專利名稱：智能密鑰設備及其與外部設備進行信息交換的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種數(shù)據(jù)安全存儲設備，尤其是應用智能卡實現(xiàn)的智 能密鑰設備以及應用這種智能卡與外部設備進行信息交換的方法。
背景技術：
隨著電子技術的發(fā)展，人們開始使用電子錢包、網(wǎng)上銀行等電子 支付業(yè)務，為人們的生活帶來極大的便利。人們使用電子支付業(yè)務 時，第三方，如銀行向使用者提供一智能密鑰設備，該智能密鑰設備 中存儲有支持電子支付業(yè)務的相關程序，如電子支付業(yè)務使用銀行卡 的賬號、密碼驗證程序等。由于使用者與第三方對這些信息的安全要 求較高，因此，對存儲這些信息的智能密鑰設備的安全性能要求也越 來越高?，F(xiàn)有的智能密鑰設備大多是便攜式的設備，主要是一具有USB接 口的安全芯片，安全芯片通過USB接口與計算機連接。但由于安全芯 片沒有統(tǒng)一的標準與嚴格的安全評定，給智能密鑰設備的信息安全性 帶來一定的隱患。因此，現(xiàn)有的一種智能密鑰設備使用智能卡存儲相關的信息。該 智能卡包括有中央處理器以及可由中央處理器訪問的存儲器，存儲器 中存儲有密鑰產(chǎn)生與管理程序，用于對使用者的銀行卡賬號、密碼進 行驗證。當使用者需要進行電子支付業(yè)務時，將智能密鑰設備連接到 計算機上，智能卡便通過USB接口與計算機連接，并與計算機進行數(shù) 據(jù)交換。使用者將銀行卡的賬號、密碼等需要驗證的數(shù)據(jù)輸入計算 機，計算機即將相關數(shù)據(jù)傳送至智能密鑰設備，智能密鑰設備的智能 卡接收這些數(shù)據(jù)后，應用密鑰產(chǎn)生與管理程序驗證銀行卡的賬號、密 碼是否正確，并向計算機返回正確或不正確的返回信息。但是這種智能密鑰設備的智能卡與USB接口是合二為一的，生產(chǎn) 智能卡時需要同時生產(chǎn)USB接口。但由于只有智能卡生產(chǎn)商才有資質 生產(chǎn)智能卡，因此，智能卡生產(chǎn)商需要添加生產(chǎn)USB接口的生產(chǎn)線才能完成智能密鑰設備的生產(chǎn)，使智能卡生產(chǎn)商的投入較大。若智能卡生產(chǎn)商將生產(chǎn)好的智能卡交給外部的USB接口生產(chǎn)商完成智能密鑰設 備的生產(chǎn)，又給智能密鑰設備帶來不安全的因素，從而給智能密鑰設 備的信息安全性帶來隱患。同時，由于智能卡中往往只存儲有一個或多個針對特定智能卡 (如銀行卡)的密鑰產(chǎn)生與管理程序，即一個智能密鑰設備只能應用 于特定的智能卡的賬號與密碼的校驗，如使用者使用的智能卡類型等 更改，則無法再使用該智能密鑰設備，智能密鑰設備的通用性能較 差，也給使用者帶來不便。發(fā)明內容本發(fā)明的主要目的是提供一種生產(chǎn)方便且生產(chǎn)安全性好的智能密鑰設備；本發(fā)明的另一 目的是提供一種通用性能較好的智能密鑰設備；本發(fā)明的再一目的是提供一種應用上述智能密鑰設備與外部設備 進行信息交換的方法。為實現(xiàn)上述的主要目的，本發(fā)明提供的智能密鑰設備包括與外部 設備連接的USB接口 ，該USB接口與一讀卡器連接并進行數(shù)據(jù)交換， 一可拆卸地安裝在讀卡器中的智能卡，該智能卡包括中央處理器及可 由中央處理器訪問的存儲器，該存儲器中存儲有密鑰產(chǎn)生與管理程 序，以及加密解密程序。由上述方案可見，本發(fā)明的智能密鑰設備中包括有讀卡器以及可 拆卸地安裝到讀卡器中的智能卡，因此智能密鑰i殳備可分別由USB接 口生產(chǎn)商與智能卡生產(chǎn)商生產(chǎn)各自的部分，即USB^^口生產(chǎn)商生產(chǎn)智 能密鑰設備中除智能卡以外的所有硬件設備，包括USB接口、讀卡器 等，智能卡生產(chǎn)商僅生產(chǎn)智能卡。