CN115276962A - 一种基于rfid技术的usb key集中存管系统及方法 - Google Patents

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CN115276962A CN202211201049.4A CN202211201049A CN115276962A CN 115276962 A CN115276962 A CN 115276962A CN 202211201049 A CN202211201049 A CN 202211201049A CN 115276962 A CN115276962 A CN 115276962A
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Abstract

本发明公开了一种基于RFID技术的USB KEY集中存管系统及方法。所述USB KEY集中存管系统包括：集中存管装置、智能控制器、RFID读写器、无线标签，还包括PC机、远程控制平台；所述集中存管装置用于存放管理USB KEY;所述集中存管装置、智能控制器、RFID读写器依次通信连接；所述无线标签有多个，分别粘贴在USB KEY上。本发明实现了USB KEY集中管理的授权存取、取用引导、乱序归还及异常告警，解决了USB KEY现有管理便捷性差、时间成本高、事故难追溯等问题。

Description

一种基于RFID技术的USB KEY集中存管系统及方法
技术领域
本发明属于无线通信技术以及智能管理技术领域，具体涉及一种基于RFID技术的USB KEY集中存管系统及方法。
背景技术
当前，USB KEY的集中管理模式较为传统。根据现场实勘调研分析，存在着以下问题：一是由于USB KEY数量较多且日常需求随机性高，取用频繁，人工登记取用人/归还人的方式手续繁琐、效率低下；二是缺少集中的数据监控和实时的状态监管，无法保证USB KEY的安全可控，存在巨大的防范风险；三是不能做到USB KEY的授权验存取、取用引导、乱序归还、异常告警等方面的智能化、精细化管理，导致人工及时间成本较高、事故责任难以追溯。
现有技术CN111602983A公开了一种钥匙智能管理柜及其储存钥匙的方法，该管理柜的柜体底部固定有电气箱，所述电气箱中安装有用于对和钥匙绑定的超高频RFID电子标签进行读写的UHF读写器，电气箱上安装有用于读取高频HF磁卡的HF读写器，电气箱中安装有触摸屏。该一种钥匙智能管理柜及其储存钥匙的方法，通过在每把车辆钥匙上张贴独立的电子标签，然后通过RFID读写器读取，从而能够判断每次放入、取出车辆钥匙，从而实现自动记录，而通过授权打开的方式，可以监控车辆钥匙的接触人，从而最终责任到人，也便于追责、记录，能够对车钥匙、车辆合格证进行溯源追踪，从而责任到人，便于后期出现纠纷时进行溯源。
现有技术CN206785208U公开了一种基于RFID的智能保险柜装置，包括存放贵重物品的柜体、柜门、RFID电子标签、RFID读写器以及远程智能终端；柜门顶部和底部均设有电子锁，柜门外侧表面设置有操作面板和显示屏；柜门内部中空并内置主控装置和电源装置；电源装置为主控装置供电，主控装置包括内置数据处理模块的主控制器、WiFi模块、报警装置和监控装置；RFID读写器内置无线网络模块，RFID电子标签贵重物品1对1绑定；主控制器与操作面板和显示屏以及电子锁相连接；主控制器通过WiFi模块与RFID读写器以及远程智能终端形成无线网络连接。利用RFID读写器对存放在保险箱内的贵重物品进行定时盘点，出入记录，所以信息直接通过无线网络连接发送到智能终端上，简单有效，方便管理。
因此，如何克服上述缺陷，提供一种基于RFID技术的USB KEY集中存管方法以及系统实现USB KEY的智慧可管、全程可控、数字运营，成为本技术领域亟待解决的课题。
发明内容
为克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种基于RFID技术的USB KEY集中存管方法及系统，具体采用如下技术方案：
一种基于RFID技术的USB KEY集中存管系统，所述USB KEY集中存管系统包括：集中存管装置、智能控制器、RFID读写器、无线标签，还包括PC机、远程控制平台；
所述集中存管装置用于存放管理USB KEY;
所述集中存管装置、智能控制器、RFID读写器依次通信连接；
所述无线标签有多个，分别粘贴在USB KEY上；
所述RFID读写器对所述无线标签进行数据读写操作。
进一步，所述智能控制器、RFID读写器安装在所述集中存管装置上；
所述智能控制器数据通信连接门禁设备、活体指纹仪、交互屏幕；
所述活体指纹仪用于接受用户的指纹信息输入以实现用户的身份认证；
