CN112401310A - 加密烟弹的识别方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种加密烟弹的识别方法，其包括烟弹通过主体上电后，主体上主板的MCU将生成模块生成的原始数据A通过发送模块发出，芯片将接收到的原始数据A通过第二加密模块进行加密后生成加密数据A1，芯片将加密数据A1发送给主板的接收模块；接收模块将加密数据A1发送至MCU，原始数据A通过主板的第一加密模块进行加密后生成加密数据A2，比较模块将加密数据A1和加密数据A2进行比较分析，如果比较分析通过，则说明烟弹和主体匹配；如果比较分析不通过，则说明烟弹和主体不匹配。匹配通过，芯片送出烟弹的信息至主体的显示屏，其操作简单，无需多余的、繁琐的算法、加密程序，直接一步到位，降低了成本。
Description
技术领域
本发明涉及一种加密烟弹的识别方法及装置。
背景技术
目前使用的一种烟弹加密芯片100，设置于电子烟的烟弹中，可以与定制的烟杆控制芯片配合使用，在双向加密通过时实现相应功能，请参见图1-3。烟弹加密芯片100主要包括：通信模块101、加密模块102、开关电路103，其中，加密模块102分别连接通信模块101和开关电路103，开关电路103的两端分别形成烟弹加密芯片100的电源输入接口(VIN)、加热输出接口(VOUT)，烟弹中设置有电热丝等加热负载，加热负载与开关电路103相连，当烟弹加密芯片100与匹配的烟杆控制芯片实现双向认证后，使能开关电路103加热负载。
烟弹加密芯片除了具有上述的VIN接口(Pin1)、VOUT接口(Pin3)，还包括：单总线接口OWBUS(Pin2)、接地接口VSS(Pin4)。详细的：
Pin1用于提供工作电源，电源用于给芯片供电和给加热负载提供加热能量；
Pin2通信连接匹配的烟杆控制芯片的单总线接口，用于实现二者间的单总线通讯；
Pin3连接加热负载，用于驱动加热负载进行加热；
Pin4用于接地。
通信模块201通过单总线协议(1-wire)与相配合的烟杆控制芯片300进行通讯；加密模块202包括：数字物理噪声源模块2021，用于产生明文；加密算法模块2022，用于通过DES等数据加密算法对所述明文进行加密以生成密文，或者，还用于通过DES等数据解密算法对收到的密文进行解密以生成明文；数字比较器模块2023，用于将解密后的明文与芯片本身产生的明文进行比较，根据比较结果控制开关电路203的闭合状态。
烟杆控制芯片300和烟弹加密芯片200的双向识别过程如下：
步骤1：烟杆控制芯片300和烟弹加密芯片200分别通过数字物理噪声源生成随机数R1、R2。
步骤2：烟杆控制芯片300和烟弹加密芯片200分别通过1-wire协议交换随机数R1、R2。
步骤3：烟杆控制芯片300和烟弹加密芯片200分别通过DES加密算法对R2、R1进行加密，以生成密文E1、E2。
步骤4：烟杆控制芯片300和烟弹加密芯片200分别通过1-wire协议交换密文E1、E2。
步骤5：烟杆控制芯片300和烟弹加密芯片200分别通过DES解密算法对密文E2、E1进行解密，以生成明文R1’、R2’。
步骤6：烟杆控制芯片300和烟弹加密芯片200分别通过数字比较器比对R1与R1’、R2与R2’；若R1与R1’的比对结果为一致，则烟杆控制芯片300使能电源输出控制，若R2与R2’的比对结果为一致，则烟弹加密芯片200使开关闭合，也就是说，当双向加密识别通过时，芯片300将大电流导入芯片200中的电热丝，以令电热丝开始加热。
通过烟杆控制芯片300和烟弹加密芯片200的双向识别，可以实现烟弹和烟杆之间的匹配，但是这种设计太过复杂，在实际操作中多有不便，例如烟弹加密芯片需要使用四个接口(引脚)，Pin1、Pin2、Pin3、Pin4，而且4根引脚缺一不可，特别是发热丝的控制，是通过烟弹的芯片开关电路103实现的，通过小电流控制，开关电路103是一个单纯的开关，供电用的，而烟弹的通信模块201和和烟杆控制芯片的通信模块是单独用以通讯的。
