CN112906849B - 一种密码卡开盖检测方法、装置及密码卡 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种密码卡开盖检测方法、装置及密码卡，其中，密码卡开盖检测装置包括：开关电路，设置于密码卡的壳体内部，并与所述壳体的盖体接触连接，在所述壳体的盖体处于被打开的状态时，输出第一信号；处理器，与所述开关电路电连接，根据所述第一信号，进入保护状态。本发明的方案可实现密码卡开盖的有效检测，并实现密码卡的有效保护，提高密码卡的安全性。

Description

一种密码卡开盖检测方法、装置及密码卡
技术领域
本发明涉及密码卡技术领域，特别是指一种密码卡开盖检测方法、装置及密码卡。
背景技术
现有技术中，密码卡的外壳是封闭式的壳体，目的是防止外界的侵入式和非侵入式攻击。开盖就是其中一项侵入式攻击。开盖检测也成为了保护密码卡设备的一种手段。
此开盖检测方案可以用在商用密码卡上用来防止侵入式的攻击，现有技术中没有有效的检测方案，导致密码卡的安全性降低。
发明内容
本发明要解决的技术问题是如何提供一种密码卡开盖检测装置、方法及密码卡，可实现密码卡开盖的有效检测，并实现密码卡的有效保护，提高密码卡的安全性。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：
一种密码卡开盖检测装置，包括：
开关电路，设置于密码卡的壳体内部，并与所述壳体的盖体接触连接，在所述壳体的盖体处于被打开的状态时，输出第一信号；
处理器，与所述开关电路电连接，根据所述第一信号，进入保护状态。
可选的，密码卡开盖检测装置，还包括：与系统电源连接的供电单元，分别与所述开关电路以及所述处理器电连接；
所述处理器处于工作状态时，所述系统电源为所述处理器供电；
所述处理器处于下电状态且未进入保护状态时，所述供电单元为所述开关电路供电；
所述处理器由工作状态或者下电状态进入保护状态时，所述供电单元为所述处理器供电。
可选的，所述开关电路包括：具有第一引脚、第二引脚以及第三引脚的主板；以及与所述主板连接的按键，所述按键与所述盖体接触连接；
所述盖体处于被打开的状态时，所述按键处于弹开状态，所述第一引脚与所述第二引脚电连接，并输出第一信号。
可选的，所述第二引脚与第一电阻的一端电连接，所述第一电阻的另一端与所述供电单元电连接；
所述第三引脚与第二电阻的一端电连接，所述第二电阻的另一端接地。
可选的，所述盖体处于与壳体合盖状态时，所述按键处于按压状态，所述第一引脚与所述第三引脚电连接，输出第二信号；
所述处理器根据所述第二信号处于工作状态。
可选的，所述处理器由工作状态进入保护状态时，记录所述第一信号，并停止密码服务，产生第一预警信息；
所述处理器由下电状态进入保护状态时，记录所述第一信号，在所述处理器再次上电并处于工作状态时，根据所述第一信号停止密码服务，产生第二预警信息。
可选的，密码卡开盖检测装置还包括：分别与所述开关电路以及所述处理器电连接的信号隔离电路，将所述开关电路输入的第二信号隔离后输入所述处理器。
可选的，所述信号隔离电路包括：晶体管电路，所述晶体管电路的漏极通过第三电阻与所述供电单元连接，源极通过第四电阻接地，所述第一信号输入所述晶体管电路的栅极，所述第二信号由晶体管电路的漏极输出。
本发明的实施例还提供一种密码卡开盖检测方法，包括：
通过密码卡壳体内部设置的开关电路检测到所述壳体的盖体处于被打开的状态时，输出第一信号；
根据所述第一信号，控制所述密码卡的处理器进入保护状态。
本发明的实施例还提供一种密码卡，包括：壳体以及如上所述的密码卡开盖检测装置。
本发明的上述方案至少包括以下有益效果：
通过密码卡开盖检测装置包括：开关电路，设置于密码卡的壳体内部，并与所述壳体的盖体接触连接，在所述壳体的盖体处于被打开的状态时，输出第一信号；处理器，与所述开关电路电连接，根据所述第一信号，进入保护状态。实现密码卡开盖的有效检测，并实现密码卡的有效保护，提高密码卡的安全性。
附图说明
图1是本发明实施例的密码卡开盖检测装置的模块框示意图；
图2是本发明实施例的密码卡开盖检测装置的开盖的状态示意图；
图3是本发明实施例的密码卡开盖检测装置的合盖的状态示意图；
图4是本发明实施例的密码卡的开关电路的结构示意图；
图5是本发明实施例的密码卡的开关电路的电路结构示意图；
图6是本发明实施例的密码卡的开关电路的隔离电路结构示意图；
图7是本发明实施例的供电单元的电路结构示意图；
图8是本发明实施例的处理器MCU的芯片结构示意图；
图9是本发明实施例的处理器MCU的启动电路结构示意图；
图10是本发明实施例的处理器MCU的系统电源电路的结构示意图；
图11是本发明实施例的处理器MCU的电路VDD33OUT电路结构示意图；
图12是本发明实施例的处理器芯片单元MCU的MCU_IV2电路结构示意图；
图13是本发明实施例的密码卡开盖检测的实现流程示意图；
图14是本发明实施例的密码卡开盖检测方法的实现流程示意图。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
如图1至图5所示，本发明的实施例提供一种密码卡开盖检测装置1，包括：开关电路11，设置于密码卡的壳体10内部，并与所述壳体10的盖体12接触连接，在所述壳体10的盖体12处于被打开的状态时，输出第一信号；
处理器13，与所述开关电路11电连接，根据所述第一信号，进入保护状态。
该实施例中，通过开关电路11检测到壳体10的盖体12被打开时，输出第一信号，处理器13根据第一信号进入保护状态，停止密码相关服务。这里的处理器可以是微控制单元MCU，从而实现密码卡开盖的有效检测，并实现密码卡的有效保护，提高密码卡的安全性。
如图4所示，所述开关电路11包括：具有第一引脚（即COM引脚）、第二引脚（即NC引脚）以及第三引脚（即NO引脚）的主板111；以及与所述主板111连接的按键112，所述按键112与所述盖体12接触连接；
所述盖体12处于被打开的状态时，所述按键112处于弹开状态，所述第一引脚与所述第二引脚电连接，并输出第一信号。
如图5所示，上述开关电路的具体实现中，所述第二引脚NC与第一电阻R183的一端电连接，所述第一电阻R183的另一端与供电单元（VBAT）电连接；
所述第三引脚NO与第二电阻R182的一端电连接，所述第二电阻R182的另一端接地。
如图3所示，所述盖体处于与壳体合盖状态时，所述按键112处于按压状态，所述第一引脚COM与所述第三引脚NO电连接，输出第二信号；所述处理器13根据所述第二信号处于工作状态。
具体实现时，开关电路11的按键112在安装壳体后会被压下，COM脚打在NO侧，即第一引脚和第三引脚相连，Detecet1信号（即第一信号）是低电平，Detecet2（即第二信号）为高电平，此时MCU正常工作，处于工作状态。
当开盖动作发生后，开关顶部的按键112被弹开，此时COM脚打到NC侧，即第一引脚和第二引脚相连，Detect1信号（即第一信号）变为高电平，Detecet2（即第二信号）为低电平，MCU检测到此开盖攻击信号，停止服务，提出预警，进入保护态。
如图6所示，本发明的一可选的实施例中，密码卡开盖检测装置还包括：分别与所述开关电路11以及所述处理器13电连接的信号隔离电路，将所述开关电路11输入的第二信号隔离后输入所述处理器13。
具体的，所述信号隔离电路包括：晶体管电路Q6，所述晶体管电路的漏极D通过第三电阻与所述供电单元连接，源极S通过第四电阻接地，所述第一信号输入所述晶体管电路的栅极G，所述第二信号由晶体管电路的漏极D输出。防止检测到的第一信号Detect1信号受其他信号影响被钳位住，第二信号Detect2信号是隔离后送到处理器MCU的有效信号。
本发明的一可选的实施例中，密码卡开盖检测装置，还包括：与系统电源连接的供电单元，分别与所述开关电路11以及所述处理器电连接；
所述处理器处于工作状态时，所述系统电源为所述处理器供电；
所述处理器处于下电状态且未进入保护状态时，所述供电单元为所述开关电路11供电；
所述处理器由工作状态或者下电状态进入保护状态时，所述供电单元为所述处理器供电。
具体来说，所述处理器由工作状态进入保护状态时，记录所述第一信号，并停止密码服务，产生第一预警信息；
所述处理器由下电状态进入保护状态时，记录所述第一信号，在所述处理器再次上电并处于工作状态时，根据所述第一信号停止密码服务，产生第二预警信息。
如图7所示，为供电单元的具体实现电路，MCU的供电网络为ACH_3V3，它由ADG849YKSZ-500RL7这个芯片来切换，切换的控制信号为Detecet1。VBAT为供电单元，即电池网络信号。
