CN117612280A - 应用于智能门锁的cpu卡安全算法及系统 - Google Patents

应用于智能门锁的cpu卡安全算法及系统 Download PDF

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叶敏
丁声茂
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    • G07C9/00817—Electronically operated locks; Circuits therefor; Nonmechanical keys therefor, e.g. passive or active electrical keys or other data carriers without mechanical keys where the code of the lock can be programmed
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
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Abstract

本申请实施例涉及智能门锁技术领域，公开了一种应用于智能门锁的CPU卡安全算法及系统，其中方法包括：上位机按照自定义字符串规则，对CPU卡片的参数信息及智能门锁的产品信息拼接为数据信息；上位机对数据信息进行加密，获得密钥因子，并将密钥因子保存在CPU卡片的文件夹；智能门锁在检测到CPU卡片时，生成第一随机数，且将第一随机数发送给CPU卡片；智能门锁在文件夹获取密钥因子；智能门锁利用密钥因子对第一随机数进行加密，生成第一密文；CPU卡片利用密钥因子对第一随机数进行加密，生成第二密文；智能门锁对比第一密文和第二密文，从而确定是否开锁。本申请可以提高CPU卡片的安全性，防止在任意门锁上添加使用，减少互通性，增加防复制的安全性。

Description

应用于智能门锁的CPU卡安全算法及系统
技术领域
本申请实施例涉及智能门锁领域，尤其涉及一种应用于智能门锁的CPU卡安全算法及系统。
背景技术
目前，市面上的智能门锁支持的芯片卡通常有IC卡、CPU卡和T5577卡，其中，IC卡大部分以MI卡为主，而M1卡以目前的技术容易被破解和复制，安全性相对较差；普通的CPU卡的安全性能比MI卡的高，但是在CPU卡未经过加密前，可以在不同的智能门锁上添加使用，容易被人复制，不够安全。
发明内容
本申请实施例主要解决的技术问题是提供一种应用于智能门锁的CPU卡安全算法及系统，可以提高CPU卡片的安全性，防止在任意门锁上添加使用，减少互通性，增加防复制的安全性。
第一方面，本申请实施例中提供给了一种应用于智能门锁的CPU卡安全算法，包括：
上位机按照自定义字符串规则，对所述CPU卡片的参数信息及智能门锁的产品信息拼接为数据信息；
所述上位机对所述数据信息进行加密，获得密钥因子，并将所述密钥因子保存在所述CPU卡片的文件夹；
智能门锁在检测到所述CPU卡片时，生成第一随机数，且将所述第一随机数发送给所述CPU卡片；
所述智能门锁在所述文件夹获取所述密钥因子；
所述智能门锁利用所述密钥因子对所述第一随机数进行加密，生成第一密文；
所述CPU卡片利用所述密钥因子对所述第一随机数进行加密，生成第二密文；
所述智能门锁对比所述第一密文和所述第二密文，从而确定是否开锁。
在一些实施例中，在上位机按照自定义字符串规则，对所述CPU卡片的参数信息及智能门锁的产品信息拼接为数据信息之前，所述方法还包括：
所述上位机基于CPU卡片的读写权限，在所述CPU卡片的根目录下创建用于存储所述密钥因子的文件夹。
在一些实施例中，所述方法还包括：
所述上位机获取第二随机数，且对所述第二随机数进行加密生成第一密钥；
所述上位机使用所述第一密钥获取CPU卡片的读写权限；
则上位机基于CPU卡片的读写权限，在所述CPU卡片的根目录下创建用于存储所述密钥因子的文件夹，包括：
所述上位机基于所述读写权限，删除所述CPU卡的根目录下的所有文件，从而创建用于存储所述密钥因子的所述文件夹。
在一些实施例中，在创建用于存储所述密钥因子的所述文件夹之后，所述方法还包括：
将所述第一密钥存储在所述文件夹中。
在一些实施例中，所述方法还包括：
所述上位机给所述CPU卡片发送激活指令，以获取所述CPU卡片的参数信息。
在一些实施例中，所述智能门锁在检测到所述CPU卡片时，生成第一随机数，包括：
所述智能门锁在检测到所述CPU卡片靠近时，获取所述CPU卡片的参数信息；
所述智能门锁判断所述CPU卡片的参数信息是否与预存储的卡片信息一致；
如果所述CPU卡片的参数信息与所述预存储的卡片信息一致，则所述智能门锁生成第一随机数。
在一些实施例中，所述方法还包括：
如果所述CPU卡片的参数信息与所述预存储的卡片信息不一致，则所述智能门锁停止开锁。
在一些实施例中，所述智能门锁对比所述第一密文和所述第二密文，从而确定是否开锁，包括：
如果所述第一密文与所述第二密文一致，则所述智能门锁确定开锁；
如果所述第一密文与所述第二密文不一致，则所述智能门锁确定不开锁。
第二方面，本申请实施例提供了一种应用于智能门锁的CPU卡安全系统，包括上位机、CPU卡片和智能门锁，所述上位机与所述CPU卡片通信连接，或者所述CPU卡片与所述智能门锁通信连接。