另外，烟杆控制芯片300和烟弹加密芯片200的双向识别的步骤套过于复杂，首先随机数R1、R2在步骤2中交换一次，然后分别生成密文E1、E2，在步骤4中，将密文E1、E2再交换一次，以生成明文R1’、R2’，在进行解密，比对识别，其交换过于复杂，反复的、多次的交换、加密和解压，算法稍有不慎，交换即失败，易导致产品报废，且这种设计成本较高。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术之缺陷，提供了一种加密烟弹的识别方法及装置，其具有多重安全、防止烟油污染的特性。
本发明是这样实现的：一种加密烟弹的识别方法，其包括以下步骤：
提供一主体，其具有一主板，所述主板包括MCU、生成模块、发送模块、第一加密模块、接收模块、比较模块，所述生成模块、发送模块、第一加密模块、接收模块、比较模块分别连接MCU，所述主体具有一双向通讯对接端子，一电源负极对接端子，一电源正极对接端子，主体还配置有电源，电源连接MCU，双向通讯对接端子用于传输输出电源和通讯功能；
提供一烟弹，所述烟弹具有一双向通讯连接端子、一负极连接端子、一正极连接端子、第二加密模块、一芯片，所述芯片连接双向通讯连接端子、负极连接端子和第二加密模块，双向通讯连接端子用于传输输出电源和通讯功能，将所述双向通讯连接端子连接双向通讯对接端子，负极连接端子连接电源负极对接端子，正极连接端子连接电源正极对接端子，第一加密模块和第二加密模块加密的算法相同；
烟弹通过主体上电后，MCU将生成模块生成的原始数据A通过发送模块发出，原始数据A通过双向通讯对接端子、双向通讯连接端子进入芯片，芯片将接收到的原始数据A通过第二加密模块进行加密后生成具有唯一识别码的加密数据A1，芯片将加密数据A1通过双向通讯连接端子、双向通讯对接端子发送给接收模块；
接收模块将加密数据A1发送至MCU，原始数据A通过第一加密模块进行加密后生成具有唯一识别码的加密数据A2，比较模块将加密数据A1和加密数据A2进行比较分析，如果比较分析通过，则说明烟弹和主体匹配；如果比较分析不通过，则说明烟弹和主体不匹配。
所述烟弹还配置有发热件，发热件的一端连接负极连接端子，发热件的另一端连接正极连接端子，加密数据A1和加密数据A2比较分析通过后，MCU发出指令，使电源的正极向电源正极对接端子供电，电源的负极向电源负极对接端子供电，在发热件上形成一个电流回路；如果比较分析不通过，电源拒绝向发热件供电，识别结束。
生成模块生成的原始数据A为一个4字节的字符串，经第一加密模块进行加密后生成一个6字节的加密数据A2，原始数据A通过第二加密模块进行加密后生成一个6字节的加密数据A1，第一加密模块和第二加密模块加密的算法均采用AES算法。
所述烟弹的芯片还配置有烟油的信息、烟弹厂家信息、烟弹类型，烟弹和主体匹配后，芯片将这些信息发送给主板，主板通过显示屏将这些信息显示出来。
本发明提供了一种加密烟弹的识别方法，通过此方法，操作简单，无需多余的、繁琐的算法、加密程序，直接一步到位，其成本大大降低。
一种加密烟弹的识别装置，其包括：
一主体，其具有一主板，所述主板包括MCU、生成模块、发送模块、第一加密模块、接收模块、比较模块，所述生成模块、发送模块、第一加密模块、接收模块、比较模块分别连接MCU，所述主体具有一双向通讯对接端子，一电源负极对接端子，一电源正极对接端子，主体还配置有电源，电源连接MCU，双向通讯对接端子用于传输输出电源和通讯功能；
所述生成模块用以生成原始数据A，所述发送模块用以将原始数据A发出，所述第一加密模块用以将原始数据A进行加密后生成具有识别码的加密数据A2；
一烟弹，所述烟弹具有一双向通讯连接端子、一负极连接端子、一正极连接端子、第二加密模块、一芯片，所述芯片连接双向通讯连接端子、负极连接端子和第二加密模块，所述双向通讯连接端子用于传输输出电源和通讯功能，所述双向通讯连接端子用以连接双向通讯对接端子，负极连接端子用以连接电源负极对接端子，正极连接端子用以连接电源正极对接端子；所述芯片用以将接收到的原始数据A通过第二加密模块进行加密后生成具有识别码的加密数据A1，并将加密数据A1发送给接收模块，接收模块将加密数据A1发送至MCU，比较模块将加密数据A1和加密数据A2进行比较分析，如果比较分析通过，则说明烟弹和主体匹配，允许电源向负极连接端子、正极连接端子之间的加热件供电；如果比较分析不通过，则说明烟弹和主体不匹配，电源拒绝供电给加热件。
