CN111523107A - 用于usb数据交换身份认证的方法、系统及相应计算机设备 - Google Patents

用于usb数据交换身份认证的方法、系统及相应计算机设备 Download PDF

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CN111523107A CN202010202273.XA CN202010202273A CN111523107A CN 111523107 A CN111523107 A CN 111523107A CN 202010202273 A CN202010202273 A CN 202010202273A CN 111523107 A CN111523107 A CN 111523107A
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Abstract

本申请公开了用于USB数据交换身份认证的方法、系统及相应计算机设备,其中所述方法包括:使拟进行USB数据交换的第一设备仅支持HID协议,禁用除HID协议之外的其它USB数据传输协议;将第一设备配置成HID通用设备;响应于第一设备通过USB线缆与第二设备连接,将所述第一设备的HID通用设备数据经USB线缆发送给第二设备,用于第二设备通过其中的认证算法认证第一设备的身份;响应于从第二设备接收到第一设备被认证通过的反馈及第二设备的身份数据,第一设备利用其中的认证算法认证第二设备的身份;响应于第二设备被认证通过,开启第一设备的所述其它USB数据传输协议进行USB数据交换。本发明使能在现有的设施条件下实现双方向认证,不明显增加成本和降低便利性。

Description

用于USB数据交换身份认证的方法、系统及相应计算机设备
技术领域
本申请涉及电数字数据处理领域,尤其涉及用于USB数据交换身份认证的方法、系统及相应计算机设备。
背景技术
随着移动设备的大量普及,移动终端同外界的数据交换被提上日程。常见的设备同外界的数据交换和传输方式无外乎无线和有线两种。无线由于需要无线电波传送数据,现有的技术条件下相对于有线传输,数据交换速度上还略显不足,所以移动设备同外界的数据交换采取有线交换方式在现有技术条件下是必不可少的。
USB接口和线缆传输方式是一种非常普及的方式。目前比较为大众所接受的做法如MTP、Mass_storage、PDP协议等,其形式就是把要交换数据的双方(可能是手机、电脑、Pad等)用一根USB线相连接,做Host的一方发起枚举和配置动作,也由Host方发起传输会话,最终用通用的协议进行数据交换。一种为大家所熟知的方式,如手机用USB线连接到电脑上时,电脑就会“弹”出一个盘符,代表手机上的存储数据,之后,无论是发送还是接收数据,用户只要如拷贝文件的方法操作就可以了,非常方便。
以上数据交换过程很方便,但是缺少了一个重要的环节,那就是双方向设备的身份认证。少了这个环节,在一些安全要求较高的领域就会出现问题,如机密电脑上的数据很容易被人用U盘方便地拷贝走,同样U盘丢失,里面的数据也几乎可以被任何电脑所读取。
目前,有些移动设备实现了单方向的认证,如智能手机先要解锁屏幕才能允许把盘映射到电脑,但这不是设备之间的认证,而是人的行为。电脑端也会在手机插入电脑端时弹出警示框,为用户提供帮助和提醒,但一样属于人的行为。言外之意,不管人是否恶意行为或者是人是否偷到或者骗取了解锁屏幕密码等,只要人允许,那么认证就能通过。
另外,为了实现移动设备数据不轻易被泄露(从USB端口读出),数据加密存储是显而易见的方法,但会带来不便和额外的效率问题。
发明内容
为了克服现有技术中存在的不足,本发明提供一种用于USB数据交换身份认证的方法、系统及相应计算机设备,其在现有的设施条件下实现双方向认证,不明显增加成本和降低便利性。
根据本发明的第一方面,提供一种用于USB数据交换身份认证的方法,该方法包括:
使拟进行USB数据交换的第一设备仅支持HID协议,禁用除HID协议之外的其它USB数据传输协议;
将所述第一设备配置成HID通用设备;
响应于所述第一设备通过USB线缆与第二设备连接,将所述第一设备的HID通用设备数据经USB线缆发送给第二设备,用于第二设备通过其中的认证算法认证所述第一设备的身份;
响应于从第二设备接收到第一设备被认证通过的反馈及第二设备的身份数据,第一设备利用其中的认证算法认证第二设备的身份;
响应于第二设备被认证通过,开启所述第一设备的所述其它USB数据传输协议进行USB数据交换。
作为本发明所述方法的改进,所述第二设备为服务器设备,该服务器设备同时支持所有相应USB数据传输协议。