区别于现有技术的情况，本申请实施例提供的一种应用于智能门锁的CPU卡安全算法及系统。CPU卡片在添加到智能门锁前，上位机对CPU卡片进行加密处理，获得密钥因子保存在CPU卡片的文件夹，可以提高CPU卡片的安全性，防止在任意门锁上添加使用，减少互通性，增加防复制的安全性。在使用CPU卡片开锁时，智能门锁产生随机数，智能门锁和CPU卡片通过对随机数加密产生密文，对两个密文进行对比，从而确定是否开锁。在解锁的时候，利用之前写入的密钥因子再次加密，CPU卡片更安全。
附图说明
一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。
图1为本申请实施例的应用于智能门锁的CPU卡安全系统的示意图；
图2为本申请实施例的应用于智能门锁的CPU卡安全算法的流程示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本申请进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本申请，但不以任何形式限制本申请。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本申请的保护范围。
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请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用以解释本申请，并不用于限定本申请。
需要说明的是，如果不冲突，本申请实施例中的各个特征可以相互结合，均在本申请的保护范围之内。另外，虽然在装置示意图中进行了功能模块划分，在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于装置中的模块划分，或流程图中的顺序执行所示出或描述的步骤。此外，本文所采用的“第一”、“第二”、“第三”等字样并不对数据和执行次序进行限定，仅是对功能和作用基本相同的相同项或相似项进行区分。
除非另有定义，本说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本说明书中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是用于限制本申请。本说明书所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
此外，下面所描述的本申请各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
请参见图1，为应用于本申请的应用于智能门锁的CPU卡安全系统的实施例的示意图，应用于智能门锁的CPU卡安全系统100包括上位机10、CPU卡片20和智能门锁30，上位机10与CPU卡片20通信连接，或者CPU卡片20与智能门锁30通信连接。
其中，上位机10与CPU卡片20通信连接的时候，上位机10通过USB转TTL串口，USB端连接上位机10，TTL串口端连接CUT100读卡器上，CUT100读卡器通过电信号和CPU卡片20通信。
上位机10用于对CPU卡片20的参数信息及智能门锁30的产品信息进行加密，获得密钥因子，防止CPU卡片20被复制。
在CPU卡片20的文件夹存储有密钥因子后，CPU卡片20可以与智能门锁30无线通信连接。
在智能门锁30检测到CPU卡片20靠近时，进行智能门锁30和CPU卡片20的各自加密，当智能门锁30与CPU卡片20配对时，CPU卡片20才能对智能门锁30开锁。
本申请实施例提供了一种应用于智能门锁的CPU卡安全算法，请参阅图2，该方法包括以下步骤S201至步骤S207。
S201：上位机按照自定义字符串规则，对所述CPU卡片的参数信息及智能门锁的产品信息拼接为数据信息。
自定义字符串规则，是上位机对CPU卡片加密的规则，首先，上位机通过USB转TTL串口，USB端连接上位机，TTL串口端连接CUT100读卡器上，建立上位机和CPU卡片之间的物理连接。
然后，所述上位机给所述CPU卡片发送激活指令，CPU卡片返回参数信息，上位机获取所述CPU卡片的参数信息。其中，参数信息可以为CPU卡片的卡号。
接着，上位机选择ISO14443-4作为串口和CPU卡片的通信协议，CUT100读卡器通过电信号和CPU卡片通信，从而建立上位机与CPU卡片之间的通信连接。
在建立通信连接之后，上位机需要获取CPU卡片的读写权限，才能在CPU卡片的根目录下创建文件夹来保存密钥因子，因此，在其中一些实施方式中，所述方法还包括：
所述上位机基于CPU卡片的读写权限，在所述CPU卡片的根目录下创建用于存储所述密钥因子的文件夹。
具体地，上位机为了获得CPU卡片的读写权限，在其中一些实施方式中，所述方法还包括：
所述上位机获取第二随机数，且对所述第二随机数进行加密生成第一密钥；
所述上位机使用所述第一密钥获取CPU卡片的读写权限；
则上位机基于CPU卡片的读写权限，在所述CPU卡片的根目录下创建用于存储所述密钥因子的文件夹，包括：
所述上位机基于所述读写权限，删除所述CPU卡的根目录下的所有文件，从而创建用于存储所述密钥因子的所述文件夹。
