CN1866824A - 居民身份证网络阅读系统 - Google Patents

Abstract

降低安全要求、减少投资及运行、维护和管理成本，提高使用方便性的居民身份证网络阅读系统。技术方案是：由后台管理系统(BMS)和阅读终端系统(RTS)构成；在BMS中设置用于居民身份证电子信息密码运算处理的SAM_V安全模块或具有相同密码运算功能的其他硬件安全控制设备，在RTS中设置不需要SAM_V安全模块的射频阅读设备；BMS与RTS之间通过专用或公用的局域(LAN)或广域(WAN)网络进行通讯；其应用方法是RTS将读取的居民身份证芯片内存储的电子信息，发送给BMS进行密码运算处理，BMS将密码运算处理后的信息回传给RTS，由RTS实现居民身份证信息的阅读、显示、验证、存储或输入输出功能。

Description

居民身份证网络阅读系统

技术领域

本发明涉及一种居民身份证网络阅读系统，更具体地涉及到这样一种由后台管理系统和阅读终端系统以有线或无线网络通讯方式构成的居民身份证(Resident ID Card)阅读和验证系统，属于信息技术及其应用领域。为描述方便起见，后台管理系统简称为BMS(Background Management System)，阅读终端系统简称为RTS(Reading Terminal System)。

背景技术

我国居民身份证制度从1984年起开始实行，已经累计发行第一代居民身份证近10亿张。由于第一代身份证不能机读、防伪性能较差，国家有关部门和一些科研机构多年来一直在自主研究和开发第二代身份证相关技术。换发第二代居民身份证工作于2004年全面启动，到2005年底，公安部门共为居民制发了1.02亿张第二代身份证。北京、天津、上海率先完成了全市的集中换发证任务，顺利转入日常制发证阶段。辽宁、吉林、黑龙江等13个省、市也顺利完成了2005年的换发证任务。2006年计划为2亿人换发第二代居民身份证，预计到2008年底基本完成全国换发第二代居民身份证的工作。

第二代居民身份证内使用我国自主研发的符合ISO14443 Type B标准的专用射频芯片和多种表面防伪措施，有效克服了第一代身份证的缺点，可以与阅读身份证的机具进行相互认证，通过机读验证居民身份。这种芯片可以储存居民个人信息，包括身份证表面印有的公开信息和用于管理和数字防伪的有关信息。由于采用了数字防伪措施，满足了证件防伪需要，有专家称今后有望杜绝身份证的伪造现象。

第二代居民身份证登记项目包括9项内容，正面设计有签发机关和证件有效期限两项，背面设计有姓名、性别、民族、出生日期、常住户口所在地住址、公民身份号码、本人相片，尺寸设计为长85.6毫米、宽54毫米。证件具备视读和机读两种功能。

除了可以通过视读获取身份证表面相关信息之外，第二代居民身份证最重要的特点是可以通过阅读设备机读射频芯片内部存储的保密信息。阅读设备将身份证内个人信息资料读出，导入用户工作系统；通过解码软件，将身份证内的数字压缩相片还原成可视相片，进行″人证同一性″认定。按照相关管理规定，包括公安、海关、工商、税务、民政、教育、卫生、保险、公证、诉讼、证券、产权登记、宾馆、银行、邮政、电信、民航等很多国家机关和企事业单位需要配置使用阅读设备，全国需要配置的阅读设备估计在数百万台以上。

国家公安部于2004年1月18日发布实施了代号为GA 467-2004的“居民身份证验证安全控制模块接口技术规范”的行业标准，规定了在身份证阅读设备中使用的验证安全控制模块SAM_V(Secure Access and Control Module forValidation)的接口信号、接口信号时序、传输协议及操作命令。

基于该标准所定义的SAM_V安全模块设计制作的身份证阅读设备，其特征是在阅读设备本地完成身份证射频芯片内存储的安全信息的阅读和验证。其典型应用结构是SAM_V验证安全控制模块通过业务终端接口(ApplicationTerminal Interface)接受业务终端(Application Terminal)的命令，通过射频模块接口(RF Module Interface)和与证/卡通信，输出验证合法的证/卡固定信息给业务终端。这种结构的阅读设备主要存在以下两个方面的不足之处：