作为本发明所述方法的另一种改进,所述第二设备为非服务器设备,所述方法还包括:使第二设备仅支持HID协议,禁用除HID协议之外的其它USB数据传输协议;将所述第二设备配置成HID通用设备;响应于第二设备被认证通过,开启所述第二设备的所述其它USB数据传输协议进行USB数据交换。
作为本发明所述方法的又一种改进,所述方法还包括:响应于第一和第二设备之间断开USB线缆连接,至少使所述第一设备恢复到仅支持HID协议。
根据本发明的第二方面,提供一种用于USB数据交换身份认证的系统,该系统包括:
第一禁用模块,用于使拟进行USB数据交换的第一设备仅支持HID协议,禁用除HID协议之外的其它USB数据传输协议;
第一配置模块,用于将所述第一设备配置成HID通用设备;
第一发送模块,用于响应于所述第一设备通过USB线缆与第二设备连接,将所述第一设备的HID通用设备数据经USB线缆发送给第二设备,用于第二设备通过其中的认证算法认证所述第一设备的身份;
第一认证模块,用于响应于从第二设备接收到第一设备被认证通过的反馈及第二设备的身份数据,第一设备利用其中的认证算法认证第二设备的身份;
第一开启模块,用于响应于第二设备被认证通过,开启所述第一设备的所述其它USB数据传输协议进行USB数据交换。
根据本发明的第三方面,提供一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现根据本发明第一方面的方法的步骤。
根据本发明的第四方面,提供一种计算机设备,包括处理器、存储器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序,其中所述处理器执行所述计算机程序时实现根据本发明第一方面的方法的步骤。
按照本发明,在现有的USB通用硬件及软件的基础上,利用HID协议在数据交换之前做双方向的身份认证。设备在交换数据之前,都各自开放HID协议传输,从属设备端把自己配置成HID通用设备,而非特殊类设备如键盘、鼠标等,暂且不开启其他真正进行数据传输交换的协议(MTP、mass_storage、ptp协议等)。当底层协议枚举配置完成且识别了HID设备之后,就可以首先由主机发起从属设备身份认证,之后发起主机身份认证。待双方都认证对方后,各自开启真正进行数据交换传输的协议如MTP、mass_storage等。本发明利用现有软硬件环境,不需要额外增加硬件,软件无需增加任何协议,通用性强,只需要在欲实施双方向验证的设备上部署软件客户端,用于HID通用设备数据发送接收即可。
结合附图阅读本发明实施方式的详细描述后,本发明的其它特点和优点将变得更加清楚。
附图说明
图1为根据本发明方法的一实施例的流程图;
图2为根据本发明系统的一实施例的框图。
为清晰起见,这些附图均为示意性及简化的图,它们只给出了对于理解本发明所必要的细节,而省略其他细节。
具体实施方式
下面参照附图对本发明的实施方式和实施例进行详细说明。
通过下面给出的详细描述,本发明的适用范围将显而易见。然而,应当理解,在详细描述和具体例子表明本发明优选实施例的同时,它们仅为说明目的给出。
目前设备流行的外接口就是USB且许多设备仅设计了USB口,及目前的USB总线协议是通用的协议,且高层的一些USB传输协议如MTP、mass_storage、Ptp等都是为了方便性而未考虑双方向身份认证。
HID(Human Interface Device,人机接口设备)协议也是USB总线协议之上设备类协议,使用此类协议的USB设备如USB键盘、USB鼠标、游戏手柄等。HID协议的特点是传输数据量不大、速度不高,且大多数USB主机都支持此协议。
图1示出了根据本发明的用于USB数据交换身份认证的方法的一优选实施例的流程图。在该实施例中,拟进行USB数据交换的两个设备(在此称为第一设备和第二设备)均为非服务器类设备。
在步骤S102,在第一和第二设备通过USB线缆连接之前,使第一设备仅支持HID协议,禁用除HID协议之外的其它USB数据传输协议。例如,在使用HID协议进行双方向验证的设备中增加高权限管理软件,该管理软件负责禁用/开启除HID以外的传输协议。HID协议通用,各种设备都能支持,不增加系统软件成本。在只有HID协议的情况下,数据交换很困难,HID是标准的键盘、鼠标、游戏杆等设备的通讯协议。
在步骤S104,将第一设备配置成HID通用设备,即不指定具体的设备类如键盘、鼠标等。
在步骤S106,使第二设备仅支持HID协议,禁用除HID协议之外的其它USB数据传输协议。
在步骤S108,将第二设备配置成HID通用设备。
在步骤S110,响应于第一设备通过USB线缆与第二设备连接,将第一设备的HID通用设备数据如经过数字签名的身份代号经USB线缆发送给第二设备,第二设备通过其中的认证算法认证第一设备的身份,如果第一设备被认证通过,处理进行到步骤S112。否则,如果第一设备认证未通过,处理进行到步骤S150。
在步骤S112,第二设备向第一设备发送第一设备被认证通过的反馈及第二设备的身份数据,处理进行到步骤S114。前述反馈和身份数据可加密发送,加密算法只要双方向协商好即可,可以与认证算法相同或不同。
在步骤S114,第一设备响应于从第二设备接收到第一设备被认证通过的反馈及第二设备的身份数据,第一设备利用其中的认证算法认证第二设备的身份,如果第二设备被认证通过,处理进行到步骤S116。否则,如果第二设备认证未通过,处理进行到步骤S150。身份数据由设备厂商自己定义,如身份代号可以是字符串“厂商-设备类-产品序列号”等。
在步骤S116,第一设备向第二设备发送第二设备被认证通过的反馈,处理进行到步骤S118。
在步骤S118,开启第一设备上的所有相应USB数据传输协议如mtp、mass_storage、ptp等进行USB数据交换。
在步骤S120,开启第二设备的所有相应USB数据传输协议进行USB数据交换。
在步骤S122,响应于第一和第二设备之间断开USB线缆连接,使第一设备恢复到在USB总线协议方面仅支持HID协议,及在步骤S124,使第二设备恢复到在USB总线协议方面仅支持HID协议。
在步骤S150,提供未通过认证的反馈信息,处理结束。
本发明主要涉及利用HID的通讯方式进行通讯,通讯和验证过程中的具体算法可以由设备商自行协商指定,具体的算法例如可融入在前述高权限管理软件中。第一和第二设备中的认证算法可以是相同的认证算法,其可以是任何适当的双方向身份认证算法。例如,第一设备发送的是带数字签名的身份代号,签名算法可以使用RSA非对称加密算法,第一设备利用私钥签名,第二设备同样利用RSA非对称加密算法利用公钥验签。第一和第二设备中的认证算法也可以不同,如来回发送的数据可以采用不同的加密方式,但如何利用数据解密结果以及如何利用解密得到的数据识别对方必须由双方协商好。第一和第二设备中除身份认证之外的处理可同时分别在第一和第二设备中执行,在先后执行的情形下,可彼此颠倒顺序,例如第二设备中的相应处理可限于第一设备执行。
在另一实施例中,第二设备为服务器设备,由于服务器的特性,服务器设备可以不用只开HID协议,即可同时支持所有相应USB数据传输协议。在该情形下,图1所示实施例的方法中针对第二设备的部分步骤如S106、S108、S116、S120省略。
图2示出了根据本发明的用于USB数据交换身份认证的系统的一优选实施例的框图,该系统包括:
第一禁用模块202,用于使拟进行USB数据交换的第一设备仅支持HID协议,禁用除HID协议之外的其它USB数据传输协议;
第一配置模块204,用于将所述第一设备配置成HID通用设备;
第一发送模块206,用于响应于所述第一设备通过USB线缆与第二设备连接,将所述第一设备的HID通用设备数据经USB线缆发送给第二设备,用于第二设备通过其中的认证算法认证所述第一设备的身份;
第一认证模块208,用于响应于从第二设备接收到第一设备被认证通过的反馈及第二设备的身份数据,第一设备利用其中的认证算法认证第二设备的身份;
第一开启模块210,用于响应于第二设备被认证通过,开启所述第一设备的所述其它USB数据传输协议进行USB数据交换。
在实施例中,图2所示实施例的系统还可包括第一恢复模块,用于响应于第一和第二设备之间断开USB线缆连接,至少使所述第一设备恢复到仅支持HID协议。
在实施例中,第二设备为非服务器设备,在该情形下,图2所示实施例的系统还可包括:第二禁用模块,用于使第二设备仅支持HID协议,禁用除HID协议之外的其它USB数据传输协议;第二配置模块,用于将所述第二设备配置成HID通用设备;第二开启模块,用于响应于第二设备被认证通过,开启所述第二设备的所述其它USB数据传输协议进行USB数据交换。
在另一实施例中,本发明提供一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,该计算机程序被处理器执行时实现结合图1所示和所述的方法实施例或其它相应方法实施例的步骤。
在另一实施例中,本发明提供一种计算机设备,包括处理器、存储器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序,其中所述处理器执行所述计算机程序时实现结合图1所示和所述的方法实施例或其它相应方法实施例的步骤。
在此所述的多个不同实施方式或者其特定特征、结构或特性可在本发明的一个或多个实施方式中适当组合。另外,在某些情形下,只要适当,流程图中和/或流水处理描述的步骤顺序可修改,并不必须精确按照所描述的顺序执行。另外,本发明的多个不同方面可使用软件、硬件、固件或者其组合和/或执行所述功能的其它计算机实施的模块或装置进行实施。本发明的软件实施可包括保存在计算机可读介质中并由一个或多个处理器执行的可执行代码。计算机可读介质可包括计算机硬盘驱动器、ROM、RAM、闪存、便携计算机存储介质如CD-ROM、DVD-ROM、闪盘驱动器和/或具有通用串行总线(USB)接口的其它装置,和/或任何其它适当的有形或非短暂计算机可读介质或可执行代码可保存于其上并由处理器执行的计算机存储器。本发明可结合任何适当的操作系统使用。