当密码卡设备正常运行时，MCU的供电ACH_3V3是由系统电源MCU_3V3提供的，不消耗电池电量；当设备下电并且无开盖攻击信号时，电池只给开关电路供电，不给MCU供电，电池几乎不耗电；当设备下电并且有开盖攻击信号时，即Detecet1为1时，ADG849YKSZ-500RL7芯片动作，电池给MCU供电，同时开盖攻击信号被送到MCU内部，MCU记录此攻击信号，待设备再次上电运行自检时，MCU使设备停止密码相关服务，做出预警，进入特定的保护状态。
如图8至图12所示，为处理器MCU的具体实现电路，包括：
处理器芯片U2，处理器芯片U2包括多个引脚，其中，引脚87（GPIO30/NFM_CLE/SDIO0_CLK）通过电阻R26与Detect2信号线连接，Detect2信号平时为1，开盖时为0，启动安全防护；引脚22通过电阻R25与FPGA_RST（FPGA复位）信号线连接。
处理器芯片U2的BOOT管脚为高时，从rom启动，为低时，从eflash启动，具体实现电路如图9所示。
处理器芯片U2还包括VCC（电源电压）引脚，与ACH_3V3（系统电源）电路电连接；
如图10所示，ACH_3V3电路包括：第一电容C5、第二电容C6、第三电容C7以及第四电容C58；第一电容C5的一端与电源电压VCC电连接，另一端接地，第二电容C6、第三电容C7以及第四电容C58与第一电容C5并联。
处理器芯片U2还包括VDD33OUT引脚，该VDD33OUT引脚与一电源电路VDD33OUT连接，如图11所示，该电路与上述系统电源电路ACH_3V3的电路结构相同，在此不再赘述。
处理器芯片U2还包括VDD12OUT引脚，该VDD12OUT引脚与电路MCU_IV2连接，如图12所示，该电路与上述系统电源电路ACH_3V3的电路结构相同，在此不再赘述。
本发明的上述实施例所述的开盖检测装置，采用动作攻击检测开关，在检测到特定的攻击后，将攻击信号传送给安全MCU的中断输入引脚，MCU接收到此信号后，记录此攻击信号的标志，将之储存至内部Flash中。
具体的，若被攻击的密码卡设备在工作中，开盖检测装置检测到攻击则MCU会记录此攻击信号，然后立即停止密码相关服务，做出预警，然后进入保护状态。
若被攻击的密码卡设备未处于工作状态，即设备未上电，此时若受到攻击，开盖检测装置依然能将攻击信号传送给MCU，MCU仅记录此攻击信号，无进一步的操作，但一旦密码卡设备再次上电运行，设备自检时会读到此攻击信号标志位，MCU一样会立即停止密码相关服务，做出预警，然后进入到保护状态。
如图13所示，密码卡的开盖检测装置的工作流程包括：
密码卡未上电的状态下，通过上述检测装置检测是否开盖。
如果是，则电池供电，MCU正常工作，Detecet1为低电平，Detecet2为高电平；
若Detecet1由低变高，且Detecet2由高变低时，MCU开盖标志位置为1，并停止密码服务，进入保护状态；
密码卡上电后，系统供电，并进行开机自检；
若检查到开盖标志位为1，密码卡进入保护或者销毁状态，否则，密码卡进入工作状态；
密码卡进入保护或者销毁状态时，清除密钥和用户敏感信息，并将MCU置销毁标志为1，发送销毁完成报警给上位机，以使得及时发现密码机受到了攻击。
本发明的上述实施例，通过对密码卡的壳体的盖体是否被打开的检测，从而使得密码卡能够自动检测到是否受到攻击，提高了密码卡的安全性；进一步的，在密码卡不上电时，开关电路仍能检测到密码卡的盖体是否被打开，并能够将攻击信号传送给MCU，MCU仅记录此攻击信号，无进一步的操作，但一旦密码卡设备再次上电运行，设备自检时会读到此攻击信号标志位，MCU一样会立即停止密码相关服务，做出预警，然后进入到特定的保护状态，从而提高了密码卡的预警性能以及安全性。
如图14所示，本发明的实施例还提供一种密码卡开盖检测方法，包括：
步骤141，通过密码卡壳体内部设置的开关电路检测到所述壳体的盖体处于被打开的状态时，输出第一信号；
步骤142，根据所述第一信号，控制所述密码卡的处理器进入保护状态。
可选的，所述处理器处于工作状态时，系统电源为所述处理器供电；
所述处理器处于下电状态且未进入保护状态时，供电单元为所述开关电路供电；