具体地，上位机在获取CPU卡片的读写权限时，首先下发指令，获取一个8个字节的随机数，为第二随机数，然后，使用DES(Data Encryption Standard)对称加密对第二随机数进行加密，生成第一密钥。上位机使用该第一密钥来获取CPU卡片的读写权限。
在上位机使用第一密钥获取CPU卡片的读写权限时，进行CPU卡片的外部认证，从而获得CPU卡片的读写权限。
在上位机获得CPU卡片的读写权限后，上位机将CPU卡片的根目录下的所有文件删除，从而可以创建用于存储密钥因子的文件夹，该文件夹用ID为0x00表示。
删除CPU卡片的根目录下的所有文件，是为了重新创建一个新的文件夹。
在其中一些实施方式中，在创建用于存储所述密钥因子的所述文件夹之后，所述方法还包括：
将所述第一密钥存储在所述文件夹中。
第一密钥为上位机给CPU卡片设置的密码，当上位机需要再次读取CPU卡片的权限时，需要比对该第一密钥，以获取该CPU卡片的读写权限。
在创建用于存储所述密钥因子的文件夹(0x00)之后，上位机按照自定义字符串规则，对所述CPU卡片的参数信息及智能门锁的产品信息拼接为数据信息。
智能门锁的产品信息可以是产品的缩写。
上位机在拼接数据信息的时候，可以使用智能门锁的公司字母简称，如“abcdefgh”的8个字母，将8个字母转成十六进制，得到8个字节，智能门锁的产品信息用“a1”表示，且将“a1”转换成十六进制，得到3个字节，CPU卡片的参数信息为CPU卡片的卡号，为4个字节，将上述得到的8个字节、3个字节、4个字节拼接成数据信息。
S202：所述上位机对所述数据信息进行加密，获得密钥因子，并将所述密钥因子保存在所述CPU卡片的文件夹。
上位机可以使用AES128对称加密算法对数据信息进行加密，获得密钥因子，并且，将该密钥因子保存在CPU卡片的文件夹(0x00)，完成CPU卡片的内部认证。
由于CPU卡片经过内部认证，可以提高CPU卡片的安全性能，防止被复制，避免任一门锁都能添加使用该CPU卡片。
S203：智能门锁在检测到所述CPU卡片时，生成第一随机数，且将所述第一随机数发送给所述CPU卡片。
在其中一些实施方式中，步骤S203可以包括：
所述智能门锁在检测到所述CPU卡片靠近时，获取所述CPU卡片的参数信息；
所述智能门锁判断所述CPU卡片的参数信息是否与预存储的卡片信息一致；
如果所述CPU卡片的参数信息与所述预存储的卡片信息一致，则所述智能门锁生成第一随机数。
具体地，智能门锁在检测到CPU卡片靠近的时候，首先获取CPU卡片的参数信息，该参数信息为卡片的卡号，然后，可以通过对比卡号和预先存储在智能门锁上的卡号是否一致，以使智能门锁判断CPU卡片的参数信息是否与预存储的卡片信息一致，从而可以确定卡号是否添加到智能门锁。如果确定卡号添加到智能门锁，则确定CPU卡片的参数信息与所述预存储的卡片信息一致，从而智能门锁生产第一随机数。
反之，如果确定卡号未添加到智能门锁，可以确定CPU卡片的参数信息与所述预存储的卡片信息不一致，则智能门锁停止开锁，且智能门锁不会将所述第一随机数发送给所述CPU卡片。
S204：所述智能门锁在所述文件夹获取所述密钥因子；
S205：所述智能门锁利用所述密钥因子对所述第一随机数进行加密，生成第一密文；
S206：所述CPU卡片利用所述密钥因子对所述第一随机数进行加密，生成第二密文；
S207：所述智能门锁对比所述第一密文和所述第二密文，从而确定是否开锁。
具体地，智能门锁在确定CPU卡片的卡号添加到智能门锁后，在文件夹获取密钥因子，然后，智能门锁和CPU卡片分别利用密钥因子对第一随机数进行加密，智能门锁产生第一密文，且CPU卡片产生第二密文，对比第一密文和第二密文，来确定智能门锁是否开锁。
在其中一些实施方式中，步骤S207，可以包括：
如果所述第一密文与所述第二密文一致，则所述智能门锁确定开锁；
如果所述第一密文与所述第二密文不一致，则所述智能门锁确定不开锁。
具体地，如果两个密文一致，则说明智能门锁和CPU卡片配对成功，智能门锁开锁；反之，如果两个密文不一致，则说明智能门锁和CPU卡片配对失败，智能门锁不开锁。
本申请实施例，CPU卡片在添加到智能门锁前，上位机对CPU卡片进行加密处理，获得密钥因子保存在CPU卡片的文件夹，可以提高CPU卡片的安全性，防止在任意门锁上添加使用，减少互通性，增加防复制的安全性。在使用CPU卡片开锁时，智能门锁产生随机数，智能门锁和CPU卡片通过对随机数加密产生密文，对两个密文进行对比，从而确定是否开锁。在解锁的时候，利用之前写入的密钥因子再次加密，CPU卡片更安全。
需要说明的是，在上述各个实施例中，上述各步骤之间并不必然存在一定的先后顺序，本领域普通技术人员，根据本发明实施例的描述可以理解，不同实施例中，上述各步骤可以有不同的执行顺序，亦即，可以并行执行，亦可以交换执行等等。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；在本申请的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本申请的不同方面的许多其它变化，为了简明，它们没有在细节中提供；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围。

