CN112244360B - 电子烟烟弹的认证方法、装置及电子烟 - Google Patents
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Abstract
本发明适用电子烟烟弹认证技术领域，提供了一种电子烟烟弹的认证方法、装置及电子烟，该电子烟烟弹的认证方法包括：获取电子烟烟弹发送的随机数；采用所述随机数对当前的明文进行加扰，获得第一加扰明文；使用RC4算法对所述第一加扰明文进行加密处理，得到第一MAC数据；将所述第一MAC数据与所述电子烟烟弹发送的第二MAC数据进行比对，确定所述电子烟烟弹是否认证通过。由于采用了对硬件资源耗费低的RC4算法，有效解决了电子烟烟弹的认证方法成本高的技术问题，并且采用随机数对明文进行加扰处理，有效提高了认证的安全性。
Description
技术领域
本发明属于电子烟烟弹认证技术领域，尤其涉及一种电子烟烟弹的认证方法和装置。
背景技术
随着技术的发展，电子烟体验远超于传统烟，这使得电子烟市场巨大。市面上绝大部分电子烟烟弹产品没有防抄板功能，使得市场上存在大量电子烟烟弹仿造产品，不仅损害了设计公司利益，而且仿造的电子烟烟弹还可能对消费者的身心健康造成伤害。
现阶段防仿造手段众多，例如安全芯片、专用防抄板芯片和小容量EEPROM等。安全芯片是通过安全认证的专用MCU，安全等级高，价格昂贵；专用防抄板芯片是采用AES、SHA或DES等加密算法，但为节约成本，电子烟多使用主频低、硬件资源较少的MCU。MCU使用这样的算法认证耗时长而且还可能硬件资源不够；采用小容量的EEPROM认证，成本低、结构简单，但是EEPROM中的数据容易被拷贝，安全性得不到保证。
发明内容
本发明的目的在于提供一种电子烟烟弹的认证方法、装置及电子烟，旨在解决现有技术中电子烟烟弹的认证方法成本高、安全性得不到保证等技术问题。
第一方面，本发明提供了一种电子烟烟弹的认证方法，包括：
获取电子烟烟弹发送的随机数；
采用所述随机数对当前的明文进行加扰，获得第一加扰明文；
使用RC4算法对所述第一加扰明文进行加密处理，得到第一MAC数据；
将所述第一MAC数据与所述电子烟烟弹发送的第二MAC数据进行比对，确定所述电子烟烟弹是否认证通过。
优选的，所述将所述第一MAC数据与所述电子烟烟弹发送的第二MAC数据进行比对，确定所述电子烟烟弹是否认证通过的步骤包括：
将所述第一MAC数据与所述电子烟烟弹发送的第二MAC数据进行比对，若相同，则
确定所述电子烟烟弹认证通过。
优选的，所述确定所述电子烟烟弹认证通过的步骤之后，所述方法还包括：
控制所述电子烟烟弹完成一次吸烟过程；
对吸烟次数进行累加。
优选的，所述对吸烟次数进行累加的步骤之后，所述方法还包括：
在吸烟次数达到预设阈值时，控制所述电子烟烟弹进行自毁。
优选的，所述获取电子烟烟弹发送的随机数的步骤包括：
向所述电子烟烟弹发送随机数指令；
接收所述电子烟烟弹响应所述随机数指令而发送的随机数。
优选的，所述将所述第一MAC数据与所述电子烟烟弹发送的第二MAC数据进行比对的步骤之前，所述方法还包括：
所述电子烟烟弹采用所述随机数对当前的明文进行加密处理，得到第二加扰明文；
所述电子烟烟弹使用RC4算法对所述第二加扰明文进行加密处理，得到第二MAC数据。
优选的，所述使用RC4算法对所述第一加扰明文进行加密处理，得到第一MAC数据的步骤之后，所述方法还包括：
接收所述电子烟烟弹将所述第一MAC数据与其自身的第二MAC数据进行比对后的比对结果；
根据所述比对结果判断所述电子烟烟弹是否认证通过。
第二方面，本发明提供了一种电子烟烟弹的认证装置，包括：
随机数获取模块，用于获取电子烟烟弹发送的随机数；
明文加扰模块，用于采用所述随机数对当前的明文进行加扰，获得第一加扰明文；
加密模块，用于使用RC4算法对所述第一加扰明文进行加密处理，得到第一MAC数据；
认证模块，用于将所述第一MAC数据与所述电子烟烟弹发送的第二MAC数据进行比对，确定所述电子烟烟弹是否认证通过。
第三方面，本发明还提供了一种电子烟，包括：
处理器；以及
与所述处理器通信连接的存储器；其中，
所述存储器存储有可读性指令，所述可读性指令被所述处理器执行时实现如第一方面所述的方法。
