAB和gBA是否相等，若gAB和gBA相等，则说明所述密钥服务器拥有公钥pnbA，验证了所述密钥服务器的身份并确定所述密钥服务器已正确计算出会话密钥kAB；计算
Figure BDA0002263963370000046
并将gAk发送给所述密钥服务器；
所述密钥服务器接收到gAk信息，然后计算g`Ak＝(gA)kmodn，比较gAk和g`Ak是否相等，所gAk和g`Ak相等，说明所述智能门锁拥有公钥pnbB，验证了所述智能门锁的身份并确定所述智能门锁已正确计算出会话密钥kAB。
进一步的，所述升级提示信息至少包括当前升级版本号。
进一步的，根据升级提示信息判断自身的程序是否需要升级，具体包括：
所述智能门锁将所述升级提示信息中的当前升级版本号与自身程序的版本号进行比对；
如果所述升级提示信息中的当前升级版本号高于自身程序的版本号，则需要升级，如果所述升级提示信息中的当前升级版本号低于或等于自身程序的版本号，则无需升级。
进一步的，所述密钥服务器分别与厂商服务器和智能门锁网络通信，所述云服务器分别与厂商服务器和智能门锁网络通信，且网络通信方式包括3G、4G、5G的任意一种或几种。
进一步的，所述厂商服务器向智能门锁广播升级提示信息，具体包括：
所述厂商服务器按照预定的时间周期重复向智能门锁广播升级提示信息；或
所述厂商服务器不定时重复向智能门锁广播升级提示信息。
进一步的，在所述智能门锁使用所述加密密钥解密得到所述智能门锁升级程序的明文，并对所述智能门锁升级程序进行数字签名的验签之后，所述方法还包括：
若解密不正确或数字签名验证未通过，所述智能门锁终止升级过程。
本发明实现了对智能门锁的远程升级，并通过在厂商服务器、云服务器、密钥服务器以及智能门锁之间的通信链路上增加安全机制，保障了升级程序的机密性与完整性，实现了安全可靠的智能门锁远程升级方案。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述部分中给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
图1示出了本发明智能门锁安全远程升级的架构图；
图2示出了本发明一种智能门锁安全远程升级方法的流程图。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
请同时参阅图1和图2，本发明提出一种智能门锁安全远程升级方法，所述方法包括：
厂商服务器生成智能门锁升级程序；
所述厂商服务器向密钥服务器请求密钥因子，并向所述密钥服务器传送当前升级版本号；
所述密钥服务器生成密钥因子，并将其与当前升级版本号一起保存，并向所述厂商服务器返回所述密钥因子；
所述厂商服务器收到所述密钥因子后，计算获得加密密钥；
所述厂商服务器对所述智能门锁升级程序进行数字签名，同时使用所述加密密钥加密所述智能门锁升级程序，然后将经过签名和加密的智能门锁升级程序上传至云服务器；
所述厂商服务器向智能门锁广播升级提示信息；
所述智能门锁接收到升级提示信息，并根据升级提示信息判断自身的程序是否需要升级，如需要，所述智能门锁将发送当前升级版本号给所述云服务器；
所述云服务器根据接收到的所述当前升级版本号查找与之对应的经过签名和加密的智能门锁升级程序；
所述云服务器将查找到的对应的经过签名和加密的智能门锁升级程序返回给所述智能门锁；
所述智能门锁向所述密钥服务器发送所述当前升级版本号；
所述密钥服务器向所述智能门锁返回所述当前升级版本号对应的密钥因子；
所述智能门锁在收到所述密钥因子后，计算获得加密密钥；
所述智能门锁使用所述加密密钥解密得到所述智能门锁升级程序的明文，并对所述智能门锁升级程序进行数字签名的验签；
若解密正确且数字签名验证通过，所述智能门锁根据所述智能门锁升级程序进行升级。
