CN1471274A - 基于互联网的智能卡远程并发写卡系统 - Google Patents

Abstract

一种基于互联网的智能卡远程并发写卡系统及方法，在客户端插入授权卡并输入用户信息，然后将授权卡ID和密钥连同用户信息加密上传至服务器端进行验证，如果验证通过，则插入空白SIM卡，并输入对应的手机号码，将卡内信息加密上传至服务器端，由其解析卡内信息，获得卡商、卡类以及数据类信息，据此确定写卡组件，并查询数据库获得个人化数据，服务器端将个人化数据和写卡组件加密下传，客户端对收到的写卡组件进行鉴权，如果正确则将写卡状态激活，对空白SIM卡完成写卡，本发明将原来只能由SIM卡卡商完成或者由省业务卡管理中心才能完成的写卡操作安全地转移到各营业厅完成，实现了真正的远程异地写卡功能，在满足客户业务需求上有了更大的空间。

Description

基于互联网的智能卡远程并发写卡系统

技术领域

本发明涉及一种智能卡写卡系统及方法，特别涉及一种基于互联网的智能卡远程并发写卡系统及方法。

背景技术

移动通信智能卡随着GSM的发展诞生于欧洲。如今，SIM卡、UIM卡从最初只具有单一认证功能不断向更大容量、更多功能方向发展，形成了一个移动通信智能SIM卡、UIM卡家族，其中包括STK卡、UTK卡、移动交易类卡、OTA-STK卡、OTA-UTK卡、超大容量号码簿卡、双号卡、多号卡等，从而为运营商的业务创新提供了多种选择，为广大移动用户提供了更多更好的个性化服务。

以SIM(Subscriber Identity Module)卡为例，SIM卡是一张带有晶片的塑料卡，晶片上装有特制的核对身份程序。在这个初始阶段，这种卡片被称作“空白卡”。SIM卡主要用于存储数据(控制存取各种数据)和在安全条件下(个人身份号码PIN、鉴权钥Ki正确)完成客户身份鉴权和客户信息加密算法的全过程。

SIM卡内保存的数据可以归纳为以下四种类型：(1)由SIM卡生产厂商存入的系统原始数据。(2)由移动网络运营部门或者其他经营部门在将卡发放给用户时注入的网络参数和用户数据，包括：国际移动用户号(IMSI)；A3：IMSI认证算法；A5：加密密匙生成算法；A8：密匙(Kc)生成前，用户密匙(Kc)生成算法。(3)由用户自己存入的数据，例如短消息、固定拨号、缩位拨号、性能参数、话费记数等。(4)用户在用卡过程中自动存入和更新的网络接续和用户信息类数据，包括最近一次位置登记时的手机所在位置区识别号(LAI)，设置的周期性位置更新间隔时间，临时移动用户号(TMSI)等。

上面第一类数据通常属永久性的数据，由SIM卡生产厂商注入以后无法更改；第二类数据由于涉及到加密算法、用户数据等核心参数，只有网络运行部门的专门机构才允许查阅和更新，在国内一般是由省业务卡管理中心进行；而第三、四类数据中的大部分内容都允许用户利用任何手机对其进行读/写操作。

目前在国内，SIM卡一般是由SIM卡生产商供应，各省业务卡管理中心统一集中将上述第二类数据注入空白卡后，将卡发放到各地营业厅，由营业厅将已经个人化好的卡发售给用户。因此，每个营业厅都必须预留每个厂商每种号段的足够多的个人化好的卡，造成库存积压。而如果在各营业厅配置发行系统则移动运营商将需要投入较大资金成本，对运营商来说是不能接受的。而且，随着移动通信业的迅猛发展，各地移动用户的数量急剧增加，移动用户的补换卡需求突出。目前各移动公司采用的各分公司储备个人化的备卡方式只能满足本地用户的换卡需求，无法满足异地用户的补换卡需求。

目前现有的SIM卡发行时的数据注入都采用单机或局域网环境，如图3所示，图3-1是单机环境示意图，图3-2是局域网环境示意图，在这些模式下，移动运营商对SIM卡的数据注入都是集中在各省公司统一进行，然后由各移动营业点销售给客户后开通。于是，客户不可避免的补卡和换卡需求必须统一到省公司进行。但近年来，随着移动业务的巨大发展，补卡和换卡量已经达到了一个很大的数量，统一补卡和换卡已经给各省公司带来了巨大的不便和业务压力，因此，各省公司都希望能在本地营业厅远程实现写卡业务。