當USB接口生產(chǎn)商將生產(chǎn)好的半成 品交給智能卡生產(chǎn)商，智能卡生產(chǎn)商即可將存儲有密鑰產(chǎn)生與管理程 序、加密解密程序的智能卡安裝到讀卡器中，便完成智能密鑰設備的 生產(chǎn)，使智能密鑰設備的生產(chǎn)靈活方便。并且，智能卡生產(chǎn)商并不需要在生產(chǎn)USB接口、讀卡器時將智能 卡交給USB接口生產(chǎn)商，智能卡的生產(chǎn)完全在智能卡生產(chǎn)商的監(jiān)控之 下完成，不會對智能卡的安全性能帶來隱患，也確保了智能密鑰設備 的生產(chǎn)安全性。同時，若使用者需要更換使用的智能卡類型，只需要將智能密鑰 設備中的智能卡從讀卡器中取下，并更換新的智能卡即可，不需要將 智能密鑰設備整體更換，使智能密鑰設備具有較好的通用性，并為使 用者的使用帶來便利。為了實現(xiàn)上述的再一目的，本發(fā)明提供的智能密鑰設備與外部設 備進行信息交換方法中，外部設備為一計算機，該計算機中存儲有應 用程序以及加密服務接口程序，該方法包括應用程序運行時調用加密服務接口程序并發(fā)出驗證數(shù)據(jù)，加密服 務接口程序發(fā)出對驗證數(shù)據(jù)進行加密服務的請求信息，并通過USB接 口及讀卡器將該信息傳送至智能卡；智能卡的加密解密程序對驗證數(shù)據(jù)進行加密或解密處理后傳送至 密鑰產(chǎn)生與管理程序，密鑰產(chǎn)生與管理程序對驗證數(shù)據(jù)進行驗證后返 回驗證結果；智能密鑰設備通過讀卡器及USB接口將所述驗證結果傳送至計算 機中。由于智能卡中設有密鑰產(chǎn)生與管理程序，因此智能卡可以對計算 機發(fā)出的驗證數(shù)據(jù)進行驗證，并返回驗證結果，完成對銀行卡的賬 號、密碼的驗證。同時，智能卡還通過加密解密程序對計算機發(fā)出的 驗證數(shù)據(jù)進行加密或解密處理后再進行驗證，從而有效確保智能密鑰 設備與計算機交換的信息安全性。


圖1是本發(fā)明智能密鑰設備的硬件結構示意框圖，圖中智能密鑰 設備與計算機連接；圖2是本發(fā)明智能密鑰設備中各功能程序連接的示意框圖，圖中 智能密鑰設備與計算機連接；圖3是本發(fā)明智能密鑰設備與外部設備進行信息交換方法實施例 的流程圖。以下結合附圖及實施例對本發(fā)明作進一步說明。
具體實施方式
參見圖1,圖1是本發(fā)明智能密鑰設備的硬件結構示意框圖，其 中智能密鑰設備1與計算機2連接。本實施例的智能密鑰設備1包括 有USB接口 11,其用于與外部設備連接。本實施例中的外部設備為 計算機2, USB接口 11使得智能密鑰設備1可與計算機2進行數(shù)據(jù)交 換。USB接口 11還與設置在智能密鑰設備1中的讀卡器12連接。本 實施例中，讀卡器12采用PC/SC標準的讀卡器，其具有一存儲器 17,存儲器17中存儲有數(shù)據(jù)格式轉換單元，用于將計算機2發(fā)送過 來的驗證數(shù)據(jù)、加密服務請求信息等轉換成智能卡13能夠識別的 APDU (Application Protocol Data Unit,應用協(xié)議數(shù)據(jù)單元)命令。讀卡器12將計算機2發(fā)送過來的數(shù)據(jù)進行格式轉換后，將其傳 送至智能卡13中。智能卡13包括中央處理器14以及可由中央處理 器14訪問的存儲器15。智能卡13接收到驗證數(shù)據(jù)后，由中央處理 器14對驗證數(shù)據(jù)進行驗證處理，并在驗證完畢后向計算機2返回驗 證結果。參見圖2，圖2是本發(fā)明智能密鑰設備1各功能程序連接的示意 框圖，計算機2中存儲有應用程序21與加密服務接口程序22,其 中，應用程序21是由第三方(如銀行等)開發(fā)的應用程序，主要用 于發(fā)送需要驗證的數(shù)據(jù)，如銀行卡的賬號、密碼等，并接收智能卡 13返回的-驗證結果。加密服務接口程序22可以采用微軟公司定義的通用接口程序， 如CSP (Chiper Service Provider)程序等，其可被應用程序21調 用執(zhí)行，并接收應用程序21發(fā)出的驗證數(shù)據(jù)，同時向智能密鑰設備 1發(fā)出對驗證數(shù)據(jù)進行加密服務的請求信息。