(1)提高了硬件和管理成本。由于使用了专用的SAM_V安全模块，使得阅读设备成为一种专用的安全设备，一方面增加了硬件制造和维护成本，另一方面需要用户妥善使用和保管阅读设备，增加了管理成本。

(2)SAM_V安全模块体积大，功耗高，不利于阅读设备的便携式设计，不适用于移动应用领域。

(3)加大了安全管理的难度。大量的阅读设备分散在各行各业，设备的丢失、损坏甚至遭受人为攻击和破坏将是一件难于彻底避免的事情。增加了公安机关安全管理的难度，为不法机构和个人的攻击和破坏提供了方便。

本发明所提出的居民身份证网络阅读系统，在和标准的居民身份证电子信息阅读设备功能兼容的基础上，将居民身份证电子信息的阅读功能由通过网络进行通讯的BMS和RTS两部分完成，在RTS中不需要使用专用的SAM_V安全模块，而是在BMS中使用SAM_V安全模块或具有相同密码运算功能的其他硬件安全控制设备，这样，一般的阅读终端用户只需要关注RTS而无需关注BMS，从而可以有效地克服上述GA 467-2004中给出的标准结构阅读设备所存在的缺点。

通过网上初步检索，发现有一个发明名称为“居民身份证远程比对识别系统”(申请号：200410024706.8)的专利申请。该专利申请的技术特征是由身份证信息采集终端扫描身份证表面图像信息，通过公共信息网发送到远程比对识别端，和人口数据库中对应的居民身份证信息按照比对策略进行比对，把比对结果发送回身份证信息采集端。

上述专利申请的身份证信息采集终端相当于本发明的RTS，远程比对识别端相当于本发明的BMS，然后，本发明和上述专利申请的显著不同之处在于本发明中通过RTS读取居民身份证芯片内存储的电子信息而不是身份证的表面图像信息，发送给BMS进行密码运算处理，将运算处理后的信息回传给RTS，由RTS实现居民身份证信息的阅读、显示、验证、存储和其他输入输出功能，不需要在BMS中进行身份证信息比对，也不需要调用人口数据库中的信息。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种能够降低RTS的安全要求，减少硬件投资及系统运行、维护和安全管理成本，同时提高了RTS的使用方便性的居民身份证网络阅读系统。

本发明的技术方案是：居民身份证网络阅读系统，其特征是由BMS和RTS构成，在BMS中设置用于居民身份证电子信息密码运算处理的安全控制模块或具有相同密码运算功能的包括硬件加密机在内的硬件安全控制设备；在RTS中设置不需要SAM_V安全模块的射频阅读设备，所述的RTS与所述的BMS通过专用或公用的局域(LAN)或广域(WAN)网络进行通讯。其应用方法是RTS将所读取的居民身份证芯片内存储的电子信息发送给BMS进行密码运算处理，BMS将密码运算处理后的信息回传给RTS，由RTS实现居民身份证信息的阅读、显示、验证、存储或输入输出功能。

所述的BMS由支持网络通讯功能的计算机、与计算机通过网络接口、RS232、USB或其他通讯接口连接的用于居民身份证电子密码运算处理的一个或多个安全控制设备构成，所述的安全控制设备为国家行业标准定义的验证安全控制模块或具有相同密码运算功能的包括硬件加密机在内的专用硬件安全控制设备。

所述的RTS的一种结构形式是由支持网络通讯功能的计算机、与计算机通过USB、RS232或其他通讯接口连接的支持以ISO14443Type B标准通讯协议阅读居民身份证信息的内置或外置式射频阅读设备构成。

所述的RTS的另一种结构形式是由具有网络通讯、射频读卡以及显示和存储功能的独立式阅读终端构成，所述的阅读终端具有专用的嵌入式居民身份证阅读应用软件，其结构形式包括台式固定式结构或手持便携式结构，其中手持便携式结构包括支持GSM/GPRS、CDMA、3G/4G无线网络通讯和射频读卡并配置专用嵌入式居民身份证阅读软件的PDA掌上电脑或智能手机。