然而远程写卡业务的实现，在技术上除了要考虑多营业点并发请求处理以及数据传输的安全性以外，还需要保证所有写卡数据只能从各省公司实时获得，更重要的是必须对各SIM卡厂商的写卡模块进行极为有效的技术保护。目前，虽然有些移动公司推出了异地换卡业务，但在实现方式、系统架构以及数据安全性上都无法达到远程写卡的技术指标。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种基于互联网的智能卡远程并发写卡系统及其方法，在保证数据的安全性并对智能卡厂商的写卡模块实行有效的技术保护前提下，能够实现远程异地的并发写卡请求。

为解决上述技术问题，本发明提供一种基于互联网的智能卡远程并发写卡系统，包括：服务器端SIM卡数据库，用于集中存储管理SIM卡个人化数据；个人化数据驱动装置，与所述SIM卡数据库相连，用于导航并加工SIM卡个人化数据；卡商写卡组件库，用于集中存储各卡商的写卡核心组件；卡商写卡组件驱动装置，与所述写卡组件库相连，用于导航并定位需要使用的卡商写卡组件；服务器端写卡控制装置，与所述个人化数据驱动装置以及卡商写卡组件驱动装置相连，用于验证写卡请求，并下传个人化数据以及卡商写卡组件；服务器端并发处理装置，与所述服务器端写卡控制装置相连，用于处理来自客户端的并发写卡请求；服务器端数据传输控制装置，与所述服务器端并发处理装置相连，用于将所述服务器端的数据加密传输；客户端数据传输控制装置，与所述服务器端数据传输控制装置相连，用于将所述客户端的数据加密传输；客户端写卡控制装置，与所述客户端数据传输装置相连，用于生成写卡请求，并接收鉴权所述下传的个人化数据以及卡商写卡组件；客户端智能卡读写器，与所述客户端写卡控制装置相连，用于读取授权卡信息，进行授权卡认证，并用于对空白SIM进行信息读写。本发明还包括一系统管理装置，用于完成授权卡发行，用户生成，用户与授权卡绑定，密钥生成，系统监控等管理功能。

本发明进而提供一种基于互联网的智能卡远程并发写卡方法，首先在客户端智能卡读写器中插入授权卡并输入用户信息；然后读取授权卡ID和密钥，连同用户信息一起加密上传至服务器端进行验证；如果验证通过，则在客户端智能卡读写器中插入空白SIM卡，并输入对应的手机号码；读取所述空白SIM卡信息，并将卡内信息加密上传至服务器端；服务器端解析所述卡内信息，获得卡商、卡类以及数据类信息；根据卡商信息确定卡商写卡组件，根据手机号码查询数据库以获得个人化数据；服务器端将所述个人化数据以及卡商写卡组件加密下传；客户端对收到的卡商写卡组件进行鉴权，如果正确则将写卡组件的写卡状态激活；根据所述个人化数据，由卡商写卡组件对所述空白SIM卡完成写卡。该发明同时提供位于开放环境的远程分布写卡系统的管理方法，通过统一发行授权卡，并生成与授权卡绑定的各级用户来控制整个系统的使用级别。

应用本发明提供的基于互联网的智能卡远程并发写卡系统及方法，将原来只能由SIM卡卡商完成或者由省业务卡管理中心才能完成的写卡操作在同样的数据管理流程、操作安全的情况下，将写卡控制转移到各营业厅完成，方便补卡用户及时重新获得SIM卡，并且各分公司不再储备个人化的备卡，使营业厅实现了真正的远程异地写卡功能，在满足客户业务需求上有了更大的空间。