第一加密模块和第二加密模块加密的算法相同，且均采用AES算法。
所述烟弹的芯片还存储有烟油的信息、烟弹厂家信息、烟弹类型，供主板读取。
本设计还提供一种加密烟弹的识别装置，通过所述生成模块用以生成原始数据A，所述发送模块用以将原始数据A发出，所述第一加密模块用以将原始数据A进行加密后生成具有识别码的加密数据A2，比较模块将加密数据A1和加密数据A2进行比较分析，如果比较分析通过，则说明烟弹和主体匹配，允许电源向负极连接端子、正极连接端子之间的加热件供电；如果比较分析不通过，则说明烟弹和主体不匹配，电源拒绝供电给加热件。以此实现烟弹和主体之间的匹配与排除，实现了产品的质量保证，只能一对一的匹配，防止外来烟弹和主板之间的任意装配使用。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为现有技术的烟弹加密芯片的示意图；
图2为现有技术的烟杆控制芯片与烟弹加密芯片的连接示意图；
图3为现有技术的的烟弹加密芯片封装示意图；
图4为本发明提供的主体的示意图；
图5为本发明提供的烟弹的示意图；
图6为本发明提供的流程图；
图7为本发明提供的AES算法示意。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图4-图7，本发明实施例提供一种加密烟弹的识别方法及装置，其包括：一种加密烟弹的识别装置，其包括：一主体，其具有一主板，所述主板包括MCU、生成模块、发送模块、第一加密模块、接收模块、比较模块，所述生成模块、发送模块、第一加密模块、接收模块、比较模块分别连接MCU，所述主体具有一双向通讯对接端子11，一电源负极对接端子12，一电源正极对接端子13，主体还配置有电源，电源连接MCU，双向通讯对接端子11用于传输输出电源和通讯功能；所述生成模块用以生成原始数据A，所述发送模块用以将原始数据A发出，所述第一加密模块用以将原始数据A进行加密后生成具有识别码的加密数据A2。
一烟弹，所述烟弹具有一双向通讯连接端子21、一负极连接端子22、一正极连接端子23、第二加密模块、一芯片，所述芯片连接双向通讯连接端子21、负极连接端子22和第二加密模块，所述双向通讯连接端子21用于传输输出电源和通讯功能，所述双向通讯连接端子21用以连接双向通讯对接端子11，负极连接端子22用以连接电源负极对接端子12，正极连接端子23用以连接电源正极对接端子13；所述芯片用以将接收到的原始数据A通过第二加密模块进行加密后生成具有识别码的加密数据A1，并将加密数据A1发送给接收模块，接收模块将加密数据A1发送至MCU，比较模块将加密数据A1和加密数据A2进行比较分析，如果比较分析通过，则说明烟弹和主体匹配，允许电源向负极连接端子22、正极连接端子23之间的加热件供电；如果比较分析不通过，则说明烟弹和主体不匹配，电源拒绝供电给加热件，第一加密模块和第二加密模块加密的算法相同，且均采用AES算法。
其工作原理/流程如下，提供一主体，其具有一主板，所述主板包括MCU、生成模块、发送模块、第一加密模块、接收模块、比较模块，所述生成模块、发送模块、第一加密模块、接收模块、比较模块分别连接MCU，所述主体具有一双向通讯对接端子11，一电源负极对接端子12，一电源正极对接端子13，主体还配置有电源，电源连接MCU，双向通讯对接端子11用于传输输出电源和通讯功能；
提供一烟弹，所述烟弹具有一双向通讯连接端子21、一负极连接端子22、一正极连接端子23、第二加密模块、一芯片，所述芯片连接双向通讯连接端子21、负极连接端子22和第二加密模块，双向通讯连接端子21用于传输输出电源和通讯功能，将所述双向通讯连接端子21连接双向通讯对接端子11，负极连接端子22连接电源负极对接端子12，正极连接端子23连接电源正极对接端子13，第一加密模块和第二加密模块加密的算法相同；
烟弹通过主体上电后，MCU将生成模块生成的原始数据A通过发送模块发出，原始数据A通过双向通讯对接端子11、双向通讯连接端子21进入芯片，芯片将接收到的原始数据A通过第二加密模块进行加密后生成具有唯一识别码的加密数据A1，芯片将加密数据A1通过双向通讯连接端子21、双向通讯对接端子11发送给接收模块；