BMS既可以通过专用的局域(LAN)或广域(WAN)网络和RTS通讯，为特定范围的RTS用户提供信息服务，又可以通过公用广域网(WAN)和RTS通讯，为特定范围或公众RTS用户提供增值信息服务。基于不同的商业运营模式，可以在BMS和RTS之间设置属于BMS提供方或第三方的中间业务平台，RTS通过中间业务平台与BMS进行通讯。

为了安全管理的需要，可以在RTS中设置代表RTS用户身份的软硬件安全介质，所述的软硬件安全介质为包括手机的身份识别模块(例如SIM卡或UIM卡)或者由计算机、智能卡或USB电子钥匙或其他软硬件安全介质存储的PIN口令、认证密钥和CA电子证书。

本发明的工作原理是：在RTS中使用没有特殊安全要求的通用射频设备读取身份证的管理号、芯片序列号、固定信息(Basic Information)和追加信息(Superaddition Information)，以实时或非实时的有线或无线网络通讯方式将相关明文和密文信息发送给BMS，BMS验证用户身份后对相关密文信息进行密码运算，将运算结果回送给RTS实现身份证信息的阅读、显示、验证、存储和其他输入输出功能。这样，不需要在RTS中设置专用的SAM_V安全模块，众多的RTS用户可以通过网络通讯共享BMS的安全验证功能，从而大大降低RTS的安全要求，减少硬件投资及系统运行、维护和安全管理成本，RTS既可以通过WAN网也可以通过LAN网和BMS一道构成一种新型的居民身份证网络阅读系统。

根据GA 467-2004标准，阅读设备业务终端通过SAM_V安全模块向射频模块发送命令，通过射频模块完成对居民身份证/卡的操作，返回相应的应答数据给SAM_V安全模块，然后再由SAM_V安全模块返回给业务终端。阅读设备对居民身份证/卡验证应用的基本命令如下：

(1)寻找证/卡。业务终端命令SAM_V寻找证/卡，命令码CMD为0x20，命令参数Para为0x01，命令执行成功后，返回证/卡芯片管理号(4字节)。

(2)选取证/卡。业务中断命令SAM_V读证/卡芯片序列号，CMD为0x20，Para为0x02，命令执行成功后，返回证/卡芯片序列号(8字节)。

(3)读证/卡固定信息。命令SAM_V读取并验证证/卡固定信息，验证正确返回证/卡固定信息。CMD为0x30，Para为0x01，应答码中Data字段的信息为：

●文字信息长度高字节(1字节)

●文字信息长度低字节(1字节)

●照片信息长度高字节(1字节)

●照片信息长度低字节(1字节)

●文字信息(可变)(不大于256字节)

●照片信息(可变)(不大于1024字节)

(4)读证/卡追加信息。命令SAM_V读取并验证证/卡固定信息，验证正确返回最后一次追加地址信息。CMD为0x30，Para为0x03，应答码中数据Data字段的信息为：追加信息(70字节)。

(5)读取卡体管理号。命令SAM_V读证/卡，返回卡体管理号。CMD为0x30，Para为0x05，应答码中的数据Data字段信息为：卡体管理号(28字节)。

因为涉及到国家信息安全，我们无需知道SAM_V安全模块内部的功能和安全技术，只需要把它看作一个黑盒子，了解它的输入输出信号和数据格式即可研发和制作本发明所提出的BMS和RTS。

SAM_V安全模块通过射频模块和居民身份证/卡之间交换的操作命令和数据如果不是明文的就是经过密码运算处理的，因为其通讯协议符合ISO14443Type B国际标准，其物理层和数据链路层通讯协议是可知的，SAM_V安全模块和射频模块之间的物理层和数据链路层通讯协议也是可知的，理论上应该可以将SAM_V安全模块和射频模块在结构上进行分离。

SAM_V安全模块发送给射频模块的命令可能是明文的或者是通过静态或动态加密的，所谓静态加密是指对不同的身份证/卡的操作命令密文是相同的，所谓动态加密是指对不同的身份证/卡的操作命令密文是基于身份证/卡的某些特征代码或随机数进行动态密码运算处理的，即所谓的一卡一密。因为待阅读的身份证/卡具有不同的硬件序列号、逻辑管理号、随机数等特征代码，那么至少有一条操作命令，例如寻找证/卡或选取证/卡命令的数据应该是明文或静态加密的，其他命令数据可以根据证/卡返回的特征代码或随机数进行动态加密处理。