附图说明

图1是本发明之基于互联网的智能卡远程并发写卡系统框架示意图；

图2是本发明之基于互联网的智能卡远程并发写卡方法流程图；

图3是现有智能卡写卡系统实施环境示意图；

图4是本发明之具体实施例体系结构示意图。

具体实施方式

本发明提供一种基于互联网的智能卡远程并发写卡系统，如图1所示，其由服务器端SIM卡数据库101、个人化数据驱动装置102、卡商写卡组件库103、卡商写卡组件驱动装置104、服务器端写卡控制装置105、服务器端并发处理装置106、服务器端数据传输控制装置107、客户端数据传输控制装置108、客户端写卡控制装置109、客户端职能卡读写器110。

其中，服务器端SIM卡数据库101用于集中存储SIM卡个人化数据；个人化数据驱动装置102与所述SIM卡数据库101相连，用于查询并整理SIM卡个人化数据；卡商写卡组件库103用于集中存储各卡商的写卡核心组件；卡商写卡组件驱动装置104与所述写卡组件库相连，用于查询并确定需要使用的卡商写卡组件；服务器端写卡控制装置105与所述个人化数据驱动装置以及卡商写卡组件驱动装置相连，用于验证写卡请求，并下传个人化数据以及卡商写卡组件；服务器端并发处理装置106与所述服务器端写卡控制装置相连，用于处理来自客户端的并发写卡请求；服务器端数据传输控制装置107与所述服务器端并发处理装置相连，用于将所述服务器端的数据加密传输；客户端数据传输控制装置108与所述服务器端数据传输控制装置相连，用于将所述客户端的数据加密传输；客户端写卡控制装置109与所述客户端数据传输装置相连，用于生成写卡请求，并接收鉴权所述下传的个人化数据以及卡商写卡组件；客户端职能卡读写器110与所述客户端写卡控制装置相连，用于读取授权卡信息并对空白SIM卡进行信息读写。

本发明还包括一系统管理装置，用于完成授权卡发行，用户生成，用户与授权卡绑定，密钥生成，系统监控等管理功能。

所述服务器端写卡控制装置包括：身份验证模块，与所述个人化数据驱动装置相连，用于对写卡请求的信息进行身份验证；数据鉴权下载模块，与所述个人化数据驱动装置以及卡商写卡组件驱动装置相连，用于对写卡组件进行鉴权，并将其与个人化数据下传。

所述客户端写卡控制装置包括：授权卡认证模块，与所述客户端授权卡认证读写器相连，用于认证客户端授权卡权限；空白卡检测模块，与所述客户端通用写卡读写器相连，用于检测插入的空白SIM卡；数据申请模块，与所述客户端授权卡认证读写器相连，用于根据授权卡信息以及用户信息生成申请请求；数据接收鉴权模块，与所述客户端通用写卡读写器相连，用于接收下传的个人化数据以及写卡组件，并对写卡组件进行鉴权。

所述客户端数据传输控制装置与服务器端数据传输控制装置之间，是通过互联网络设备进行传输的。

如图2所示，本发明进而提供一种基于互联网的智能卡远程并发写卡方法，首先，在客户端智能卡读写器中插入授权卡并输入用户信息(步骤201)；系统会读取授权卡ID和密钥，连同用户信息一起加密上传至服务器端进行验证(步骤202)；如果验证通过，则在客户端智能卡读写器中插入空白SIM卡，并输入对应的手机号码(步骤203)；读取所述空白SIM卡信息，并将卡内信息加密上传至服务器端(步骤204)；服务器端解析所述卡内信息，获得卡商、卡类以及数据类信息(步骤205)；根据卡商信息确定卡商写卡组件，根据手机号码查询数据库以获得个人化数据(步骤206)；服务器端将所述个人化数据以及卡商写卡组件加密下传(步骤207)；客户端对收到的卡商写卡组件进行鉴权，如果正确则将写卡组件的写卡状态激活(步骤208)；根据所述个人化数据，由卡商写卡组件对所述空白SIM卡完成写卡(步骤209)。

当客户端一次写卡完成后，客户端写卡组件的写卡状态就会变为非激活状态，这样就可以对卡商的写卡组件进行有效的保护。

在写卡完成后，还可以由客户端向服务器上传写卡结果，服务器端更新数据库，备份本次操作信息并删除已使用的数据。

对服务器端的数据库，还可以预先设置最低预存量，在上述查询数据库步骤后可以判断数据库当前预存数据是否小于最低预存量，如果小于所述最低预存量则提示补充SIM数据。

出于安全性的考虑，授权卡信息与用户信息可以是必须在服务器端统一创建，  并且由不同的、相对独立的业务模块分别创建，使每个授权卡信息可以对应多个用户信息，但一个用户信息只能对应一个授权卡信息。