需要说明的是，云服务器可以存储有多个版本的智能门锁升级程序，可以满足不同型号、不同配置的智能门锁的升级需求。考虑到受限于智能门锁硬件的配置，例如用户A购买的智能门锁A1硬件配置高，同时配备了指纹采集器、摄像头等，对于用户A而言，需要下载同时满足指纹识别和人脸识别的高版本程序；用户B购买的智能门锁B1硬件配置低，仅仅配置了指纹采集器，对于用户B而言，只需要下载满足指纹识别的低版本程序即可。
进一步的，所述厂商服务器预置有自身的公私钥对；所述智能门锁预置有自身的公私钥对，以及所述厂商服务器的公钥；所述厂商服务器采用自身的私钥对所述智能门锁升级程序进行数字签名，所述智能门锁采用所述厂商服务器的公钥进行数字签名的验签。
进一步的，在厂商服务器生成智能门锁升级程序之后，所述方法还包括：
所述厂商服务器与所述密钥服务器进行双向身份认证和密钥协商，以产生第一会话密钥；
所述密钥服务器采用第一会话密钥加密所述密钥因子，以得到第一密文信息，将所述第一密文信息发送至所述厂商服务器；
所述厂商服务器接收到所述第一密文信息并采用所述第一会话密钥进行解密得到所述密钥因子。
需要说明的是，在所述厂商服务器与所述密钥服务器通信连接的基础上，进行密钥协商，以得到第一会话密钥，并通过第一会话密钥对所述厂商服务器与所述密钥服务器之间传送的数据(密钥因子)加密，以确保通信安全。
进一步的，在所述智能门锁向所述密钥服务器发送所述当前升级版本号之后，所述方法还包括：
所述智能门锁与所述密钥服务器进行双向身份认证和密钥协商，以产生第二会话密钥；
所述密钥服务器采用第二会话密钥加密所述密钥因子，以得到第二密文信息，将所述第二密文信息发送至所述智能门锁；
所述智能门锁接收到所述第二密文信息并采用所述第二会话密钥进行解密得到所述密钥因子。
需要说明的是，在所述智能门锁与所述密钥服务器通信连接的基础上，进行密钥协商，以得到第二会话密钥，并通过第二会话密钥对所述智能门锁与所述密钥服务器之间传送的数据(密钥因子)加密，以确保通信安全。
进一步的，所述智能门锁与所述密钥服务器进行双向身份认证和密钥协商，具体包括：
所述密钥服务器随机生成kA，计算
Figure BDA0002263963370000081
所述密钥服务器将信息(IDA，pnbA，gA)发送给所述智能门锁，其中IDA为所述密钥服务器的身份标识，pnbA为所述密钥服务器的公钥；
所述智能门锁接收到信息(IDA，pnbA，gA)，然后生成一个随机数kB，计算
Figure BDA0002263963370000082
将信息(IDB，pnbB，gB)发送给所述密钥服务器；
所述密钥服务器接收到信息(IDB，pnbB，gB)，计算
Figure BDA0002263963370000091
Figure BDA0002263963370000092
其中xA为所述密钥服务器的私钥，然后将gAB发送给所述智能门锁；
所述智能门锁接收到gAB，然后计算
Figure BDA0002263963370000093
Figure BDA0002263963370000094
其中xB为所述智能门锁的私钥；比较gAB和gBA是否相等，若gAB和gBA相等，则说明所述密钥服务器拥有公钥pnbA，验证了所述密钥服务器的身份并确定所述密钥服务器已正确计算出会话密钥kAB；计算
Figure BDA0002263963370000095
并将gAk发送给所述密钥服务器；
所述密钥服务器接收到gAk信息，然后计算g′Ak＝(gA)kmodn，比较gAk和g｀Ak是否相等，所gAk和g`Ak相等，说明所述智能门锁拥有公钥pnbB，验证了所述智能门锁的身份并确定所述智能门锁已正确计算出会话密钥kAB。
需要说明的是，在认证过程进行之前，通信双方(密钥服务器和智能门锁)共享公开的n，g，e数值。身份为IDA的密钥服务器拥有公钥pnbA，私钥为自己秘密选择的xA。身份为IDB的智能门锁拥有公钥pnbB，私钥为自己秘密选择的xB。