这样，在本发明所提出的RTS中采用射频模块在没有SAM_V安全模块的支持下，至少可以对身份证/卡进行有限的操作，读取身份证/卡的部分或全部数据而无需知道所读取数据的准确含义，将所读取相关数据发送给BMS实现SAM_V所能实现的密码运算处理。对于使用明文或静态加密命令阅读居民身份证电子信息的情况，RTS最少只需要和BMS进行一次或两次数据交换，对于需要使用动态加密命令阅读居民身份证电子信息的情况，RTS需要和BMS进行两次以上的数据交换才能获取完整的可供阅读终端系统显示、验证、存储和输入或输出的居民身份证电子信息。

以上分析了本发明技术方案的可行性。下面分别说明本发明所提出的居民身份证网络阅读系统的BMS和RTS的系统构成。

BMS除了配置支持网络通讯功能的计算机、服务器和数据库软硬件设备之外，最主要配置是具有支持SAM_V安全模块密码运算处理功能的一个或多个硬件安全控制设备。所述的安全控制设备可以使用国家行业标准定义的SAM_V验证安全控制模块，也可以使用具有相同密码运算功能的包括硬件加密机在内的专用硬件安全设备。所述的安全控制设备通过网络接口、RS232、USB或其他通讯接口与BMS的计算机或服务器连接。

RTS不需要设置针对居民身份证电子信息密码运算的硬件安全器件，其中一种典型结构是由支持网络通讯功能的计算机、与计算机通过USB、RS232或其他通讯接口连接的支持以ISO14443Type B标准通讯协议阅读居民身份证信息的内置或外置式射频阅读设备构成，根据应用需要还可以另外配置打印机、扫描仪等其他输入输出设备。

RTS的另外一种典型结构是独立的固定式或便携式专用阅读终端，实现网络通讯、射频读卡以及显示和存储等功能。该阅读终端具有专用的嵌入式居民身份证阅读软件，其中便携式结构包括支持GSM/GPRS、CDMA、3G/4G无线网络通讯和射频读卡并配置专用嵌入式居民身份证阅读软件的PDA掌上电脑或智能手机。

BMS和RTS可以通过专用或公用网络进行通讯和数据交换。通讯方式可以是有线的，也可以是无线的；可以是类似Internet或GSM/GPRS、CDMA、3G/4G移动通讯网络进行实时数据通讯，也可以是类似手机短信息一样非实时地进行数据通讯。

对于使用专用网络连接的情况，BMS通过局域网(LAN)或专用的广域网(WAN)，例如通过DDN专线连接的WAN网和RTS通讯，此时的BMS一般只为特定范围的RTS用户提供信息服务。

对于使用公用网络连接的情况，BMS可以通过公用广域网(WAN)，例如Internet网为特定范围或公众RTS用户提供信息服务。此时的BMS是独立于RTS用户之外的，可以以增值服务的商业模式为广泛的RTS用户提供有偿或无偿增值信息服务。在这种业务模式下，根据需要可以在BMS和RTS之间设置属于BMS提供方或其他第三方的中间业务平台，RTS通过中间业务平台与BMS进行通讯。

如果要求对RTS用户进行身份认证，可以在BMS中设置CA认证中心或类似的软硬件设备。根据安全管理的需要，可以在RTS中设置代表用户身份的软硬件安全介质，例如手机SIM卡或者由计算机、智能卡或USB电子钥匙存储的PIN口令、认证密钥或CA证书。这样，BMS可以只对通过安全认证的RTS用户提供无偿或有偿数据服务。

为了对最广泛的RTS用户提供服务，理想的情况是由国家或地方公安机关建设地区性的或全国统一的BMS，为众多政府机关或企事业单位RTS用户提供增值信息服务。也可以由公安机关委托或认可的第三方建设BMS，为RTS用户提供增值信息服务，或者通过其他第三方的中间业务平台访问公安机关的BMS。

BMS和RTS也可以由包括电信公司、银行、国家或地方公安机关以及其他需要阅读居民身份证电子信息的政府和企事业单位自行建设和使用。特别是对于那些提供窗口服务的机构，可以非常方便地使用RTS系统通过有线或无线LAN网或WAN网和BMS进行通讯，构建一个相对独立的居民身份证网络阅读系统。

