CN201504238U - 电子动态口令装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种电子动态口令装置，包括CPU处理内核以及与CPU处理内核相连的按键中断模块、LCD驱动模块、串口通讯模块和温度采集模块，按键中断模块与按键相连，LCD驱动模块与LCD显示装置相连，温度采集模块和温度传感器相连。并且CPU处理内核、按键中断模块、LCD驱动模块、串口通讯模块和温度采集模块集成于一个微控制芯片内。本实用新型根据使用的环境温度，对晶振因温度变化引起的时钟误差进行一个温度补偿，使本实用新型内部的实时时钟达到精确，与认证系统的实时时钟保持一致，从而使由LCD显示装置显示的口令和系统认证的口令一致，确保口令卡能正常使用。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种信息系统安全认证的配套器件，尤其涉及一种电子动态口令装置。
背景技术
目前大多数的计算机网络系统都是使用传统的“用户名+静态口令”方式来进行用户身份认证的。如果用户不去修改静态口令，那么这个口令就一直是固定不变的，长期有效的。静态口令很容易被人偷看到，或被窃取或解密，这种认证方式的安全性最低。
另一种应用较多的是列阵式动态口令卡，口令卡上以矩阵的形式印有若干字符串。使用时，认证系统会随机给出一组口令卡坐标，客户根据坐标从卡片上找到口令组合后输入认证系统，通过身份认证。其不足之处：认证系统需要记录每张口令卡的每组坐标的字符串，数据量大，录入字符串时需要大量的人力和时间，比较费时费力。
与上述两种认证方式相比，安全性较高又不费时费力的是时钟同步型口令卡，时钟同步型口令卡一般由CPU处理内核以及与CPU处理内核相连的按键中断模块、LCD驱动模块和串口通讯模块构成，按键中断模块与按键相连，LCD驱动模块与LCD显示装置相连，这类口令卡虽然配有高精度的晶振来提高实时时钟的精度，但是由于温度的变化，晶振的频率会出现较大的偏差，导致时钟误差很大。而时钟同步型口令卡对时钟的要求非常高，一旦口令卡在工作一段时间后时钟出现较大误差，其显示的口令和系统认证的口令会不一致，导致口令卡无法使用。
发明内容
本实用新型主要解决原有时钟同步型口令卡随着温度的变化时钟会出现较大的误差，造成其显示的口令和系统认证的口令不能一致，导致口令卡无法使用的技术问题；提供一种具有温度补偿功能的电子动态口令装置，使温度的变化不会影响时钟的准确性，从而使其显示的口令和系统认证的口令一致，确保口令卡能正常使用。
本实用新型的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：本实用新型包括CPU处理内核以及与CPU处理内核相连的按键中断模块、LCD驱动模块和串口通讯模块，按键中断模块与按键相连，LCD驱动模块与LCD显示装置相连，还包括温度采集模块和温度传感器，所述的温度传感器与所述的温度采集模块相连，所述的温度采集模块与所述的CPU处理内核相连。本实用新型在给消费者使用前，认证机构将本实用新型的串口通讯模块与PC机相连，通过上位机软件对本实用新型设置参数：上位机通过串口通讯模块将系统的实时时间传送给本实用新型，使本实用新型的时钟和认证中心的实时时钟保持一致；上位机通过串口通讯模块将唯一的密钥传送给本实用新型，作为识别每个电子动态口令装置的ID号。通过串口通讯模块将每一个电子动态口令装置与认证系统对应，大大减少人工录入信息的工作量。本实用新型内部配有实时时钟，可以在每一个固定时间周期内，根据实时时间利用CPU处理内核中的内部算法和内置密钥生成一个令牌动态口令并在LCD显示装置上显示，使用者将显示的口令输入认证系统，通过身份认证。由于该动态口令与时钟有关，要求时钟非常精确。本实用新型通过温度传感器获得与温度相对应的数值，该数值经过温度采集模块输送给CPU处理内核，CPU处理内核根据晶振的温度反曲线图计算出时钟误差，然后进行时钟补偿，使本电子动态口令装置的内部实时时钟不受温度的影响，达到精确的目的，从而使其显示的口令和系统认证的口令一致，确保口令卡能正常使用。不使用本实用新型时，通过按键关闭LCD显示装置，使LCD显示装置进入休眠状态，减少功耗，从而延长本实用新型的使用寿命。
作为优选，所述的CPU处理内核、按键中断模块、LCD驱动模块、串口通讯模块和温度采集模块集成于一个微控制芯片内。将以前需要许多元器件才能搭建构成的CPU处理内核、按键中断模块、LCD驱动模块、串口通讯模块和温度采集模块由一片微控制芯片来实现，大大减少了电子动态口令装置需要用到的元器件，有效简化电路结构和线路连接，也缩小PCB板的面积，以便控制整个电子动态口令装置的体积，使其携带更轻便，同时也减小功耗，提高精度和稳定性。
作为优选，所述的温度传感器为热敏电阻R，所述的温度采集模块包括比较器U，热敏电阻R和参考电阻Rref、充放电电容C1相连，该连接点接比较器U的同相输入端，充放电电容C1的另一端接地，热敏电阻R的另一端接所述的CPU处理内核的一个端口P1，参考电阻Rref的另一端接所述的CPU处理内核的另一个端口P2，比较器U的反相输入端接四分之一的VCC电压，比较器U的输出端接电阻R1和电容C2的串联电路，电阻R1和电容C2的连接点与所述的CPU处理内核的信号输入端口相连，电容C2的另一端接地。本实用新型将热敏电阻作为温度传感器接入比较器，通过与参考电阻的阻值的比较，得出温度传感器的阻值，通过查温度传感器的阻值——温度对应表得到电子动态口令装置的环境温度，然后根据晶振的温度反曲线图计算出时钟误差，据此进行时钟补偿，确保电子动态口令装置的实时时钟与认证系统的实时时钟一致。
本实用新型的有益效果是：通过温度传感器及温度采集模块的设置，根据使用的环境温度，对晶振因温度变化引起的时钟误差进行一个温度补偿，使本实用新型内部的实时时钟达到精确，与认证系统的实时时钟保持一致，从而使本实用新型显示的口令和系统认证的口令一致，确保口令卡能正常使用。
附图说明
图1是本实用新型的一种电路原理框图。
图2是本实用新型中温度传感器和温度采样模块的一种电路连接示意图。
图中1.CPU处理内核，2.按键中断模块，3.LCD驱动模块，4.串口通讯模块，5.LCD显示装置，6.温度采集模块，7.温度传感器，8.微控制芯片，9.按键。
具体实施方式
下面通过实施例，并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步具体的说明。
实施例1：本实施例的电子动态口令装置，如图1所示，包括CPU处理内核1以及与CPU处理内核1相连的按键中断模块2、LCD驱动模块3、串口通讯模块4和温度采集模块6，按键中断模块2与按键9相连，LCD驱动模块3与LCD显示装置5相连，温度采集模块6和温度传感器7相连。本实施例中，CPU处理内核1、按键中断模块2、LCD驱动模块3、串口通讯模块4和温度采集模块6集成于一个微控制芯片8内，微控制芯片8采用低功耗且保密性好的MSP430F系列单片机。如图2所示，本实施例中温度传感器7采用热敏电阻R，温度采集模块6包括比较器U。热敏电阻R和参考电阻Rref、充放电电容C1相连，该连接点接比较器U的同相输入端，充放电电容C1的另一端接地，热敏电阻R的另一端接CPU处理内核1的一个端口P1，参考电阻Rref的另一端接CPU处理内核1的另一个端口P2，比较器U的反相输入端接四分之一的VCC电压，比较器U的输出端接电阻R1和电容C2的串联电路，电阻R1和电容C2的连接点与CPU处理内核1的信号输入端口相连，电容C2的另一端接地。
本实用新型在给消费者使用前，认证机构将本实用新型的串口通讯模块与PC机相连，通过上位机软件对本实用新型设置参数：上位机通过串口通讯模块将系统的实时时间传送给本实用新型，使本实用新型的时钟和认证中心的实时时钟保持一致；上位机通过串口通讯模块将唯一的密钥传送给本实用新型，作为识别每个电子动态口令装置的ID号。
本实用新型内部配有实时时钟，由于温度的变化对作为时钟源的晶振的影响比较大，通过温度传感器测量环境温度，以补偿时钟偏差。图2中参考电阻Rref阻值已知，热敏电阻R为温度传感器，其阻值随温度的变化而变化。先断开热敏电阻R对应的端口P1，然后将参考电阻Rref对应的端口P2置为高电平，通过参考电阻Rref对电容C1充电到最大量，之后将端口P2置为低电平，电容C1通过参考电阻Rref放电，此时打开定时器，进入低功耗，等待捕获中断发生。放电过程中当电容C1上的电压低于比较器反相输入端接的基准电压时，比较器输出状态翻转触发捕获中断，此时读取计数器时间即为电容C1通过参考电阻Rref的放电时间，记为Tref。接着，再将端口P2置为高电平，通过参考电阻Rref对电容C1充电到最大量，再断开端口P2，并将端口P1置为低电平，电容C1通过热敏电阻R放电，此时打开定时器，进入低功耗，等待捕获中断发生。放电过程中当电容C1上的电压低于比较器反相输入端接的基准电压时，比较器输出状态翻转触发中断，此时读取计数器时间即为电容C1通过热敏电阻R的放电时间，记为Tx。由公式
R＝(Tx/Tref)×Rref
算出热敏电阻阻值后，查询电阻与温度关系表，找出所测电阻值在表中所在的范围，根据阻值与温度的关系计算出该范围内的电阻温度的变化率，再根据温度表的温度变化规律求出温度值。最后由晶振的温度曲线图，得到温度对应的晶振误差，进而计算出时钟的误差，作出时钟补偿，使本实用新型内部的实时时钟达到精确，与认证系统的实时时钟保持一致。
本实用新型中CPU处理内核内部嵌入一个加密算法，用三组8个字节的密钥将一个8子节的时间参数加密成8字节数字字符的口令，然后将这8字节的口令输出到LCD显示缓存，最后显示在LCD显示装置上。使用者将显示的8位数字口令和静态的密钥手动输入信息认证中心，信息认证中心根据输入的密钥和当前时间做一次同样的加密算法，得到的口令与输入的8位数字口令符合，则认证通过。电子动态口令装置的CPU处理内核根据实时时钟，每隔60秒重新计算一次口令，使口令动态更新，保证口令一次性实时有效，提高安全性。
本实用新型具备下列优点：一是内部配有实时时钟，可以在每一个固定时间周期内，根据实时时间利用内部算法和内置密钥生成一个令牌动态口令并在LCD上显示，并且该口令一次性实时有效，提高了口令的安全性。二是通过温度传感器和温度采集模块，根据使用环境温度，对晶振因温度变化引起的时钟误差作出温度补偿，使内部的实时时钟精确，确保显示的口令和系统认证的口令一致，保证电子动态口令装置能正常使用。三是电子动态口令装置不用时，通过按键关闭LCD显示装置，使其进入休眠状态，减少功耗，延长使用寿命。四是在给消费者使用前，认证机构只要将PC机与电子动态口令装置的串口通讯模块连接，通过上位机软件对电子动态口令装置设置参数，即可将每一个电子动态口令装置与认证系统对应，大大减少人工录入信息的工作量。