除非明确指出,在此所用的单数形式“一”、“该”均包括复数含义(即具有“至少一”的意思)。应当进一步理解,说明书中使用的术语“具有”、“包括”和/或“包含”表明存在所述的特征、步骤、操作、元件和/或部件,但不排除存在或增加一个或多个其他特征、步骤、操作、元件、部件和/或其组合。如在此所用的术语“和/或”包括一个或多个列举的相关项目的任何及所有组合。
前面说明了本发明的一些优选实施例,但是应当强调的是,本发明不局限于这些实施例,而是可以本发明主题范围内的其它方式实现。本领域技术人员可以在本发明技术构思的启发和不脱离本发明内容的基础上对本发明做出各种变型和修改,这些变型或修改仍落入本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于USB数据交换身份认证的方法,其特征在于,所述方法包括:
使拟进行USB数据交换的第一设备仅支持HID协议,禁用除HID协议之外的其它USB数据传输协议;
将所述第一设备配置成HID通用设备;
响应于所述第一设备通过USB线缆与第二设备连接,将所述第一设备的HID通用设备数据经USB线缆发送给第二设备,用于第二设备通过其中的认证算法认证所述第一设备的身份;
响应于从第二设备接收到第一设备被认证通过的反馈及第二设备的身份数据,第一设备利用其中的认证算法认证第二设备的身份;
响应于第二设备被认证通过,开启所述第一设备的所述其它USB数据传输协议进行USB数据交换。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述第二设备为服务器设备,该服务器设备同时支持所有相应USB数据传输协议。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述第二设备为非服务器设备,所述方法还包括:
使第二设备仅支持HID协议,禁用除HID协议之外的其它USB数据传输协议;
将所述第二设备配置成HID通用设备;
响应于第二设备被认证通过,开启所述第二设备的所述其它USB数据传输协议进行USB数据交换。
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:
响应于第一和第二设备之间断开USB线缆连接,至少使所述第一设备恢复到仅支持HID协议。
5.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:
响应于第一和第二设备之间断开USB线缆连接,使第二设备恢复到仅支持HID协议。
6.一种用于USB数据交换身份认证的系统,其特征在于,所述系统包括:
第一禁用模块,用于使拟进行USB数据交换的第一设备仅支持HID协议,禁用除HID协议之外的其它USB数据传输协议;
第一配置模块,用于将所述第一设备配置成HID通用设备;
第一发送模块,用于响应于所述第一设备通过USB线缆与第二设备连接,将所述第一设备的HID通用设备数据经USB线缆发送给第二设备,用于第二设备通过其中的认证算法认证所述第一设备的身份;
第一认证模块,用于响应于从第二设备接收到第一设备被认证通过的反馈及第二设备的身份数据,第一设备利用其中的认证算法认证第二设备的身份;
第一开启模块,用于响应于第二设备被认证通过,开启所述第一设备的所述其它USB数据传输协议进行USB数据交换。
7.根据权利要求6所述的系统,其特征在于,所述第二设备为非服务器设备,所述系统还包括:
第二禁用模块,用于使第二设备仅支持HID协议,禁用除HID协议之外的其它USB数据传输协议;
第二配置模块,用于将所述第二设备配置成HID通用设备;
第二开启模块,用于响应于第二设备被认证通过,开启所述第二设备的所述其它USB数据传输协议进行USB数据交换。
8.根据权利要求6所述的系统,其特征在于,所述系统还包括:
第一恢复模块,用于响应于第一和第二设备之间断开USB线缆连接,至少使所述第一设备恢复到仅支持HID协议。
9.一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现根据权利要求1所述的方法的步骤。
10.一种计算机设备,包括处理器、存储器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序,其中所述处理器执行所述计算机程序时实现根据权利要求1所述的方法的步骤。
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