为了在保证较安全的前提下，实现较高的远程写卡效率，可以对远程写卡组件的下载条件进行控制，可以首先由服务器端向客户端的写卡组件申请版本号；根据客户端写卡组件的版本号，服务器端将其与数据库中注册的版本号进行比较；如果比较结果说明数据库中的写卡组件新，则进行远程组件下载，否则不进行远程下载，而使用客户端写卡组件即可。版本信息可以通过Version参数获得，可以规定版本信息与各厂商提供的写卡组件名一致，共8位长，系统在调用写卡组件时，首先使用查询组件版本，确认与所调用的组件名一致后才进行后续操作。

为了对卡商的写卡核心组件进行更有效的保护，可以对下载的写卡组件进行鉴权处理，首先向服务器端获取组件鉴权密钥；由写卡组件产生随机数，并对所述随机数加密；然后将加密结果传给写卡组件；写卡组件对加密结果解密，并与其之前产生的随机数比较；如果解密正确，则写卡组件将写卡状态激活。可以通过封装3DES-ECB算法来用于组件注册时的系统鉴权，写卡组件利用保存的随机数通过3DES-ECB算法获得运算结果，与系统运算结果AuthCode(认证数据，该值由系统端利用组件注册时预置的密钥与从写卡组件得到的随机数进行3DES--ECB运算得到，用于组件注册时的鉴权)进行比较，返回鉴权结果。密钥在写卡组件注册时输入系统。

执行写卡之前，首先将参数AuthCode与写卡函数自身3DES--ECB算法的计算结果进行比较鉴权。若鉴权成功，则可进行后续写卡操作；否则写卡组件返回组件鉴权失败，不启动写卡。可以用参数NumOfPhone来描述是否为一卡双号，可以约定“1”为普通卡，“2”为一卡双号卡。用参数IssueData描述写卡数据信息，该参数数据长度由NumOfPhone决定，一组写卡信息顺序可以预定如下：ICCID，IMSI，KI，SMSP，PIN1，PIN2，PUK1，PUK2，SMSC_IO，SMSC_IO1，SMSC_IO2，SMSC_MB，SMSC_MI，SMSC_SI，SMSC_ST，TPDA_IO，TPDA_IO1，TPDA_IO2，TPDA_MB，TPDA_MI，TPDA_SI，TPDA_ST，TPDA_QQ，TPDA_LR；各参数之间分割符为“，”；各组数据之间用“|”分割。举例来说：若为一卡双号，则主次号依次排序为：ICCID1，IMSI1，KI1...TPDA_LR1|ICCID2，IMSI2，KI2，...TPDA_LR2。用参数ExternData来描述扩展公用数据(如交易类传输密钥)。

执行写卡后，对于返回值，可以用0表示写卡成功；非0表示写卡失败。在返回值非0情况下，还可进一步将错误代码(ErrCode)细分，以便于操作员处理，例如：1表示组件鉴权失败；2表示卡EEPROM错误；3表示卡无返回或未插卡；4表示读卡器错误；5表示数据传输错误；6表示其他未知错误。

下面以一具体的补卡过程来说明本发明。针对目前各地营业厅众多，但可以进行数据注入的卡管理中心很少，往往每个省只有一个的情况，本发明的系统可以采取四层系统结构来设计，如图4所示，包括数据层、业务逻辑层、数据加密层以及客户端写卡层。其中数据层用于存储、管理写卡数据，业务逻辑层处理并发的写卡请求，由数据加密层来对上传下载的数据进行加密，客户端写卡层来完成写卡过程，同时由系统管理层来统一进行授权卡管理、用户管理、组件下载以及组件鉴权。

各省业务卡管理中心可以采用预存数据的方式，预先分配各号段各厂家相应的补卡数据，例如分配500张卡的数据，加密后存入数据库，并生成输出报告，各分公司按正常流程将数据输入到相应的交换机和AUC。当各分公司营业厅接受用户补卡申请后，由有权限的营业厅操作人员插入授权卡(SAM)，并输入用户名和密码等用户信息登录系统，授权卡读写器通过OCX读取SAM卡中的内容，并判断读卡结果，如果读卡结果正确，则将用户名、密码，连同从SAM卡中读取的ID号加密后提交给服务器端。

系统从数据库中的密钥解密用户名、密码以及SAM卡ID等用户信息及授权卡信息，然后通过查询数据库判断用户名、密码是否正确，如果正确则接着判断该用户是否与SAM卡ID绑定了，如果已绑定，则在日志中添加用户登录成功记录，并查询该营业厅所剩余备卡的数量，如果为零，则禁止申请，否则提示用户插入空白SIM卡，提示输入或选择客户手机号码、所在城市以及业务品牌等有关信息，并判断输入信息的有效性，例如输入的手机号码是否为有效长度，是否是以“13”开头的，接着读取SIM卡中的ATR(复位应答，Answer To Request)信息，并与业务品牌相比较，以验证卡类型，同时也鉴别是一卡单号还是一卡多号。

卡内信息加密上传，系统解析该卡内信息，得到卡商信息、卡类及数据类等信息。数据库整理补卡数据(每次申请一张卡的数据)，判断数据库当前预存数据是否小于最低预存量，如果小于，则提示补充数据。系统根据ATR信息检测本地是否有写卡所需的写卡组件，如果没有，则将返回信息中的组件版本号设置为零，如果有则读出其版本号并设置返回信息，同时将当前时间写入注册表，并向服务器端提交包括有ATR以及组件版本号的申请信息，根据ATR在数据库中查找相应的记录，比较接收到的写卡组件版本号与数据库中的版本号，如果一致，则设置对应的变量为保持，如果不一致，则从数据库中取出对应的写卡组件文件，赋值给对应的变量，设置对应的变量值为更新。然后将应该使用的写卡组件名称赋值给对应的变量。在查询该营业厅可用的备卡数据后，取出其中一条数据赋值给对应的变量，并修改该记录中的数据状态。

服务器端将补卡数据以及相应厂家的写卡核心组件加密下传后，客户端对写卡组件进行鉴权，根据收到的补卡数据完成写卡。之后，客户端将写卡结果上报给服务器，服务器端更新数据库，备份本次操作信息并删除已经使用的数据，扣除该营业点的数据存量，营业厅通过与营业系统的接口实现自动开通，或下达工单按现有流程办理开通业务。

Claims (15)