第四方面，本发明还提供了一种计算机可读性存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序在被执行时实现如第一方面所述的方法。
本发明示出的电子烟烟弹的认证方法通过获取电子烟烟弹发送的随机数，采用所述随机数对当前的明文进行加扰，获得第一加扰明文，使用RC4算法对所述第一加扰明文进行加密处理，得到第一MAC数据，将所述第一MAC数据与所述电子烟烟弹发送的第二MAC数据进行比对，进而确定所述电子烟烟弹是否认证通过，由于采用的RC4算法对硬件资源耗费低，有效解决了电子烟烟弹的认证方法成本高的技术问题，并且采用随机数对明文进行加扰处理，有效提高了认证的安全性。
附图说明
图1是本发明实施例一示出的电子烟烟弹的认证方法的实现流程图。
图2是根据本发明实施例一示出的一种电子烟烟弹的认证方法的具体实现流程图。
图3是本发明实施例二示出的电子烟烟弹的认证装置的结构框图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
以下结合具体实施例对本发明的具体实现进行详细描述：
实施例一：
图1为实施例二示出的电子烟烟弹的认证方法的实现流程图。实施例一示出的电子烟烟弹的认证方法适用于电子烟烟弹中，例如放置于电子烟烟杆的MCU中。为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分，详述如下：
步骤S110，获取电子烟烟弹发送的随机数。
步骤S120，采用所述随机数对当前的明文进行加扰，获得第一加扰明文。
步骤S130，使用RC4算法对所述第一加扰明文进行加密处理，得到第一MAC数据。
步骤S140，将所述第一MAC数据与所述电子烟烟弹发送的第二MAC数据进行比对，确定所述电子烟烟弹是否认证通过。
电子烟烟弹中装设有认证芯片，电子烟烟杆中装设有MCU。认证芯片在初始化后，将产生随机数，MCU通过获取电子烟烟弹的随机数，采用该随机数对当前的明文进行加扰。
具体的，认证芯片在初始化产生随机数后，可通过与电子烟烟杆中MCU的通讯连接，向MCU发送随机数。例如，电子烟烟杆中的MCU与电子烟烟弹中的认证芯片通讯连接后，MCU向认证芯片发送随机数指令，进而认证芯片在接收该随机数指令后，向MCU发送随机数。
认证芯片上电、完成一次RC4加密和接收随机数指令时都会产生新的随机数，保证每次RC4计算的随机数完全不同，避免MCU的重放攻击。
并且，在采用随机数对当前的明文进行加扰时，不同的随机数对相同的明文加扰产生的加扰明文是不同的，从而进一步防止MCU的重放攻击，大大增加了整个系统的安全性。
具体的，电子烟烟杆中的MCU采用认证芯片发送的随机数对当前的明文进行加扰，获得第一加扰明文，并采用RC4算法对第一加扰明文进行加密处理，得到第一MAC数据。
RC4算法于1987年提出，和DES算法一样，是一种对称加密算法，也就是说使用的密钥为单钥(或称为私钥)。但不同于DES和AES的是，RC4算法不是对明文进行分组处理，而是字节流的方式依次加密明文中的每一个字节，解密的时候也是依次对密文中的每一个字节进行解密。这样就简化运算流程、加速了运算速度，同时安全性也有保证。
因RC4算法具有实现简单，加密数度快，对硬件资源消耗费用低等优点，还可以防御暴力破解，使其跻身于轻量级加密算法的行列。这样使用RC4算法做加密验证有效的解决了电子烟认证速度要求和电子烟中使用低端MCU资源不够的问题。
需要说明的是，在电子烟烟杆中的MCU采用认证芯片发送的随机数对当前的明文进行加扰获得第一加扰明文时，电子烟烟弹也采用其向MCU发送的随机数对当前的明文进行加密处理，得到第二加扰明文，并也使用RC4算法对第二加扰明文进行加密处理，得到第二MAC数据。
因此，在进行认证时，通过将第一MAC数据和第二MAC数据进行比对，实现对电子烟烟弹的认证。
具体的，在将第一MAC数据和第二MAC数据进行比对时，可以是电子烟烟杆中的MCU进行比对，也可以是在电子烟烟弹中进行比对，在此不对对比的执行主体进行限定。
若第一MAC数据与第二MAC数据的比对结果为相同，则确定电子烟烟弹认证通过，进而控制电子烟烟弹完成一次吸烟过程。