本发明的实施效果是：能够最大程度上简化RTS的安全设计要求，只需要具有射频读卡和网络通讯能力，就可以设计出各种类型和结构的RTS设备，方便用户的使用。当然，根据需要在RTS中还需配置解码软件，将经过后台管理系统解密后的身份证芯片内的数字压缩相片还原成可视相片。

本发明所涉及的身份证网络阅读系统的应用具有以下一系列优点：

1)大大降低RTS的安全要求，用户可以根据管理要求自行采购相关设备，扩大了设备的选购范围，不需要特别的安全管理，降低了设备运行和维护成本。

2)根据本专利的设计思想可以基于SAM_V安全模块或其他类似的硬件安全器件或设备制作专用的BMs安全控制设备，由政府和企事业用户建设相对独立的居民身份证网络阅读系统，仅需要对BMS的安全设备进行必要的安全管理。

3)降低RTS设备安全性要求的同时也在一定程度上避免了或减少了SAM_V等安全器件遭受非法使用和攻击的可能性。

4)简化了RTS的软硬件设计，大幅度降低设备成本并很容易把RTS设备做得更加精巧实用，提高其便携性和移动性。

5)RTS可以使用固定或移动数据通讯网络和BMS进行数据交换，大大提高了RTS设备使用的方便性和灵活性。

6)可以由公安机关或由公安机关委托或认可的其他第三方建设面向公众服务的BMS，支持众多的RTS用户无偿或有偿使用BMS所提供的增值信息服务，创造出新的应用商业模式。

下面结合附图和实施例对本发明做进一步的说明。

附图说明

图1是目前常用的居民身份证阅读设备结构图；

图2是本发明实施例的居民身份证网络阅读系统结构图；

具体实施方式

图1是在GA 467-2004标准给出一种典型的身份证阅读设备的结构。其中，SAM_V安全模块02通过业务终端接口接受业务终端01的命令，通过射频模块接口和射频模块03通信，通过射频模块03与证/卡04通信，输出验证合法的证/卡04的固定信息给业务终端01。

实施例：图2中，居民身份证网络阅读系统，由BMS和RTS构成，在BMS中设置用于居民身份证电子信息密码运算处理的安全控制模块，在RTS中设置没有特殊安全要求的射频阅读器件，所述的RTS与所述的BMS通过局域(LAN)或广域(WAN)网络连接，其应用方法是RTS将所读取的居民身份证芯片内存储的电子信息发送给BMS进行密码运算处理，BMS将密码运算处理后的信息回传给RTS，由RTS实现居民身份证信息的阅读、显示、验证、存储或输入输出功能。

BMS主要由业务终端11和SAM_V安全模块12构成，RTS主要由业务终端21和射频模块23构成。参照图1可以看到，业务终端11和业务终端21通过网络通讯实现了SAM_V安全模块12和射频模块23之间的数据交换，通过射频模块23对证/卡24进行操作。业务终端11除了通过业务终端接口和SAM_V安全模块12连接之外，还通过射频模块接口和SAM_V安全模块12连接，业务终端21通过射频模块接口和射频模块23连接，这样就通过业务终端11和业务终端21的网络通讯方式实现了SAM_V安全模块12和射频模块23的数据交换，最终在RTS中实现了与附图1相同的射频阅读身份证/卡24的功能。

本实施例的结构图仅给出了在BMS中使用SAM_V安全模块12的示意，事实上，既可以在BMS中使用SAM_V制作的一个或多个安全控制设备之外，还可以使用可高速实现相同密码运算功能的硬件加密机等硬件安全控制设备。

本实施例的结构图仅给出了RTS的原理构成，实际应用中，除了可以使用PC机连接内置射频模块的读卡器(Reader)的工作方式，也可以使用具有有线或无线网络通讯能力的专用射频终端(Terminal)，甚至可以采用支持网络通讯和射频读卡的PDA、智能手机或其他便携式终端配合嵌入式应用软件实现居民身份证阅读功能。

另外，本实施例结构图中没有给出有关网络身份认证的内容，实际应用中，可以在RTS中配置有代表阅读终端系统用户身份的软硬件安全介质，所述的软硬件安全介质为包括手机的身份识别模块(例如SIM卡或UIM卡)或者由计算机、智能卡或USB电子钥匙或其他软硬件安全介质存储的PIN口令、认证密钥和CA电子证书。