可以理解，厂商服务器与密钥服务器进行双向身份认证和密钥协商的具体步骤与上述智能门锁与密钥服务器进行双向身份认证和密钥协商的具体步骤类同，为节省篇幅，在此不作过多说明。
进一步的，所述升级提示信息至少包括当前升级版本号。
进一步的，根据升级提示信息判断自身的程序是否需要升级，具体包括：
所述智能门锁将所述升级提示信息中的当前升级版本号与自身程序的版本号进行比对；
如果所述升级提示信息中的当前升级版本号高于自身程序的版本号，则需要升级，如果所述升级提示信息中的当前升级版本号低于或等于自身程序的版本号，则无需升级。
进一步的，所述密钥服务器分别与厂商服务器和智能门锁网络通信，所述云服务器分别与厂商服务器和智能门锁网络通信，且网络通信方式包括3G、4G、5G的任意一种或几种。但不限于此。
进一步的，所述厂商服务器向智能门锁广播升级提示信息，具体包括：
所述厂商服务器按照预定的时间周期重复向智能门锁广播升级提示信息；或
所述厂商服务器不定时重复向智能门锁广播升级提示信息。
可以理解，通过设定上述方式重复向智能门锁广播升级提示信息，可以有效避免因部分时段智能终端未能及时接收到升级提示信息而到时升级失败的现象。
进一步的，在所述智能门锁使用所述加密密钥解密得到所述智能门锁升级程序的明文，并对所述智能门锁升级程序进行数字签名的验签之后，所述方法还包括：
若解密不正确或数字签名验证未通过，所述智能门锁终止升级过程。
可以理解，解密不正确或数字签名验证未通过，则说明所述智能门锁升级程序有可能被篡改，通过使智能门锁终止升级过程，能够有效防止篡改后的智能门锁升级程序影响智能门锁的安全性。
本发明实现了对智能门锁的远程升级，并通过在厂商服务器、云服务器、密钥服务器以及智能门锁之间的通信链路上增加安全机制，保障了升级程序的机密性与完整性，实现了安全可靠的智能门锁远程升级方案。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种智能门锁安全远程升级方法，其特征在于，所述方法包括：
厂商服务器生成智能门锁升级程序；
所述厂商服务器向密钥服务器请求密钥因子，并向所述密钥服务器传送当前升级版本号；
所述密钥服务器生成密钥因子，并将其与当前升级版本号一起保存，并向所述厂商服务器返回所述密钥因子；
所述厂商服务器收到所述密钥因子后，计算获得加密密钥；
所述厂商服务器对所述智能门锁升级程序进行数字签名，同时使用所述加密密钥加密所述智能门锁升级程序，然后将经过签名和加密的智能门锁升级程序上传至云服务器；
所述厂商服务器向智能门锁广播升级提示信息；
所述智能门锁接收到升级提示信息，并根据升级提示信息判断自身的程序是否需要升级，如需要，所述智能门锁将发送当前升级版本号给所述云服务器；
所述云服务器根据接收到的所述当前升级版本号查找与之对应的经过签名和加密的智能门锁升级程序；
所述云服务器将查找到的对应的经过签名和加密的智能门锁升级程序返回给所述智能门锁；
所述智能门锁向所述密钥服务器发送所述当前升级版本号；
所述密钥服务器向所述智能门锁返回所述当前升级版本号对应的密钥因子；
所述智能门锁在收到所述密钥因子后，计算获得加密密钥；
所述智能门锁使用所述加密密钥解密得到所述智能门锁升级程序的明文，并对所述智能门锁升级程序进行数字签名的验签；
若解密正确且数字签名验证通过，所述智能门锁根据所述智能门锁升级程序进行升级。
2.根据权利要求1所述的一种智能门锁安全远程升级方法，其特征在于，所述厂商服务器预置有自身的公私钥对；所述智能门锁预置有自身的公私钥对，以及所述厂商服务器的公钥；所述厂商服务器采用自身的私钥对所述智能门锁升级程序进行数字签名，所述智能门锁采用所述厂商服务器的公钥进行数字签名的验签。
3.根据权利要求1所述的一种智能门锁安全远程升级方法，其特征在于，在厂商服务器生成智能门锁升级程序之后，所述方法还包括：
所述厂商服务器与所述密钥服务器进行双向身份认证和密钥协商，以产生第一会话密钥；