由于如上所述的电子烟烟弹认证方法采用了对硬件资源耗费低的RC4算法，有效解决了电子烟烟弹的认证方法成本高的技术问题，并且采用随机数对明文进行加扰处理，有效提高了认证的安全性。
为有效地记录电子烟烟弹的吸烟次数，在每完成一次吸烟过程时，MCU通过发送计次指令完成一次累加，从而实现吸烟次数的精确记录。
进一步的，为有效防止第三方回收电子烟烟弹再次销售，在吸烟次数的累加值达到预设阈值时，控制电子烟烟弹进行自毁，从而有效避免电子烟烟弹的被第三方回收利用。
在一具体示例性实施例中，如图2所示，图2为电子烟烟弹认证方法的流程图。
主机端(电子烟烟杆)发送随机数指令并读取从机(带有认证芯片的电子烟烟弹)端产生的随机数，主机产生明文并传送到认证芯片，从机端利用随机数对明文进行加扰扩展产生RC4算法输入，主机端通过同样的方式加扰明文，主机使用加扰后的数据和密文进行RC4计算MAC1，发送认证指令启动芯片同样使用加扰后的数据和密文进行RC4算法计算得出MAC2数据，比较MAC1和MAC2，如果相等，则认证通过，如果不相等，则认证失败。认证通过后，主机控制烟弹完成一次吸烟过程，吸烟完成后，主机发送计次指令完成吸烟次数的累加，当吸烟测试达到设计阈值后，芯片自毁，烟弹将报废。
实施例二：
图3示出了本发明实施例二提供的电子烟烟弹的认证装置的框图，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分，其中包括：
随机数获取模块110，用于获取电子烟烟弹发送的随机数；
明文加扰模块120，用于采用所述随机数对当前的明文进行加扰，获得第一加扰明文；
加密模块130，用于使用RC4算法对所述第一加扰明文进行加密处理，得到第一MAC数据；
认证模块140，用于将所述第一MAC数据与所述电子烟烟弹发送的第二MAC数据进行比对，确定所述电子烟烟弹是否认证通过。
在本发明实施例中，该电子烟烟弹的认证装置的各模块可由相应的硬件或软件单元实现，各模块可以为独立的软、硬件模块，也可以集成为一个软、硬件单元，在此不用以限制本发明。各模块的具体实施方式可参考实施例一的描述，在此不再赘述。
实施例三：
实施例三提供了一种电子烟，执行上述实施例一所示的全部或者部分步骤。该电子烟包括：
至少一个处理器；以及
与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，
所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行如上述任一示例性实施例所述的方法。
该实施例中的设备中处理器执行操作的具体方式已经在有关该电子烟烟弹的认证方法的实施例中执行了详细描述，此处将不做详细阐述说明。
可选的，在本实施例中，还提供了一种存储介质，该存储介质为计算机可读存储介质，例如可以为包括指令的临时性和非临时性计算机可读存储介质。该存储介质例如包括指令的存储器，上述指令可由服务器系统的处理器执行以完成上述电子烟烟弹的认证方法。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种电子烟烟弹的认证方法，其特征在于，所述电子烟烟弹的认证方法放置于电子烟烟杆的MCU中，电子烟烟弹中装设有认证芯片，所述方法包括：
MCU获取电子烟烟弹发送的随机数；电子烟烟杆产生当前的明文；
电子烟烟杆的MCU采用所述随机数对当前的明文进行加扰，获得第一加扰明文；
MCU使用RC4算法对所述第一加扰明文进行加密处理，得到第一MAC数据；
将所述第一MAC数据与所述电子烟烟弹发送的第二MAC数据进行比对，确定所述电子烟烟弹是否认证通过；
将所述第一MAC数据与所述电子烟烟弹发送的第二MAC数据进行比对的步骤之前，所述方法还包括：
电子烟烟杆产生当前的明文并传送到电子烟烟弹中的认证芯片；
所述电子烟烟弹的认证芯片采用所述随机数对传送到认证芯片的当前的明文进行加扰处理，得到第二加扰明文；
所述电子烟烟弹使用RC4算法对所述第二加扰明文进行加密处理，得到第二MAC数据；