由于計算機2向智能密鑰設備1發(fā)送的數(shù)據(jù)不一定是智能卡13 能夠識別的APDU命令，因此，在智能密鑰設備2的讀卡器12中設有 數(shù)據(jù)格式轉換單元31,數(shù)據(jù)格式轉換單元31將計算機2發(fā)出的數(shù) 據(jù)，包括驗證數(shù)據(jù)以及加密服務請求信息轉換成智能卡13能夠識別 的APDU命令，然后將轉換后的數(shù)據(jù)傳送至智能卡13中。這樣，智能 卡13即可識別計算4幾發(fā)出的數(shù)據(jù)，并進行相應的纟乘作。經(jīng)過數(shù)據(jù)格式轉換單元31轉換后的數(shù)據(jù)被傳送到智能卡13后， 智能卡13的加密解密程序32根據(jù)加密服務接口程序22發(fā)出的加密 請求對驗證數(shù)據(jù)進行加密或解密處理，并將加密或解密后的數(shù)據(jù)傳送 至密鑰產(chǎn)生與管理程序33中，由密鑰產(chǎn)生與管理程序33對驗證數(shù)據(jù) 的正確性進行驗證，并在驗證后將驗證結果通過讀卡器12以及USB 接口返回至計算機2中。計算機2的應用程序接收驗證結果后根據(jù)驗 證結果判斷使用者輸入的銀行卡賬號、密碼是否正確，并執(zhí)行相應的操作。由此可見，在本發(fā)明的智能密鑰設備使用過程中，智能卡是可拆 卸地安裝到讀卡器中的，因此，智能卡生產(chǎn)商在智能密鑰設備的制造 過程中僅生產(chǎn)智能卡，而智能密鑰設備中的其它部分，如USB接口、 讀卡器等均可由USB接口生產(chǎn)商生產(chǎn)，且在USB接口生產(chǎn)商生產(chǎn)USB 接口時，智能卡生產(chǎn)廠商時無需將智能卡交給USB接口生產(chǎn)商，在便 于智能密鑰設備制造的同時，可有效保證智能密鑰設備的安全性。同時，由于智能卡是可拆卸地安裝到讀卡器中的，使得智能卡的 安裝、拆卸均十分方便，使用者也可以自己進行拆卸與安裝，在使用 者有更換智能卡(如銀行卡)類型的需求時，可自己更換，這使智能 密鑰設備具有較好的通用性，也大大方便了使用者使用。下面結合圖3說明本發(fā)明的智能密鑰設備是如何與計算機進行信 息交換的。當使用者需要使用電子支付業(yè)務時，首先將智能密鑰設備 連接到計算機上。本實施例中，智能密鑰設備是通過USB接口與計算 機連接的。智能密鑰設備與計算機連接后，計算機中的應用程序按使 用者的操作要求而運行，將調用加密服務接口程序，并發(fā)出需要驗證 的數(shù)據(jù)(步驟S1)。加密服務接口程序接收到應用程序的調用信息后，發(fā)出加密服務請求信息，該請求信息通過USB接口傳送到讀卡器中(步驟S2)。 讀卡器接收到請求信息后，應用數(shù)據(jù)格式轉換單元將請求信息轉換成 智能卡能夠識別的APDU命令(步驟S3)，然后將該APDU命令傳送 至智能卡，由智能卡執(zhí)行相應的操作。智能卡接收APDU命令后，根據(jù)加密請求信息的要求由加密解密 程序對驗證數(shù)據(jù)進行加密或解密處理(步驟S4)，將加密或解密后 的驗證數(shù)據(jù)傳送至密鑰產(chǎn)生與管理程序，并由密鑰產(chǎn)生與管理程序對 驗證數(shù)據(jù)進行驗證處理。密鑰產(chǎn)生與管理程序將驗證數(shù)據(jù)進行驗證處 理后將驗證結果返回至計算機(步驟S5)。最后，計算機的應用程序接收驗證結果(步驟S6),并根據(jù)驗 證結果判斷使用者輸入的信息是否正確。至此，智能密鑰設備與計算 機的信息交換完畢。由于計算機發(fā)出的驗證數(shù)據(jù)在智能卡中并不能直接操作，而是經(jīng) 過加密或解密處理后才能進行驗證，這樣即使驗證數(shù)據(jù)被第三方截 耳又，第三方也不能直接對驗證數(shù)據(jù)進行驗證并返回驗證結果，保證-驗 證數(shù)據(jù)的安全性。當然，上述實施例中，數(shù)據(jù)格式轉換單元設置在讀卡器中，而本 發(fā)明實際應用中，也可以將數(shù)據(jù)格式轉換單元設置在USB接口或計算 機中，只要數(shù)據(jù)格式轉換單元能夠接收加密服務接口程序發(fā)出的加密 請求信息并將該信息轉換成APDU格式即可，不管設置在讀卡器、USB 接口或計算機上均不影響本發(fā)明的實現(xiàn)。最后，需要強調的是，本發(fā)明不限于上述實施方式，諸如加密解 密程序算法的改變、應用程序實現(xiàn)功能的改變等樣史小變化也應該包括 在本發(fā)明的保護范圍內。