BMS和RTS之间的使用不同的网络通讯方式不影响本发明的新颖性和创造性，两者之间可以通过专用或公用的有线或无线局域LAN网或广域WAN网进行通讯和数据交换。对于使用WAN的情况，可以使用例如DDN的专线，也可以使用例如ADSL通讯方式的Internet公用网络，还可以使用包括GSM/GPRS、CDMA、3G/4G在内的移动通讯网络。

在本实施例的系统结构图中也没有给出包括集线器(Hub)、路由器(Router)和交换机(Switch)在内的具体的网络通讯设备配置，根据应用需要还可以配置包括数据库服务器(Server)、CA认证服务器、系统管理工作站(Workstation)、扫描仪、打印机等计算机及外部设备。这些软硬件设备属于计算机网络应用系统的常规配置，其使用和配置的不同不影响本发明的新颖性和创造性。

Claims (6)

1、居民身份证网络阅读系统，其特征是由后台管理系统(BMS)和阅读终端系统(RTS)构成；在后台管理系统(BMS)中设置用于居民身份证电子信息密码运算的SAM_V验证安全模块或具有相同密码运算功能的其他硬件安全控制设备，在阅读终端系统(RTS)中设置射频阅读设备；所述的后台管理系统(BMS)与所述的阅读终端系统(RTS)之间通过专用或公用的局域(LAN)或广域(WAN)网络进行通讯；阅读终端系统(RTS)将读取的居民身份证芯片内存储的电子信息发送给后台管理系统(BMS)进行密码运算处理，后台管理系统(BMS)将密码运算处理后的信息回传给阅读终端系统(RTS)，由阅读终端系统(RTS)实现居民身份证信息的阅读、显示、验证、存储或输入输出功能。

2、根据权利要求1所述的居民身份证网络阅读系统，其特征是所述的后台管理系统(BMS)由支持网络通讯功能的计算机、与计算机通过网络接口、RS232、USB或其他通讯接口连接的用于居民身份证电子信息密码运算的一个或多个安全控制设备构成，所述的安全控制设备为国家行业标准定义的验证安全控制模块或具有相同密码运算功能的包括硬件加密机在内的其他硬件安全控制设备。

3、根据权利要求1或2所述的居民身份证网络阅读系统，其特征是所述的阅读终端系统(RTS)：(1)由支持网络通讯功能的计算机、与计算机通过USB、RS232或其他通讯接口连接的支持以IS014443 Type B标准通讯协议阅读居民身份证信息的内置或外置式射频阅读设备构成；或(2)由具有网络通讯、射频读卡以及显示和存储功能的独立式阅读终端构成，所述的阅读终端具有专用的嵌入式居民身份证阅读应用软件，其结构形式包括台式固定式结构或手持便携式结构，其中手持便携式结构包括支持GSM/GPRS、CDMA、3G/4G无线网络通讯和射频读卡并配置专用嵌入式居民身份证阅读软件的PDA掌上电脑或智能手机。

4、根据权利要求3所述的居民身份证网络阅读系统，其特征是后台管理系统(BMS)：(1)通过专用的局域(LAN)或广域(WAN)网络和RTS进行通讯和数据交换，为特定范围的RTS用户提供信息服务；或(2)通过公用的广域(WAN)网络和RTS进行通讯和数据交换，为公众RTS用户提供信息增值服务。

5、根据权利要求4所述的居民身份证网络阅读系统，其特征是在阅读终端系统(RTS)和后台管理系统(BMS)之间设置属于后台管理系统(BMS)提供方或属于其他第三方的中间业务平台，阅读终端系统(RTS)通过中间业务平台与后台管理系统(BMS)进行通讯。

6、根据权利要求5所述的居民身份证网络阅读系统，其特征是在阅读终端系统(RTS)中设置代表阅读终端系统(RTS)用户身份的软硬件安全介质，所述的软硬件安全介质为包括手机的SIM卡或UIM卡身份识别模块或者由计算机、智能卡或USB电子钥匙或其他软硬件安全介质存储的PIN口令、认证密钥和CA电子证书。

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