所述密钥服务器采用第一会话密钥加密所述密钥因子，以得到第一密文信息，将所述第一密文信息发送至所述厂商服务器；
所述厂商服务器接收到所述第一密文信息并采用所述第一会话密钥进行解密得到所述密钥因子。
4.根据权利要求1所述的一种智能门锁安全远程升级方法，其特征在于，在所述智能门锁向所述密钥服务器发送所述当前升级版本号之后，所述方法还包括：
所述智能门锁与所述密钥服务器进行双向身份认证和密钥协商，以产生第二会话密钥；
所述密钥服务器采用第二会话密钥加密所述密钥因子，以得到第二密文信息，将所述第二密文信息发送至所述智能门锁；
所述智能门锁接收到所述第二密文信息并采用所述第二会话密钥进行解密得到所述密钥因子。
5.根据权利要求4所述的一种智能门锁安全远程升级方法，其特征在于，所述智能门锁与所述密钥服务器进行双向身份认证和密钥协商，具体包括：
所述密钥服务器随机生成kA，计算
Figure FDA0002263963360000031
所述密钥服务器将信息(IDA，pnbA，gA)发送给所述智能门锁，其中IDA为所述密钥服务器的身份标识，pnbA为所述密钥服务器的公钥；
所述智能门锁接收到信息(IDA，pnbA，gA)，然后生成一个随机数kB，计算
Figure FDA0002263963360000032
将信息(IDB，pnbB，gB)发送给所述密钥服务器；
所述密钥服务器接收到信息(IDB，pnbB，gB)，计算
Figure FDA0002263963360000033
Figure FDA0002263963360000034
其中xA为所述密钥服务器的私钥，然后将gAB发送给所述智能门锁；
所述智能门锁接收到gAB，然后计算
Figure FDA0002263963360000035
Figure FDA0002263963360000036
其中xB为所述智能门锁的私钥；比较gAB和gBA是否相等，若gAB和gBA相等，则说明所述密钥服务器拥有公钥pnbA，验证了所述密钥服务器的身份并确定所述密钥服务器已正确计算出会话密钥kAB；计算
Figure FDA0002263963360000037
并将gAk发送给所述密钥服务器；
所述密钥服务器接收到gAk信息，然后计算g`Ak＝(gA)k mod n，比较gAk和g`Ak是否相等，所gAk和g`Ak相等，说明所述智能门锁拥有公钥pnbB，验证了所述智能门锁的身份并确定所述智能门锁已正确计算出会话密钥kAB。
6.根据权利要求1所述的一种智能门锁安全远程升级方法，其特征在于，所述升级提示信息至少包括当前升级版本号。
7.根据权利要求6所述的一种智能门锁安全远程升级方法，其特征在于，根据升级提示信息判断自身的程序是否需要升级，具体包括：
所述智能门锁将所述升级提示信息中的当前升级版本号与自身程序的版本号进行比对；
如果所述升级提示信息中的当前升级版本号高于自身程序的版本号，则需要升级，如果所述升级提示信息中的当前升级版本号低于或等于自身程序的版本号，则无需升级。
8.根据权利要求1所述的一种智能门锁安全远程升级方法，其特征在于，所述密钥服务器分别与厂商服务器和智能门锁网络通信，所述云服务器分别与厂商服务器和智能门锁网络通信，且网络通信方式包括3G、4G、5G的任意一种或几种。
9.根据权利要求1所述的一种智能门锁安全远程升级方法，其特征在于，所述厂商服务器向智能门锁广播升级提示信息，具体包括：
所述厂商服务器按照预定的时间周期重复向智能门锁广播升级提示信息；或
所述厂商服务器不定时重复向智能门锁广播升级提示信息。
10.根据权利要求1所述的一种智能门锁安全远程升级方法，其特征在于，在所述智能门锁使用所述加密密钥解密得到所述智能门锁升级程序的明文，并对所述智能门锁升级程序进行数字签名的验签之后，所述方法还包括：
若解密不正确或数字签名验证未通过，所述智能门锁终止升级过程。
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