接收模块将加密数据A1发送至MCU，原始数据A通过第一加密模块进行加密后生成具有唯一识别码的加密数据A2，比较模块将加密数据A1和加密数据A2进行比较分析，如果比较分析通过，则说明烟弹和主体匹配；如果比较分析不通过，则说明烟弹和主体不匹配。生成模块生成的原始数据A为一个4字节的字符串，经第一加密模块进行加密后生成一个6字节的加密数据A2，原始数据A通过第二加密模块进行加密后生成一个6字节的加密数据A1，第一加密模块和第二加密模块加密的算法均采用AES算法。所述烟弹的芯片还存储有烟油的信息、烟弹厂家信息、烟弹类型，供主板读取，进一步解释如下，所述烟弹的芯片还配置有烟油的信息、烟弹厂家信息、烟弹类型，烟弹和主体匹配后，芯片将这些信息发送给主板，主板通过显示屏将这些信息显示出来，显示屏配置于所述主体，所述主体可以为一个检测体，通用检测装置、或者是一个电子烟的电源和控制组件部分，所述烟弹和通用检测装置接通匹配后，方可读取烟弹的烟弹厂家信息、烟弹类型、烟油的信息，烟弹厂家信息包括生产厂家，品牌信息等，烟弹类型包括出厂时定义的烟弹是什么型号的、几代的等，烟弹的信息包括烟油的名称、口味等，通过这样的匹配，可以快速了解烟弹的信息，如果不匹配，说明烟弹不是本厂家生产的，可以避免鱼目混珠、以假乱真的现象。
所述烟弹还配置有发热件，发热件的一端连接负极连接端子22，发热件的另一端连接正极连接端子23，加密数据A1和加密数据A2比较分析通过后，MCU发出指令，使电源的正极向电源正极对接端子13供电，电源的负极向电源负极对接端子12供电，在发热件上形成一个电流回路；如果比较分析不通过，电源拒绝向发热件供电，识别结束。
以下对AES算法进行简单介绍：高级加密标准(AES,Advanced EncryptionStandard)为最常见的对称加密算法(微信小程序加密传输就是用这个加密算法的)。对称加密算法也就是加密和解密用相同的密钥，具体的加密流程如图7。
明文P
没有经过加密的数据
密钥K
用来加密明文的密码，在对称加密算法中，加密与解密的密钥是相同的。密钥为接收方与发送方协商产生，但不可以直接在网络上传输，否则会导致密钥泄漏，通常是通过非对称加密算法加密密钥，然后再通过网络传输给对方，或者直接面对面商量密钥。密钥是绝对不可以泄漏的，否则会被攻击者还原密文，窃取机密数据。
AES加密函数
设AES加密函数为E，则C＝E(K,P),其中P为明文，K为密钥，C为密文。也就是说，把明文P和密钥K作为加密函数的参数输入，则加密函数E会输出密文C。
密文C
经加密函数处理后的数据
AES解密函数
设AES解密函数为D，则P＝D(K,C),其中C为密文，K为密钥，P为明文。也就是说，把密文C和密钥K作为解密函数的参数输入，则解密函数会输出明文P。
对称加密算法
加密和解密用到的密钥是相同的，这种加密方式加密速度非常快，适合经常发送数据的场合。
本设计工作过程如下，MCU将生成模块生成的原始数据A通过发送模块发出，原始数据A通过双向通讯对接端子11、双向通讯连接端子21进入芯片，芯片将接收到的原始数据A通过第二加密模块进行加密后生成具有唯一识别码的加密数据A1，芯片将加密数据A1通过双向通讯连接端子21、双向通讯对接端子11发送给接收模块；
接收模块将加密数据A1发送至MCU，原始数据A通过第一加密模块进行加密后生成具有唯一识别码的加密数据A2，比较模块将加密数据A1和加密数据A2进行比较分析，如果比较分析通过，则说明烟弹和主体匹配；如果比较分析不通过，则说明烟弹和主体不匹配。烟弹和主体匹配后，芯片将这些信息发送给主板，主板通过显示屏将这些信息显示出来，或者主板读取芯片中德这些信息。
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、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种加密烟弹的识别方法，其特征在于，包括以下步骤：