所述电子烟烟弹，在认证芯片上电、完成一次RC4加密和接收随机数指令时都会产生新的随机数。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将所述第一MAC数据与所述电子烟烟弹发送的第二MAC数据进行比对，确定所述电子烟烟弹是否认证通过的步骤包括：
将所述第一MAC数据与所述电子烟烟弹发送的第二MAC数据进行比对，若相同，则确定所述电子烟烟弹认证通过。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述确定所述电子烟烟弹认证通过的步骤之后，所述方法还包括：
控制所述电子烟烟弹完成一次吸烟过程；
对吸烟次数进行累加。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述对吸烟次数进行累加的步骤之后，所述方法还包括：
在吸烟次数达到预设阈值时，控制所述电子烟烟弹进行自毁。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述MCU获取电子烟烟弹发送的随机数的步骤包括：
MCU向所述电子烟烟弹发送随机数指令；
MCU接收所述电子烟烟弹响应所述随机数指令而发送的随机数。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述MCU使用RC4算法对所述第一加扰明文进行加密处理，得到第一MAC数据的步骤之后，所述方法还包括：
接收将所述第一MAC数据与第二MAC数据进行比对后的比对结果；
根据所述比对结果判断所述电子烟烟弹是否认证通过。
7.一种采用如权利要求1至6任意一项所述方法的电子烟烟弹的认证装置，其特征在于，所述装置包括：
随机数获取模块，用于获取电子烟烟弹发送的随机数；
明文加扰模块，用于采用所述随机数对当前的明文进行加扰，获得第一加扰明文；
加密模块，用于使用RC4算法对所述第一加扰明文进行加密处理，得到第一MAC数据；
认证模块，用于将所述第一MAC数据与所述电子烟烟弹发送的第二MAC数据进行比对，确定所述电子烟烟弹是否认证通过。
8.一种电子烟，其特征在于，所述电子烟包括：
处理器；以及
与所述处理器通信连接的存储器；其中，
所述存储器存储有可读性指令，所述可读性指令被所述处理器执行时实现如权利要求1-6任一项所述的方法。
9.一种计算机可读性存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序在被执行时实现如权利要求1-6任一项所述的方法。
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| CB02 | Change of applicant information |
Address after: 430073 building 01, building 15, optical valley wisdom Park, No.7, financial port 1st Road, Donghu New Technology Development Zone, Wuhan City, Hubei Province Applicant after: Wuhan ruinajie Semiconductor Co.,Ltd. Address before: 430073 building 01, building 15, optical valley wisdom Park, No.7, financial port 1st Road, Donghu New Technology Development Zone, Wuhan City, Hubei Province Applicant before: WUHAN RUINAJIE ELECTRONIC TECHNOLOGY CO.,LTD. |
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| CB02 | Change of applicant information | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |