CN201408333Y

CN201408333Y - 利用gps进行时钟校准的时间令牌

Info

Publication number: CN201408333Y
Application number: CN 200920108607
Authority: CN
Inventors: 陆舟; 于华章
Original assignee: Beijing Feitian Technologies Co Ltd
Current assignee: Feitian Technologies Co Ltd
Priority date: 2009-05-26
Filing date: 2009-05-26
Publication date: 2010-02-17
Anticipated expiration: 2019-05-26

Abstract

本实用新型公开了信息安全技术领域中的一种利用GPS进行时钟校准的时间令牌。技术方案是，所述时间令牌包括触发模块、主控模块、GPS时间获取模块、输出模块和电源模块；其中，主控模块分别与触发模块、GPS时间获取模块和输出模块相连；电源模块分别与触发模块、主控模块、GPS时间获取模块和输出模块相连；主控模块包括口令生成单元，计时单元和存储单元；其中，口令生成单元分别与触发模块、输出模块、计时单元和所述存储单元相连；计时单元分别与GPS时间获取模块和口令生成单元相连；存储单元与所述口令生成单元相连。本实用新型实现了时间令牌和服务器的时钟同步，克服了当前使用的时间令牌不能完全消除时间漂移的缺陷。

Description

利用GPS进行时钟校准的时间令牌

技术领域

本实用新型涉及信息安全技术领域，尤其涉及一种利用GPS进行时钟校准的时间令牌。

背景技术

目前网络犯罪案件的数量越来越多，纠其原因，在于所使用的认证方法。最常用的方法是“静态口令”认证方法，所谓“静态口令”认证，是指用来认证的数据为静态数据，即每次认证时所使用的口令是不变的，所以“静态口令”很容易通过内存扫描或网络监听等技术手段截获，存在极大的安全隐患。

近年来，口令技术缓慢发展，破解技术却发展很快，使得对账号的认证可靠性受到了严重的威胁。“动态口令”认证技术应运而生，以解决静态口令存在的诸多安全漏洞。动态口令(Dynamic Password)，又称一次性口令(OTP-One Time Password)，是相对于传统的静态口令而产生的。动态口令是变化的密码，其变化来源于产生密码的运算因子变化的。动态口令的生成算法一般都采用双运算因子，一是用户身份的识别码，是固定不变的，如用户的私有密钥；二是变动因子，如时间、随机数、计数器值等。

动态口令技术采用一种叫做动态令牌的专用设备，内置电源、密码生成芯片和显示屏，密码生成芯片运行专门的密码算法，根据当前时间或使用次数生成当前密码并显示在显示屏上。由于动态口令令牌用户自行保管，其他非法用户难以获取令牌中的动态口令信息，并且动态口令具有不可预测性和使用安全方便、权责确定的优点，所以此技术确实解决了网络信息服务系统中需要的远程单次访问的身份认证与授权问题。

基于时间的动态口令设备，又称一次性密码设备(以下简称时间令牌)有一个固有的问题，就是令牌和服务器的时钟同步问题，服务器可以通过互联网校时服务来获得精确的时间，但由于时间令牌是独立的脱机设备，需要通过内置的计时电路来获取时间因子，因此，工作一段时间后时间会漂移，而事先设置的补偿量并不能完全消除这种漂移，尤其是由外界随机因素造成的漂移。

发明内容

针对当前使用的时间令牌不能完全消除时间漂移的缺陷，本实用新型提出一种利用GPS进行时钟校准的时间令牌。

本实用新型的技术方案是，一种利用GPS进行时钟校准的时间令牌，其特征在于，所述时间令牌包括触发模块、主控模块、GPS时间获取模块、输出模块和电源模块；其中，

所述主控模块分别与所述触发模块、所述GPS时间获取模块和所述输出模块相连；

所述电源模块分别与所述触发模块、所述主控模块、所述GPS时间获取模块和所述输出模块相连。

所述主控模块包括口令生成单元，计时单元和存储单元；其中，

所述口令生成单元分别与所述触发模块、所述输出模块、所述计时单元和所述存储单元相连；

所述计时单元分别与所述GPS时间获取模块和所述口令生成单元相连；

所述存储单元与所述口令生成单元相连。

所述计时单元包括计时电路。

所述输出模块包括段码显示屏、LED显示屏或者液晶显示屏。

所述令牌还包括开关模块，所述开关模块位于所述GPS时间获取模块和所述电源模块之间，还与所述主控模块相连。

所述令牌还包括开关模块，所述开关模块位于所述GPS时间获取模块和所述电源模块之间，还与所述触发模块相连。

所述触发模块包括口令生成触发装置和开关触发装置。

所述令牌还包括开关模块，所述开关模块位于所述GPS时间获取模块和所述电源模块之间，还与所述开关触发装置相连。

所述触发模块包括按钮或者按键。

所述口令生成触发装置和开关触发装置包括按钮或者按键。

本实用新型利用GPS对时间令牌自身的时钟进行校准，实现了时间令牌和服务器的时钟同步，克服了当前使用的时间令牌不能完全消除时间漂移的缺陷。

附图说明

图1为本实用新型实施例1提供的一种利用GPS进行时钟校准的时间令牌的内部模块结构图；

图2为本实用新型实施例1提供的一种利用GPS进行时钟校准的时间令牌的电路图；

图3为本实用新型实施例2提供的一种利用GPS进行时钟校准的时间令牌的内部模块结构图；

图4为本实用新型实施例2提供的一种利用GPS进行时钟校准的时间令牌的电路图。

具体实施方式

下面结合附图，对优选实施例作详细说明。应该强调的是，下述说明仅仅是示例性的，而不是为了限制本实用新型的范围及其应用。

GPS是NAVSTAR/GPS(Navigation Satellite Timing and Ranging/GlobalPositioning System)的简称，是由美国国防部研制的导航卫星测距与授时、定位和导航系统，由21颗工作卫星和3颗在轨备用卫星组成，这24颗卫星等间隔分布在6个互成60°角的轨道面上，这样的卫星配置基本上保证了地球任何位置均能同时观测到至少4颗GPS卫星。GPS由3部分构成：GPS卫星、地面支撑系统和GPS接收机。

GPS向全球范围内提供定时和定位的功能，全球任何地点的GPS用户通过低成本的GPS接收机接收卫星发出的信号，获取准确的空间位置信息、同步时标及标准时间。GPS要实时完成定位和授时功能，需要4个参数：经度、纬度、高度和用户时钟与GPS主钟标准时间的时刻偏差，所以需要接收4颗卫星的位置。若用户已知自己的确切位置，那么接收1颗卫星的数据也可以完成定时。由于GPS采用被动定位原理，所以星载高稳定度的频率标准是精密定位和授时的关键。工作卫星上一般采用的是铯原子钟作为频标，其频率稳定度达到1×10^-13/d～2×10^-13/d。GPS卫星上的卫星钟通过和地面的GPS主钟标准时间进行比对，这样就可以使卫星钟与GPS主钟标准时间之间保持精确同步。GPS卫星发射的几种不同频率的信号，都是来自卫星上同一个基准频率。GPS接收机对GPS卫星发射的信号进行处理，经过一套严密的误差校正，使输出的信号达到很高的长期稳定性。定时精度能够达到300ns以内。在精确定位服务PPS(Precise Position Service)下，GPS提供的时间信号与UTC(Universal Time Coordinator，全球标准时间)之差小于100ns。若采用差分GPS技术，则与UTC之差能达到几个纳秒。

实施例1：

图1为本实用新型实施例1提供的一种利用GPS进行时钟校准的时间令牌的内部模块结构图。如图1所示，利用GPS进行时钟校准的时间令牌包括：触发模块101，主控模块102，GPS时间获取模块103，输出模块104和电源模块105。

触发模块101与主控模块102相连，用于触发主控模块102生成动态口令；触发模块101可以为按键或按钮。

主控模块102定期从GPS时间获取模块103获取精确时间信息，并用该精确时间信息调整自身的时钟；而后，经触发模块101触发后，生成动态口令，并控制输出模块104输出生成的动态口令。

GPS时间获取模块103用于在主控模块102控制下，定期接收卫星信号，并对接收的卫星信号进行处理，经过严密的误差校正后获取精确的时间信息返回给主控模块102。

输出模块104用于在主控模块102控制下输出生成的动态口令；具体包括段码显示屏、LED显示屏或液晶显示屏。

电源模块105用于为触发模块101，主控模块102，GPS时间获取模块103和输出模块104提供电力。

主控模块102包括口令生成单元1021、计时单元1022和存储单元1023。

口令生成单元1021与触发模块101相连，还与计时单元1022和存储单元1023相连；用于从计时单元1022中获取时间信息——既生成动态口令用的动态因子；另外，还用于从存储单元1023中获取静态因子——既生成动态口令用的种子因子(一般为动态令牌的序列号)；并在触发模块101触发下采用动态口令生成算法对静态因子和种子因子进行计算生成动态口令。

计时单元1022与GPS时间获取模块103相连，还与口令生成单元1021相连；用于定期从GPS时间获取模块103获取精确时间的信号，并根据从GPS时间获取模块103获取的精确时间调整其自身的时钟；另外，还用于将时间因子发送给口令生成单元1021生成动态口令使用。此处，“定期”代表一定的时间间隔，由令牌生产厂商事先定义，可以为每隔2小时，每隔1天或者每隔半个月等等。

存储单元1023与口令生成单元1021相连，将存储的静态因子发给口令生成单元1021；静态因子具体为令牌的条码序列号，出厂前由生产厂家定义。

参见图2，为本实用新型实施例1提供的一种利用GPS系统进行校准的时间令牌的电路原理图，图中，标号S1的电路对应着本实施例中的触发模块101；标号U1的芯片对应着本实施例中的主控模块102，型号为MC9RS08LE4；标号U2的芯片对应着本实施例中的GPS时间获取模块103，型号为LEA-5T；标号LCD的芯片对应着本实施例中的输出模块104，具体为一个LCD输出芯片；标号BT1的电源对应着本实施例中的电源模块105；图中带有XTAL和EXTAL管脚的电路为晶振电路，用于为主控模块U1提供频率信号。结合该电路图，本实施例工作原理为：主控模块U1定期通过TxD和RxD管脚从GPS时间获取模块U2中获取精确时间信息，并更新其内部的计时电路；一旦主控模块U1的KEY管脚被触发模块S1触发，主控模块U1就根据内部的算法对其内部的时间信息和静态因子进行计算，生成动态口令，之后将生成的动态口令经由LCD1-LCD16管脚通过输出模块LCD显示输出。

实施例2

图3为本实用新型实施例2提供的一种利用GPS进行时钟校准的时间令牌的内部模块结构图。如图3所示，利用GPS进行时钟校准的时间令牌包括：触发模块201，主控模块202，开关模块203，GPS时间获取模块204，输出模块205和电源模块206。

触发模块201与主控模块202相连，用于触发主控模块202生成动态口令；触发模块201可以为按键或按钮。

主控模块202定期导通开关模块203，使得电源模块206为GPS时间获取模块204供电，并根据接收到的GPS时间获取模块204获取的精确时间信息调整自身的时钟，之后断开开关模块203；经触发模块201触发后，生成动态口令，并控制输出模块205输出生成的动态口令。

开关模块203：连接在GPS时间获取模块204和电源模块206之间，还与主控模块202相连，用于在主控模块202控制下，导通或断开GPS时间获取模块204和电源模块206。

GPS时间获取模块204：用于在开关模块203导通的情况下上电，接收卫星信号，并对接收的卫星信号进行处理，经过严密的误差校正后获取精确的时间信息返回给主控模块202。

输出模块205：用于在主控模块202控制下输出生成的动态口令；具体包括段码显示屏、LED显示屏或液晶显示屏。

电源模块206用于为触发模块201，主控模块202，开关模块203和输出模块204提供电力。

主控模块202包括口令生成单元2021、计时单元2022和存储单元2023。

口令生成单元2021：与触发模块201和输出模块205相连，还与计时单元2022和存储单元2023相连；用于从计时单元2022中获取时间信息——既生成动态口令用的动态因子；还用于从存储单元2023中获取静态因子——既生成动态口令用的种子因子(通常为动态令牌的序列号)；并在触发模块201触发下采用动态口令生成算法对静态因子和动态因子进行计算生成动态口令，之后将上述生成的动态口令发给输出模块205输出。

计时单元2022：与开关模块203和GPS时间获取模块204相连，还与口令生成单元2021相连；用于定期控制开关模块203导通GPS时间获取模块204和电源模块206，并由GPS时间获取模块204获取精确时间信号，并根据从GPS时间获取模块204获取的精确时间调整其自身的时钟；另外，还用于将时间因子(动态因子)发送给口令生成单元2021生成动态口令使用。此处，“定期”代表一定的时间间隔，由令牌生产厂商事先定义，可以为每隔2小时，每隔1天或者每隔半个月等等。

存储单元2023与口令生成单元2021相连，将存储的静态因子发给口令生成单元2021；静态因子具体为令牌的条码序列号，出厂前由生产厂家定义。

本实用新型实施例中，开关模块203也可以由触发模块201触发导通，具体分为两种情况：第一种情况下，触发模块201事先预设了判断功能，该判断功能的预设规则为：规定时间内连续触发一次触发模块201，判断为触发生成动态口令；规定时间内连续触发至少一次触发模块201，判断为触发导通开关模块203。第二种情况下，触发模块201设有两个触发装置——口令生成触发装置和开关触发装置，口令生成触发装置用于触发口令生成单元2021生成动态口令，开关触发装置用于触发开关模块203导通电源模块206和GPS时间获取模块204。

开关模块203由触发模块201导通时的连接关系为：触发模块201分别与主控模块202、开关模块203和电源模块206相连，用于触发主控模块202生成动态口令或启动开关模块203导通；主控模块202分别与触发模块201、GPS时间获取模块204、输出模块205和电源模块206相连，生成并输出动态口令；开关模块203连接在GPS时间获取模块204和电源模块206之间，还与触发模块201相连，经触发模块201触发后导通GPS时间获取模块204和电源模块206；输出模块205连接于主控模块202和电源模块206之间，用于输出主控模块202生成的动态口令。

参见图4，为本实用新型实施例2提供的一种利用GPS进行时钟校准的时间令牌的电路图。图中以主控模块202控制开关模块203的导通为例，具体为：标号S1的电路对应着本实施例中的触发模块201；标号U1的芯片对应着本实施例中的主控模块202，型号为MC9RS08LE4；标号Q1的PNP型三级管对应着本实施例中的开关模块203；标号U2的芯片对应着本实施例中的GPS时间获取模块204，型号为LEA-5T；标号LCD的芯片对应着本实施例中的输出模块205，具体为一个LCD输出芯片；标号BT1的电源对应着本实施例中的电源模块206；图中带有XTAL和EXTAL管脚的电路为晶振电路，用于为主控模块U1提供频率信号。结合该电路图，本实施例工作原理为：主控模块U1定期通过与开关模块Q1相连的ON管脚导通开关模块Q1，使得分别与开关模块VCC管脚相连的电源模块BT1和与开关模块VCC1管脚相连的GPS时间获取模块U2导通，GPS时间获取模块U2获取精确时间信息，并通过TxD和RxD管脚发送给主控模块U1，主控模块U1根据上述获取的精确时间信息更新其内部的计时电路；一旦主控模块U1的KEY管脚被触发模块S1触发，主控模块U1就根据内部的算法对其内部的时间信息和静态因子进行计算，生成动态口令，之后将生成的动态口令经由LCD1-LCD16管脚通过输出模块LCD显示输出。

本实用新型实施例1和实施例2利用GPS对时间令牌的时钟进行校准，实现了时间令牌和服务器的时钟同步，克服了当前使用的时间令牌不能完全消除时间漂移的缺陷。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims

1.一种利用GPS进行时钟校准的时间令牌，其特征在于，所述时间令牌包括触发模块、主控模块、GPS时间获取模块、输出模块和电源模块；其中，

2.根据权利要求1所述的一种利用GPS进行时钟校准的时间令牌，其特征在于，所述主控模块包括口令生成单元，计时单元和存储单元；其中，

所述存储单元与所述口令生成单元相连。

3.根据权利要求1所述的一种利用GPS进行时钟校准的时间令牌，其特征在于，所述计时单元包括计时电路。

4.根据权利要求1所述的一种利用GPS进行时钟校准的时间令牌，其特征在于，所述输出模块包括段码显示屏、LED显示屏或者液晶显示屏。

5.根据权利要求1所述的一种利用GPS进行时钟校准的时间令牌，其特征在于，所述令牌还包括开关模块，所述开关模块位于所述GPS时间获取模块和所述电源模块之间，还与所述主控模块相连。

6.根据权利要求1所述的一种利用GPS进行时钟校准的时间令牌，其特征在于，所述令牌还包括开关模块，所述开关模块位于所述GPS时间获取模块和所述电源模块之间，还与所述触发模块相连。

7.根据权利要求1所述的一种利用GPS进行时钟校准的时间令牌，其特征在于，所述触发模块包括口令生成触发装置和开关触发装置。

8.根据权利要求7所述的一种利用GPS进行时钟校准的时间令牌，其特征在于，所述令牌还包括开关模块，所述开关模块位于所述GPS时间获取模块和所述电源模块之间，还与所述开关触发装置相连。

9.根据权利要求1所述的一种利用GPS进行时钟校准的时间令牌，其特征在于，所述触发模块包括按钮或者按键。

10.根据权利要求7所述的一种利用GPS进行时钟校准的时间令牌，其特征在于，所述口令生成触发装置和开关触发装置包括按钮或者按键。