Claims (3)
1.一种电子动态口令装置，包括CPU处理内核(1)以及与CPU处理内核(1)相连的按键中断模块(2)、LCD驱动模块(3)和串口通讯模块(4)，按键中断模块(2)与按键(9)相连，LCD驱动模块(3)与LCD显示装置(5)相连，其特征在于还包括温度采集模块(6)和温度传感器(7)，所述的温度传感器(7)与所述的温度采集模块(6)相连，所述的温度采集模块(6)与所述的CPU处理内核(1)相连。
2.根据权利要求1所述的电子动态口令装置，其特征在于所述的CPU处理内核(1)、按键中断模块(2)、LCD驱动模块(3)、串口通讯模块(4)和温度采集模块(6)集成于一个微控制芯片(8)内。
3.根据权利要求1或2所述的电子动态口令装置，其特征在于所述的温度传感器(7)为热敏电阻R，所述的温度采集模块(6)包括比较器U，热敏电阻R和参考电阻Rref、充放电电容C1相连，该连接点接比较器U的同相输入端，充放电电容C1的另一端接地，热敏电阻R的另一端接所述的CPU处理内核(1)的一个端口P1，参考电阻Rref的另一端接所述的CPU处理内核(1)的另一个端口P2，比较器U的反相输入端接四分之一的VCC电压，比较器U的输出端接电阻R1和电容C2的串联电路，电阻R1和电容C2的连接点与所述的CPU处理内核(1)的信号输入端口相连，电容C2的另一端接地。
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Publications (1)
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102130767A (zh) * | 2011-01-25 | 2011-07-20 | 北京飞天诚信科技有限公司 | 一种实现动态令牌通信的系统及方法 |
| CN103674338A (zh) * | 2013-12-06 | 2014-03-26 | 浙江盾安自控科技有限公司 | 供热计量控制系统及其测量方法 |
| CN112229469A (zh) * | 2020-10-20 | 2021-01-15 | 苏州工业园区清源华衍水务有限公司 | 远传阀控水表 |
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2009
- 2009-09-01 CN CN2009203093873U patent/CN201504238U/zh not_active Expired - Lifetime
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| CN102130767B (zh) * | 2011-01-25 | 2013-02-13 | 飞天诚信科技股份有限公司 | 一种实现动态令牌通信的系统及方法 |
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| GR01 | Patent grant | ||
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Owner name: LIERDA TECHNOLOGY GROUP CO., LTD. Free format text: FORMER NAME: LIERDA SCIENCE AND TECHNOLOGY CO., LTD. |
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| CP01 | Change in the name or title of a patent holder |
Address after: Lilda science and Technology Building No. 425 Hangzhou City, Zhejiang province 310011 Dengyun Road Patentee after: Lierda Science & Technology Group Co., Ltd. Address before: Lilda science and Technology Building No. 425 Hangzhou City, Zhejiang province 310011 Dengyun Road Patentee before: Lierda Science and Technology Co., Ltd. |
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Granted publication date: 20100609 |
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