Claims (9)

1.一种应用于智能门锁的CPU卡安全算法，其特征在于，所述方法包括：
上位机按照自定义字符串规则，对所述CPU卡片的参数信息及智能门锁的产品信息拼接为数据信息；
所述上位机对所述数据信息进行加密，获得密钥因子，并将所述密钥因子保存在所述CPU卡片的文件夹；
智能门锁在检测到所述CPU卡片时，生成第一随机数，且将所述第一随机数发送给所述CPU卡片；
所述智能门锁在所述文件夹获取所述密钥因子；
所述智能门锁利用所述密钥因子对所述第一随机数进行加密，生成第一密文；
所述CPU卡片利用所述密钥因子对所述第一随机数进行加密，生成第二密文；
所述智能门锁对比所述第一密文和所述第二密文，从而确定是否开锁。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在上位机按照自定义字符串规则，对所述CPU卡片的参数信息及智能门锁的产品信息拼接为数据信息之前，所述方法还包括：
所述上位机基于CPU卡片的读写权限，在所述CPU卡片的根目录下创建用于存储所述密钥因子的文件夹。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
所述上位机获取第二随机数，且对所述第二随机数进行加密生成第一密钥；
所述上位机使用所述第一密钥获取CPU卡片的读写权限；
则上位机基于CPU卡片的读写权限，在所述CPU卡片的根目录下创建用于存储所述密钥因子的文件夹，包括：
所述上位机基于所述读写权限，删除所述CPU卡的根目录下的所有文件，从而创建用于存储所述密钥因子的所述文件夹。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在创建用于存储所述密钥因子的所述文件夹之后，所述方法还包括：
将所述第一密钥存储在所述文件夹中。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
所述上位机给所述CPU卡片发送激活指令，以获取所述CPU卡片的参数信息。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述智能门锁在检测到所述CPU卡片时，生成第一随机数，包括：
所述智能门锁在检测到所述CPU卡片靠近时，获取所述CPU卡片的参数信息；
所述智能门锁判断所述CPU卡片的参数信息是否与预存储的卡片信息一致；
如果所述CPU卡片的参数信息与所述预存储的卡片信息一致，则所述智能门锁生成第一随机数。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
如果所述CPU卡片的参数信息与所述预存储的卡片信息不一致，则所述智能门锁停止开锁。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述智能门锁对比所述第一密文和所述第二密文，从而确定是否开锁，包括：
如果所述第一密文与所述第二密文一致，则所述智能门锁确定开锁；
如果所述第一密文与所述第二密文不一致，则所述智能门锁确定不开锁。
9.一种应用于智能门锁的CPU卡安全系统，其特征在于，包括上位机、CPU卡片和智能门锁，所述上位机与所述CPU卡片通信连接，或者所述CPU卡片与所述智能门锁通信连接。
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