權利要求
1、智能密鑰設備，包括與外部設備連接的USB接口；智能卡，所述智能卡包括中央處理器及可由中央處理器訪問的存儲器(15)，所述存儲器(15)中存儲有密鑰產(chǎn)生與管理程序；其特征在于所述智能密鑰設備還包括一讀卡器，所述讀卡器與所述USB接口連接并進行數(shù)據(jù)交換；所述智能卡可拆卸地安裝在所述讀卡器中，并與讀卡器進行數(shù)據(jù)交換；所述智能卡的存儲器(15)中還存儲有加密解密程序。
2、 根據(jù)權利要求1所述的智能密鑰設備，其特征在于 所述讀卡器包括有一存儲器(17)，所述存儲器(17)中設有數(shù)據(jù)格式轉換單元。
3、 才艮據(jù)權利要求1或2所述的智能密鑰設備，其特征在于 所述讀卡器為采用PC/SC標準的讀卡器。
4、 應用如權利要求1所述智能密鑰設備與外部設備進4亍信息交 換的方法，該外部設備存儲有應用程序以及加密^l良務接口程序，該方 法包括應用程序運行時調用加密服務接口程序并發(fā)出驗證數(shù)據(jù)，加密服 務接口程序發(fā)出對驗證數(shù)據(jù)進行加密服務的請求信息，并通過USB接口及讀卡器將該信息傳送至智能卡；智能卡的加密解密程序對所述驗證數(shù)據(jù)進行加密或解密處理后傳 送至密鑰產(chǎn)生與管理程序，密鑰產(chǎn)生與管理程序對驗證數(shù)據(jù)進行驗證 后返回-驗i正結果；智能密鑰設備通過讀卡器及USB接口將所述驗證結果傳送至外部 設備。
5、 根據(jù)權利要求4所述的信息交換方法，其特征在于 所述讀卡器中設有數(shù)據(jù)格式轉換單元，所述數(shù)據(jù)格式轉換單元將加密服務接口程序發(fā)出的信息轉換成智能卡能夠識別的APDU命令。
6、 根據(jù)權利要求4所述的信息交換方法，其特征在于 所述外部設備中設有數(shù)據(jù)格式轉換單元，所述數(shù)據(jù)格式轉換單元將加密服務接口程序發(fā)出的信息轉換成智能卡能夠識別的APDU命 令。
7、 根據(jù)權利要求4所述的信息交換方法，其特征在于所述USB接口中設有數(shù)據(jù)格式轉換單元，所述數(shù)據(jù)格式轉換單元 將加密服務接口程序發(fā)出的信息轉換成智能卡能夠識別的APDU命 令。
全文摘要
本發(fā)明提供一種智能密鑰設備及其與外部設備進行信息交換的方法，該智能密鑰設備包括USB接口，與USB接口連接的讀卡器，可拆卸地安裝到讀卡器中的智能卡，該智能卡的存儲器中存儲有密鑰產(chǎn)生與管理程序及加密解密程序。本發(fā)明提供的方法中，外部設備設有應用程序及加密服務接口程序，應用程序運行時調用加密服務接口程序并發(fā)出驗證數(shù)據(jù)，加密服務接口程序發(fā)出對驗證數(shù)據(jù)進行加密服務的請求信息，并傳送至智能卡；加密解密程序對驗證數(shù)據(jù)進行加密或解密處理后傳送至密鑰產(chǎn)生與管理程序，密鑰產(chǎn)生與管理程序對驗證數(shù)據(jù)進行驗證后返回驗證結果。本發(fā)明可方便智能密鑰設備的生產(chǎn)且保證智能密鑰設備生產(chǎn)的安全性，也使智能密鑰設備的通用性較好。
文檔編號G06K17/00GK101236674SQ20081002630
公開日2008年8月6日 申請日期2008年2月2日 優(yōu)先權日2008年2月2日
發(fā)明者施偉周, 輝 汪, 健 鞠 申請人:東信和平智能卡股份有限公司