1、一种基于互联网的智能卡远程并发写卡系统，其特征在于包括：

服务器端SIM卡数据库，用于集中存储SIM卡个人化数据；

个人化数据驱动装置，与所述SIM卡数据库相连，用于查询并整理SIM卡个人化数据；

卡商写卡组件库，用于集中存储各卡商的写卡核心组件；

卡商写卡组件驱动装置，与所述写卡组件库相连，用于查询并确定需要使用的卡商写卡组件；

服务器端写卡控制装置，与所述个人化数据驱动装置以及卡商写卡组件驱动装置相连，用于验证写卡请求，并下传个人化数据以及卡商写卡组件；

服务器端并发处理装置，与所述服务器端写卡控制装置相连，用于处理来自客户端的并发写卡请求；

服务器端数据传输控制装置，与所述服务器端并发处理装置相连，用于将所述服务器端的数据加密传输；

客户端数据传输控制装置，与所述服务器端数据传输控制装置相连，用于将所述客户端的数据加密传输；

客户端写卡控制装置，与所述客户端数据传输装置相连，用于生成写卡请求，并接收鉴权所述下传的个人化数据以及卡商写卡组件；

客户端智能卡读写器，与所述客户端写卡控制装置相连，用于读取授权卡信息，并用于对空白SIM进行信息读写。

2、如权利要求1所述的基于互联网的智能卡远程并发写卡系统，其特征在于所述服务器端写卡控制装置包括：

身份验证模块，与所述个人化数据驱动装置相连，用于对写卡请求的信息进行身份验证；

数据鉴权下载模块，与所述个人化数据驱动装置以及卡商写卡组件驱动装置相连，用于对写卡组件进行鉴权，并将其与个人化数据下传。

3、如权利要求1所述的基于互联网的智能卡远程并发写卡系统，其特征在于所述客户端写卡控制装置包括：

授权卡认证模块，与所述客户端授权卡认证读写器相连，用于认证客户端授权卡权限；

空白卡检测模块，与所述客户端通用写卡读写器相连，用于检测插入的空白SIM卡；

数据申请模块，与所述客户端授权卡认证读写器相连，用于根据授权卡信息以及用户信息生成申请请求；

数据接收鉴权模块，与所述客户端通用写卡读写器相连，用于接收下传的个人化数据以及写卡组件，并对写卡组件进行鉴权。

4、如权利要求1所述的基于互联网的智能卡远程并发写卡系统，其特征在于所述客户端数据传输控制装置与服务器端数据传输控制装置之间，是通过互联网络设备进行传输的。

5.如权利要求1所述的基于互联网的智能卡远程并发写卡系统，其特征在于还包括系统管理装置，用于完成授权卡发行，用户生成，用户与授权卡绑定，密钥生成，系统监控等管理功能。

6、一种基于互联网的智能卡远程并发写卡方法，其特征在于包括如下步骤：

(1)在客户端智能卡读写器中插入授权卡并输入用户信息；

(2)读取授权卡ID和密钥，连同用户信息一起加密上传至服务器端进行验证；

(3)如果验证通过，则在客户端智能卡读写器中插入空白SIM卡，并输入对应的手机号码；

(4)读取所述空白SIM卡信息，并将卡内信息加密上传至服务器端；

(5)服务器端解析所述卡内信息，获得卡商、卡类以及数据类信息；

(6)根据卡商信息确定卡商写卡组件，根据手机号码查询数据库以获得个人化数据；

(7)服务器端将所述个人化数据以及卡商写卡组件加密下传；

(8)客户端对收到的卡商写卡组件进行鉴权，如果正确则将写卡组件的写卡状态激活；

(9)根据所述个人化数据，由卡商写卡组件对所述空白SIM卡完成写卡。

7、如权利要求6所述的基于互联网的智能卡远程并发写卡方法，其特征在于一次写卡完成后，客户端写卡组件的写卡状态变为非激活状态。

8、如权利要求6所述的基于互联网的智能卡远程并发写卡方法，其特征在于写卡完成后，还包括如下步骤：

由客户端向服务器上传写卡结果；

服务器端更新数据库，备份本次操作信息并删除以使用的数据。

9、如权利要求6所述的基于互联网的智能卡远程并发写卡方法，其特征在于所述步骤(6)查询数据库后还包括如下步骤：

判断数据库当前预存数据是否小于最低预存量；

如果小于所述最低预存量则提示补充SIM数据。

10、如权利要求6所述的基于互联网的智能卡远程并发写卡方法，其特征在于所述授权卡信息与用户信息是在服务器端统一创建的。

11、如权利要求6所述的基于互联网的智能卡远程并发写卡方法，其特征在于所述授权卡信息与用户信息是相对独立的分别进行创建的。

12、如权利要求6所述的基于互联网的智能卡远程并发写卡方法，其特征在于一个所述授权卡信息可以对应多个所述用户信息，但一个所述用户信息只对应一个所述授权卡信息。

13、如权利要求6所述的基于互联网的智能卡远程并发写卡方法，其特征在于所述步骤(7)包括：

服务器端向客户端的写卡组件申请版本号；

根据所述版本号，服务器端将其与数据库中注册的版本号进行比较；

如果比较结果说明数据库中的写卡组件新，则进行远程组件下载，否则不进行远程下载，而使用客户端写卡组件。

14、如权利要求6所述的基于互联网的智能卡远程并发写卡方法，其特征在于所述步骤(8)包括：

向服务器端获取组件鉴权密钥；

写卡组件产生随机数，并对所述随机数加密；

将加密结果传给写卡组件；

写卡组件对加密结果解密，并与其之前产生的随机数比较；

如果解密正确，则写卡组件将写卡状态激活。

15、如权利要求14所述的基于互联网的智能卡远程并发写卡方法，其特征在于所述对随机数加密是采用3DES加密方法。

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