所述交互屏幕用于接受用户的输入并向用户提供信息显示。
进一步，所述远程控制平台部署在所述PC机上；
所述远程控制平台与智能控制器数据通信，用于接收控制器的状态信息、日志信息、告警信息、所监控的USB KEY信息。
进一步，所述无线标签带有指示灯。
一种基于RFID技术的USB KEY集中存管方法，所述USB KEY集中存管方法应用于如上所述的USB KEY集中存管系统，所述USB KEY集中存管方法包括USB KEY取用方法步骤和USB KEY归还方法步骤；
所述USB KEY取用方法步骤包括下列步骤：
S1.1取用人通过集中存管装置的交互屏幕或活体指纹仪，进行密码或指纹识别验证；
S1.2智能控制器比对数据库确认取用人身份后，向远程控制平台发起审批申请；
S1.3审批通过后，交互屏幕接入USB KEY的取用选择界面，取用人选择所需要的USB KEY，向智能控制器发出取用指令；
S1.4智能控制器收到取用指令，向集中存管装置下发开启指令，向RFID读写器下发对应USB KEY的取用指令；
S1.5集中存管装置开启，取用人取出USB KEY。
进一步，所述步骤S1.4还进一步包括：对应USB KEY上无线标签的指示灯开始闪烁；所述步骤S1.5还进一步包括：取用人根据指示灯的引导取出所需要的USB KEY。
进一步，所述步骤S1.5之后，还包括下列步骤：
S1.6集中存管装置关闭，关闭装置时触发RFID读写器的盘点，智能控制器根据装置关闭前后USB KEY的无线标签差异生成操作确认记录，并展示交互屏幕中；
S1.7智能控制器自动将USB KEY的状态变化信息上传至远程控制平台。
进一步，所述USB KEY归还方法步骤包括下列步骤：
S2.1归还人通过集中存管装置的交互屏幕或活体指纹仪，进行密码或指纹识别验证；
S2.2智能控制器根据识别结果确认身份后，向远程控制平台发起审批申请；
S2.3审批通过后，远程控制平台向集中存管装置下发开启指令；
S2.4归还人打开装置，将需要归还的USB KEY放入集中存管装置，关闭集中存管装置，关闭装置时触发RFID读写器的盘点，RFID读写器通过对无线标签的读取得到放入集中存管装置的USB KEY标签信息；
S2.5交互屏幕显示本次操作信息，供归还人进行核实；
S2.6智能控制器自动将USB KEY的状态变化信息上传至远程控制平台。
进一步，智能控制器与远程控制平台之间的数据通信，使用SM4密码算法进行加密传输，其中，密钥及密钥参量如下：
加密密钥长度为128比特，表示为
Figure 347851DEST_PATH_IMAGE001
，其中
Figure 671516DEST_PATH_IMAGE002
为字；
轮密钥表示为
Figure 247991DEST_PATH_IMAGE003
，其中
Figure 564572DEST_PATH_IMAGE004
为32比特字；
系统参数为
Figure 51048DEST_PATH_IMAGE005
；
固定参数为
Figure 293417DEST_PATH_IMAGE006
，用于密钥扩展算法，其中
Figure 498133DEST_PATH_IMAGE007
为字；
轮函数结构如下：设输入为
Figure 493771DEST_PATH_IMAGE008
，轮密钥为
Figure 84021DEST_PATH_IMAGE009
，则轮函数F为
Figure 483910DEST_PATH_IMAGE010
；
其中，合成置换T内容如下：
Figure 769398DEST_PATH_IMAGE011
是一个可逆变换，由非线性变换
Figure 929246DEST_PATH_IMAGE012
和线性变换
Figure 983789DEST_PATH_IMAGE013
复合而成，即
Figure 85738DEST_PATH_IMAGE014
，
Figure 248735DEST_PATH_IMAGE012
由4个并行的S盒构成，即
Figure 55017DEST_PATH_IMAGE015
；
非线性变换
Figure 105012DEST_PATH_IMAGE012
的输出是线性变换
Figure 860085DEST_PATH_IMAGE013
的输入，即
Figure 385744DEST_PATH_IMAGE016
。
进一步，加密处理算法包括：设明文输入为
Figure 136663DEST_PATH_IMAGE017
，密文输出为
Figure 556012DEST_PATH_IMAGE018
，轮密钥为
Figure 858817DEST_PATH_IMAGE019
；
32次迭代运算：
Figure 747139DEST_PATH_IMAGE020
；
反序变换：
Figure 786901DEST_PATH_IMAGE021
；
解密处理算法包括：采用解密变换，其与加密变换结构相同，但是轮密钥的顺序相反。
本发明供了一种方便灵活、低成本、效率高、自主可控的便于在USB KEY集中管理场景中使用的存管系统及方法。通过RFID读写器与无线标签之间的通信技术实现USB KEY的便捷管理、自助取还，减少了对人工管理的依赖；通过国密算法的安全增强技术，形成了涵盖接入认证、访问控制、传输加密、存储加密等方面的关键数据安全性方案，实现控制器的授权存取、数据库的加密存储；通过远程平台的智能分析技术，实现USB KEY的集中监控和全方位数字化管理，解决了USB KEY现有管理效率低下、时间成本高、事故难追溯等问题。
附图说明
图1为本发明的系统结构示意图。
图2为本发明的USB KEY取用方法流程图。
图3为本发明的USB KEY归还方法流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本申请提供进一步的说明。
除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
本发明实施例公开了一种具备方便灵活、低成本、效率高、自主可控等特点的一种基于RFID技术的USB KEY集中存管系统及方法，涉及无线通信领域、智能管理领域。
如附图1所示，为本发明的一种基于RFID技术的USB KEY集中存管系统，所述系统包括：集中存管装置、智能控制器、RFID读写器、无线标签，还包括PC机、远程控制平台（图中未示出）。其中，所述集中存管装置安装有所述智能控制器和所述RFID读写器，所述智能控制器与RFID读写器之间可进行数据通信。所述集中存管装置安装有门禁设备，所述门禁设备与所述智能控制器数据通信，用于接受智能控制器的监测控制。所述集中存管装置安装有交互屏幕，所述交互屏幕与所述智能控制器数据通信，用于接受用户的输入并向用户提供信息显示。
所述集中存管装置安装有活体指纹仪，所述活体指纹仪与所述智能控制器数据通信，用于接受用户的指纹信息输入以实现用户的身份认证。所述PC机部署有远程控制平台，所述远程控制平台与智能控制器数据通信，用于接收控制器的状态信息、日志信息、告警信息、所监控的USB KEY信息等。
所述USB KEY粘贴带灯无线标签，所述无线标签能够接收RFID读写器的数据读取操作。
如附图2、附图3所示，为本发明的一种基于RFID技术的USB KEY集中存管方法，该方法用于本发明的上述基于RFID技术的USB KEY集中存管系统。所述方法具体包括USB KEY取用方法步骤和USB KEY归还方法步骤。
所述USB KEY取用方法包括如下步骤：取用人在集中存管装置上安装的智能控制器交互屏幕上点击“取用”按钮，进行密码或指纹识别验证。智能控制器比对数据库确认取用人身份后，向远程控制平台发起审批申请。审批通过后，接入USB KEY的取用选择界面。取用人勾选所需要的USB KEY。智能控制器收到取用指令，向集中存管装置下发开启指令，向RFID读写器下发对应USB KEY的取用指令。集中存管装置开启，对应USB KEY上无线标签的指示灯开始闪烁。取用人打开集中存管装置，根据指示灯的引导取出所需要的USB KEY，关闭装置。关闭装置时触发RFID读写器的盘点，智能控制器根据装置关闭前后USB KEY的无线标签差异生成操作确认记录，并展示在智能控制器的交互屏中，即显示出取出的USB KEY信息。取用人在交互屏上核对本次操作记录的信息，点击“确定”按钮，控制器自动将USB KEY的状态变化信息上传至远程控制平台，取用流程完结束。
USB KEY归还方法包括如下步骤：归还人在集中存管装置上安装的智能控制器交互屏幕上点击“归还”按钮，进行密码或指纹识别验证。智能控制器根据识别结果确认身份后，向远程控制平台发起审批申请。审批通过后，向集中存管装置下发开启指令。归还人打开装置，将需要归还的USB KEY放入集中存管装置，关闭装置。关闭装置时触发RFID读写器的盘点，即通过无线标签的读取得到放入集中存管装置的USB KEY标签信息。智能控制器交互屏显示本次操作信息，归还人核实是否无误，点击“确定”按钮，控制器自动将USB KEY的状态变化信息上传至远程控制平台，归还流程结束。
操作人通过智能控制器来控制集中存管装置的开启和关闭，在对装置内的USBKEY进行取存操作后，通过RFID读写器与无线标签之间的无线通信技术实现USB KEY的自动化管理，通过智能控制器与RFID读写器之间的通信实现USB KEY状态的可视化呈现，通过智能控制器与远程控制平台之间的数据加密传输技术实现USB KEY的实时监测和集中监控。