所述处理器由工作状态或者下电状态进入保护状态时，所述供电单元为所述处理器供电。
可选的，所述开关电路包括：具有第一引脚、第二引脚以及第三引脚的主板；以及与所述主板连接的按键，所述按键与所述盖体接触连接；
所述盖体处于被打开的状态时，所述按键处于弹开状态，所述第一引脚与所述第二引脚电连接，并输出第一信号。
可选的，所述第二引脚与第一电阻的一端电连接，所述第一电阻的另一端与所述供电单元电连接；
所述第三引脚与第二电阻的一端电连接，所述第二电阻的另一端接地。
可选的，所述盖体处于与壳体合盖状态时，所述按键处于按压状态，所述第一引脚与所述第三引脚电连接，输出第二信号；
所述处理器根据所述第二信号处于工作状态。
可选的，所述处理器由工作状态进入保护状态时，记录所述第一信号，并停止密码服务，产生第一预警信息；
所述处理器由下电状态进入保护状态时，记录所述第一信号，在所述处理器再次上电并处于工作状态时，根据所述第一信号停止密码服务，产生第二预警信息。
可选的，密码卡开盖检测装置还包括：分别与所述开关电路以及所述处理器电连接的信号隔离电路，将所述开关电路输入的第二信号隔离后输入所述处理器。需要说明的是，该方法是与上述检测装置对应的方法，上述实施例中的所有实现方式均适用于该方法的实施例中，也能达到相同的技术效果。
再如图1至图3所示，本发明的实施例还提供一种密码卡，包括：壳体10以及如上所述的密码卡开盖检测装置。上述密码卡开盖检测装置的所有实现方式均适用于该密码卡的实施例中，也能达到相同的技术效果。
本发明的实施例还提供一种计算机可读存储介质，存储指令，当所述指令在计算机上运行时，使得计算机执行如上所述的方法。上述各方法实施例中的所有实现方式均适用于该实施例中，也能达到相同的技术效果。
本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统、装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
在本发明所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。
所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
此外，需要指出的是，在本发明的装置和方法中，显然，各部件或各步骤是可以分解和/或重新组合的。这些分解和/或重新组合应视为本发明的等效方案。并且，执行上述系列处理的步骤可以自然地按照说明的顺序按时间顺序执行，但是并不需要一定按照时间顺序执行，某些步骤可以并行或彼此独立地执行。对本领域的普通技术人员而言，能够理解本发明的方法和装置的全部或者任何步骤或者部件，可以在任何计算装置（包括处理器、存储介质等）或者计算装置的网络中，以硬件、固件、软件或者它们的组合加以实现，这是本领域普通技术人员在阅读了本发明的说明的情况下运用他们的基本编程技能就能实现的。
因此，本发明的目的还可以通过在任何计算装置上运行一个程序或者一组程序来实现。所述计算装置可以是公知的通用装置。因此，本发明的目的也可 以仅仅通过提供包含实现所述方法或者装置的程序代码的程序产品来实现。也就是说，这样的程序产品也构成本发明，并且存储有这样的程序产品的存储介质也构成本发明。显然，所述存储介质可以是任何公知的存储介质或者将来所开发出来的任何存储介质。还需要指出的是，在本发明的装置和方法中，显然，各部件或各步骤是可以分解和/或重新组合的。这些分解和/或重新组合应视为本发明的等效方案。并且，执行上述系列处理的步骤可以自然地按照说明的顺序按时间顺序执行，但是并不需要一定按照时间顺序执行。某些步骤可以并行或彼此独立地执行。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种密码卡开盖检测装置，其特征在于，包括：
开关电路，设置于密码卡的壳体内部，并与所述壳体的盖体接触连接，在所述壳体的盖体处于被打开的状态时，输出第一信号；
处理器，与所述开关电路电连接，根据所述第一信号，进入保护状态；与系统电源连接的供电单元，分别与所述开关电路以及所述处理器电连接；