提供一主体，其具有一主板，所述主板包括MCU、生成模块、发送模块、第一加密模块、接收模块、比较模块，所述生成模块、发送模块、第一加密模块、接收模块、比较模块分别连接MCU，所述主体具有一双向通讯对接端子，一电源负极对接端子，一电源正极对接端子，主体还配置有电源，电源连接MCU，双向通讯对接端子用于传输输出电源和通讯功能；
提供一烟弹，所述烟弹具有一双向通讯连接端子、一负极连接端子、一正极连接端子、第二加密模块、一芯片，所述芯片连接双向通讯连接端子、负极连接端子和第二加密模块，双向通讯连接端子用于传输输出电源和通讯功能，将所述双向通讯连接端子连接双向通讯对接端子，负极连接端子连接电源负极对接端子，正极连接端子连接电源正极对接端子，第一加密模块和第二加密模块加密的算法相同；
烟弹通过主体上电后，MCU将生成模块生成的原始数据A通过发送模块发出，原始数据A通过双向通讯对接端子、双向通讯连接端子进入芯片，芯片将接收到的原始数据A通过第二加密模块进行加密后生成具有唯一识别码的加密数据A1，芯片将加密数据A1通过双向通讯连接端子、双向通讯对接端子发送给接收模块；
接收模块将加密数据A1发送至MCU，原始数据A通过第一加密模块进行加密后生成具有唯一识别码的加密数据A2，比较模块将加密数据A1和加密数据A2进行比较分析，如果比较分析通过，则说明烟弹和主体匹配；如果比较分析不通过，则说明烟弹和主体不匹配。
2.如权利要求1所述的一种加密烟弹的识别方法，其特征在于：所述烟弹还配置有发热件，发热件的一端连接负极连接端子，发热件的另一端连接正极连接端子，加密数据A1和加密数据A2比较分析通过后，MCU发出指令，使电源的正极向电源正极对接端子供电，电源的负极向电源负极对接端子供电，在发热件上形成一个电流回路；如果比较分析不通过，电源拒绝向发热件供电，识别结束。
3.如权利要求1所述的一种加密烟弹的识别方法，其特征在于：生成模块生成的原始数据A为一个4字节的字符串，经第一加密模块进行加密后生成一个6字节的加密数据A2，原始数据A通过第二加密模块进行加密后生成一个6字节的加密数据A1，第一加密模块和第二加密模块加密的算法均采用AES算法。
4.如权利要求1所述的一种加密烟弹的识别方法，其特征在于：所述烟弹的芯片还配置有烟油的信息、烟弹厂家信息、烟弹类型，烟弹和主体匹配后，芯片将这些信息发送给主板，主板通过显示屏将这些信息显示出来。
5.一种加密烟弹的识别装置，用以识别一烟弹，其特征在于，包括：
一主体，其具有一主板，所述主板包括MCU、生成模块、发送模块、第一加密模块、接收模块、比较模块，所述生成模块、发送模块、第一加密模块、接收模块、比较模块分别连接MCU，所述主体具有一双向通讯对接端子，一电源负极对接端子，一电源正极对接端子，主体还配置有电源，电源连接MCU，双向通讯对接端子用于传输输出电源和通讯功能，所述生成模块用以生成原始数据A，所述发送模块用以将原始数据A发出，所述第一加密模块用以将原始数据A进行加密后生成具有识别码的加密数据A2；
一烟弹，所述烟弹具有一双向通讯连接端子、一负极连接端子、一正极连接端子、第二加密模块、一芯片，所述芯片连接双向通讯连接端子、负极连接端子和第二加密模块，所述双向通讯连接端子用于传输输出电源和通讯功能，所述双向通讯连接端子用以连接双向通讯对接端子，负极连接端子用以连接电源负极对接端子，正极连接端子用以连接电源正极对接端子；所述芯片用以将接收到的原始数据A通过第二加密模块进行加密后生成具有识别码的加密数据A1，并将加密数据A1发送给接收模块，接收模块将加密数据A1发送至MCU，比较模块将加密数据A1和加密数据A2进行比较分析，如果比较分析通过，则说明烟弹和主体匹配，允许电源向负极连接端子、正极连接端子之间的加热件供电；如果比较分析不通过，则说明烟弹和主体不匹配，电源拒绝供电给加热件。
6.如权利要求5所述的一种加密烟弹的识别装置，其特征在于：第一加密模块和第二加密模块加密的算法相同，且均采用AES算法。
7.如权利要求5所述的一种加密烟弹的识别装置，其特征在于：所述烟弹的芯片还存储有烟油的信息、烟弹厂家信息、烟弹类型，供主板读取。
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