上述智能控制器与远程控制平台之间的数据通信，突破性的使用SM4密码算法进行加密传输。
其中，密钥及密钥参量如下：加密密钥长度为128比特，表示为
Figure 670543DEST_PATH_IMAGE022
，其中
Figure 285195DEST_PATH_IMAGE023
为字。轮密钥表示为
Figure 644502DEST_PATH_IMAGE003
，其中
Figure 737222DEST_PATH_IMAGE004
为32比特字。系统参数为
Figure 6530DEST_PATH_IMAGE024
，固定参数为
Figure 539886DEST_PATH_IMAGE025
，用于密钥扩展算法，其中
Figure 871641DEST_PATH_IMAGE026
为字。
其中，轮函数结构如下：设输入为
Figure 627108DEST_PATH_IMAGE027
，轮密钥为
Figure 609976DEST_PATH_IMAGE009
，则轮函数F为
Figure 566431DEST_PATH_IMAGE028
。
其中，合成置换T内容如下：
Figure 775695DEST_PATH_IMAGE011
是一个可逆变换，由非线性变换
Figure 960951DEST_PATH_IMAGE012
和线性变换
Figure 673692DEST_PATH_IMAGE013
复合而成，即
Figure 801048DEST_PATH_IMAGE014
。
Figure 356663DEST_PATH_IMAGE012
由4个并行的S盒构成，即
Figure 594878DEST_PATH_IMAGE015
。
Figure 427705DEST_PATH_IMAGE029
数据如下：
Figure 219904DEST_PATH_IMAGE030
非线性变换
Figure 138182DEST_PATH_IMAGE012
的输出是线性变换
Figure 445666DEST_PATH_IMAGE013
的输入，即
Figure 257633DEST_PATH_IMAGE031
。
综述，加密处理算法如下：设明文输入为
Figure 726792DEST_PATH_IMAGE032
，密文输出为
Figure 758464DEST_PATH_IMAGE033
，轮密钥为
Figure 728694DEST_PATH_IMAGE034
。
32次迭代运算：
Figure 145900DEST_PATH_IMAGE035
；
反序变换：
Figure 35227DEST_PATH_IMAGE036
。
解密处理算法如下：解密变换与加密变换结构相同，但是轮密钥的顺序相反。
如上所述仅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，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种基于RFID技术的USB KEY集中存管系统，其特征在于，所述USB KEY集中存管系统包括：集中存管装置、智能控制器、RFID读写器、无线标签，还包括PC机、远程控制平台；
所述集中存管装置用于存放管理USB KEY;
所述集中存管装置、智能控制器、RFID读写器依次通信连接；
所述无线标签有多个，分别粘贴在USB KEY上；
所述RFID读写器对所述无线标签进行数据读写操作。
2.根据权利要求1所述的一种基于RFID技术的USB KEY集中存管系统，其特征在于，所述智能控制器、RFID读写器安装在所述集中存管装置上；
所述智能控制器数据通信连接门禁设备、活体指纹仪、交互屏幕；
所述活体指纹仪用于接受用户的指纹信息输入以实现用户的身份认证；
所述交互屏幕用于接受用户的输入并向用户提供信息显示。
3.根据权利要求1所述的一种基于RFID技术的USB KEY集中存管系统，其特征在于，所述远程控制平台部署在所述PC机上；
所述远程控制平台与智能控制器数据通信，用于接收控制器的状态信息、日志信息、告警信息、所监控的USB KEY信息。
4.根据权利要求1所述的一种基于RFID技术的USB KEY集中存管系统，其特征在于，所述无线标签带有指示灯。
5.一种基于RFID技术的USB KEY集中存管方法，所述USB KEY集中存管方法应用于如权利要求1-4任一项所述的USB KEY集中存管系统，其特征在于，所述USB KEY集中存管方法包括USB KEY取用方法步骤和USB KEY归还方法步骤；
所述USB KEY取用方法步骤包括下列步骤：
S1.1取用人通过集中存管装置的交互屏幕或活体指纹仪，进行密码或指纹识别验证；
S1.2智能控制器比对数据库确认取用人身份后，向远程控制平台发起审批申请；