所述供电单元包括：芯片，所述芯片包括：IN引脚、VDD引脚、GND引脚、S2引脚、D引脚以及S1引脚；其中，所述D引脚与ACH_3V3电路电连接，S1引脚通过一电阻与系统电源MCU_3V3电连接；所述VDD引脚与电池VBAT电连接；所述IN引脚的输入为所述第一信号，所述IN引脚通过一电容接地；
其中，所述ACH_3V3电路包括：第一电容C5、第二电容C6、第三电容C7以及第四电容C58；第一电容C5的一端与电源电压VCC电连接，另一端接地，第二电容C6、第三电容C7以及第四电容C58与第一电容C5并联；
所述处理器处于工作状态时，所述系统电源MCU_3V3为ACH_3V3电路供电，所述ACH_3V3电路为所述处理器供电；
所述处理器处于下电状态且未进入保护状态时，所述供电单元为所述开关电路供电，不为所述处理器供电；
所述处理器由工作状态或者下电状态进入保护状态时，所述供电单元由电池VBAT供电，所述供电单元通过所述ACH_3V3电路为所述处理器供电；所述开关电路包括：具有第一引脚、第二引脚以及第三引脚的主板；以及与所述主板连接的按键，所述按键与所述盖体接触连接；
所述盖体处于被打开的状态时，所述按键处于弹开状态，所述第一引脚与所述第二引脚电连接，并输出第一信号。
2.根据权利要求1所述的密码卡开盖检测装置，其特征在于，
所述第二引脚与第一电阻的一端电连接，所述第一电阻的另一端与所述供电单元电连接；
所述第三引脚与第二电阻的一端电连接，所述第二电阻的另一端接地。
3.根据权利要求1所述的密码卡开盖检测装置，其特征在于，
所述盖体处于与壳体合盖状态时，所述按键处于按压状态，所述第一引脚与所述第三引脚电连接，输出第二信号；
所述处理器根据所述第二信号处于工作状态。
4.根据权利要求3所述的密码卡开盖检测装置，其特征在于，
所述处理器由工作状态进入保护状态时，记录所述第一信号，并停止密码服务，产生第一预警信息；
所述处理器由下电状态进入保护状态时，记录所述第一信号，在所述处理器再次上电并处于工作状态时，根据所述第一信号停止密码服务，产生第二预警信息。
5.根据权利要求3所述的密码卡开盖检测装置，其特征在于，还包括：
分别与所述开关电路以及所述处理器电连接的信号隔离电路，将所述开关电路输入的第二信号隔离后输入所述处理器。
6.根据权利要求5所述的密码卡开盖检测装置，其特征在于，所述信号隔离电路包括：
晶体管电路，所述晶体管电路的漏极通过第三电阻与所述供电单元连接，源极通过第四电阻接地，所述第一信号输入所述晶体管电路的栅极，所述第二信号由晶体管电路的漏极输出。
7.一种密码卡开盖检测方法，其特征在于，包括：
通过密码卡壳体内部设置的开关电路检测到所述壳体的盖体处于被打开的状态时，输出第一信号；
根据所述第一信号，控制所述密码卡的处理器进入保护状态；所述密码卡还包括：与系统电源连接的供电单元，分别与所述开关电路以及所述处理器电连接；所述供电单元包括：芯片，所述芯片包括：IN引脚、VDD引脚、GND引脚、S2引脚、D引脚以及S1引脚；其中，所述D引脚与ACH_3V3电路电连接，S1引脚通过一电阻与系统电源MCU_3V3电连接；所述VDD引脚与电池VBAT电连接；所述IN引脚的输入为所述第一信号，所述IN引脚通过一电容接地；其中，所述ACH_3V3电路包括：第一电容C5、第二电容C6、第三电容C7以及第四电容C58；第一电容C5的一端与电源电压VCC电连接，另一端接地，第二电容C6、第三电容C7以及第四电容C58与第一电容C5并联；
所述处理器处于工作状态时，所述系统电源MCU_3V3为ACH_3V3电路供电，所述ACH_3V3电路为所述处理器供电；
所述处理器处于下电状态且未进入保护状态时，所述供电单元为所述开关电路供电，不为所述处理器供电；
所述处理器由工作状态或者下电状态进入保护状态时，所述供电单元由电池VBAT供电，所述供电单元通过所述ACH_3V3电路为所述处理器供电；所述开关电路包括：具有第一引脚、第二引脚以及第三引脚的主板；以及与所述主板连接的按键，所述按键与所述盖体接触连接；所述盖体处于被打开的状态时，所述按键处于弹开状态，所述第一引脚与所述第二引脚电连接，并输出第一信号。
8.一种密码卡，包括：壳体，其特征在于，还包括：如权利要求1至6任一项所述的密码卡开盖检测装置。
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