S1.3审批通过后，交互屏幕接入USB KEY的取用选择界面，取用人选择所需要的USBKEY，向智能控制器发出取用指令；
S1.4智能控制器收到取用指令，向集中存管装置下发开启指令，向RFID读写器下发对应USB KEY的取用指令；
S1.5集中存管装置开启，取用人取出USB KEY。
6.根据权利要求5所述的一种基于RFID技术的USB KEY集中存管方法，其特征在于，所述步骤S1.4还进一步包括：对应USB KEY上无线标签的指示灯开始闪烁；所述步骤S1.5还进一步包括：取用人根据指示灯的引导取出所需要的USB KEY。
7.根据权利要求6所述的一种基于RFID技术的USB KEY集中存管方法，其特征在于，所述步骤S1.5之后，还包括下列步骤：
S1.6集中存管装置关闭，关闭装置时触发RFID读写器的盘点，智能控制器根据装置关闭前后USB KEY的无线标签差异生成操作确认记录，并展示交互屏幕中；
S1.7智能控制器自动将USB KEY的状态变化信息上传至远程控制平台。
8.根据权利要求5所述的一种基于RFID技术的USB KEY集中存管方法，其特征在于，所述USB KEY归还方法步骤包括下列步骤：
S2.1归还人通过集中存管装置的交互屏幕或活体指纹仪，进行密码或指纹识别验证；
S2.2智能控制器根据识别结果确认身份后，向远程控制平台发起审批申请；
S2.3审批通过后，远程控制平台向集中存管装置下发开启指令；
S2.4归还人打开装置，将需要归还的USB KEY放入集中存管装置，关闭集中存管装置，关闭装置时触发RFID读写器的盘点，RFID读写器通过对无线标签的读取得到放入集中存管装置的USB KEY标签信息；
S2.5交互屏幕显示本次操作信息，供归还人进行核实；
S2.6智能控制器自动将USB KEY的状态变化信息上传至远程控制平台。
9.根据权利要求7或8所述的一种基于RFID技术的USB KEY集中存管方法，其特征在于，智能控制器与远程控制平台之间的数据通信，使用SM4密码算法进行加密传输，其中，密钥及密钥参量如下：
加密密钥长度为128比特，表示为
Figure 625622DEST_PATH_IMAGE001
，其中
Figure 133964DEST_PATH_IMAGE002
为字；
轮密钥表示为
Figure 671256DEST_PATH_IMAGE003
，其中
Figure 465905DEST_PATH_IMAGE004
为32比特字；
系统参数为
Figure 846071DEST_PATH_IMAGE005
；
固定参数为
Figure 767890DEST_PATH_IMAGE006
，用于密钥扩展算法，其中
Figure 910421DEST_PATH_IMAGE007
为字；
轮函数结构如下：设输入为
Figure 16917DEST_PATH_IMAGE008
，轮密钥为
Figure 494166DEST_PATH_IMAGE009
，则轮函数F为
Figure 468944DEST_PATH_IMAGE010
；
其中，合成置换T内容如下：
Figure 839883DEST_PATH_IMAGE011
是一个可逆变换，由非线性变换
Figure 992647DEST_PATH_IMAGE012
和线性变换
Figure 816246DEST_PATH_IMAGE013
复合而成，即
Figure 827671DEST_PATH_IMAGE014
，
Figure 194061DEST_PATH_IMAGE012
由4个并行的S盒构成，即
Figure 642360DEST_PATH_IMAGE015
；
非线性变换
Figure 609048DEST_PATH_IMAGE012
的输出是线性变换
Figure 410782DEST_PATH_IMAGE013
的输入，即
Figure 756313DEST_PATH_IMAGE016
。
10.根据权利要求9所述的一种基于RFID技术的USB KEY集中存管方法，其特征在于，加密处理算法包括：设明文输入为
Figure 1612DEST_PATH_IMAGE017
，密文输出为
Figure 940749DEST_PATH_IMAGE018
，轮密钥为
Figure 936387DEST_PATH_IMAGE019
；
32次迭代运算：
Figure 261058DEST_PATH_IMAGE020
；
反序变换：
Figure 926525DEST_PATH_IMAGE021
；
解密处理算法包括：采用解密变换，其与加密变换结构相同，但是轮密钥的顺序相反。
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