專利名稱：基于可認證sd/mmc卡的ota認證方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種基于可認證SD/MMC卡的OTA認證方法。
背景技術(shù)：
在未來3G帶寬得到極大提升的情況下，數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)應(yīng)用將成為運營商利潤新的增 長點。由于運營商對終端的控制相對較弱，而且定制終端的成本相對較大。而SIM卡或者 TF卡是由運營商發(fā)行，受運營商控制。移動運營商急需要基于卡的方式來發(fā)布運營商特色 應(yīng)用的模式，同時又要保證卡不被其他商業(yè)對手輕易利用。本文基于可認證SD/MMC卡的 OTA認證技術(shù)，保證運營商發(fā)行的SD/MMC技術(shù)的卡在通過運營商的認證服務(wù)器認證后才能 使用，充分的保證了運營商的權(quán)益。為便于理解本發(fā)明的一些名詞，這里對其進行解釋SD卡(Secure Digital Memory Card)是一種基于半導(dǎo)體快閃記憶器的新一代記 憶設(shè)備。SD卡由日本松下、東芝及美國SanDisk公司于1999年8月共同開發(fā)研制。大小猶 如一張郵票的SD記憶卡，重量只有2克，但卻擁有高記憶容量、快速數(shù)據(jù)傳輸率、極大的移 動靈活性以及很好的安全性。MMC (MultiMediaCard,多媒體存儲卡)由 SanDisk和 Siemens 公司在 1997 年發(fā)起， 與傳統(tǒng)的移動存儲卡相比，其最明顯的外在特征是尺寸更加微縮——只有普通的郵票大小 (是CF卡尺寸的1/5左右)，外形尺寸只有32mmX 24mmX 1. 4mm,而其重量不超過2g。這使 其成為世界上最小的半導(dǎo)體移動存儲卡，它對于越來越追求便攜性的各類手持設(shè)備形成強 有力的支持。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的技術(shù)解決問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種基于可認證SD/MMC卡 的OTA認證方法，解決了 SD卡與特定運營商用戶或者特定運營商綁定的問題，使得運營商 發(fā)行的SD卡只能在其許可范圍內(nèi)使用。本發(fā)明的技術(shù)解決方案是本發(fā)明提供的一種基于可認證SD/MMC卡的OTA認證方 法，參與該方法的有SD卡和/或MMC卡(以下將兩類卡統(tǒng)稱為SD卡)、SIM卡、終端和服務(wù) 器，所述方法包括系統(tǒng)初始化步驟，服務(wù)器、SD卡和SIM卡的相互鑒權(quán)認證步驟，以及系統(tǒng) 授權(quán)步驟。其中，所述系統(tǒng)初始化步驟包括(Al)移動終端開機；(A2)移動終端給SD卡上電；(A3) SD卡的初始狀態(tài)置為只讀狀態(tài)；(A4)移動終端向SD卡發(fā)送讀取FAT表的指令；(A5) SD卡向移動終端返回一個代表剩余空間為0、內(nèi)容為空的虛擬的FAT表，此 FAT表并不真實地反應(yīng)實際存儲在SD卡上的文件情況，這種狀態(tài)下，移動終端無法讀取SD卡上實際存儲的文件內(nèi)容，也不能向SD卡寫入有效的數(shù)據(jù)；(A6)移動終端啟動服務(wù)器、SD卡和SIM卡的相互鑒權(quán)認證步驟。所述服務(wù)器、SD卡和SIM卡的相互鑒權(quán)認證步驟包括(Bi)移動終端向SIM卡發(fā)送讀取國際移動用戶識別碼IMSI的指令；(B2) SIM卡向移動終端返回IMSI ；(B3)移動終端向服務(wù)器請求隨機數(shù)；(B4)服務(wù)器生成隨機數(shù)Rl、R2，并將隨機數(shù)Rl、R2返回到移動終端；(B5)移動終端發(fā)送隨機數(shù)Rl給SIM卡，請求鑒權(quán)；(B6) SIM卡采用預(yù)定的鑒權(quán)算法計算密鑰Kc和響應(yīng)數(shù)SRES，并將密鑰Kc和響應(yīng) 數(shù)SRES返回到移動終端；(B7)移動終端將Rl、R2、Kc和SRES發(fā)送給SD卡；(B8) SD卡生成隨機數(shù)R3、R4，計算Ks和RES，；(B9) SD卡返回R3、R4和RES，到移動終端。(BlO)移動終端向服務(wù)器發(fā)送IMSI、R3、R4和RES，；(Bll)服務(wù)器根據(jù)保存在其內(nèi)的SD卡的密鑰Km，按照SD卡計算RES’的算法計算 出驗證的RES，，將計算出的驗證的RES，與移動終端送來的RES，進行比對，若二者相同，則 計算RES”并將RES”返回給移動終端；若二者不同，則終止后續(xù)操作；(B 12)移動終端發(fā)送RES”給SD卡；(B13)SD卡計算RES”，并將計算出的RES”與服務(wù)器送來的RES”進行比對，如果相 同則服務(wù)器、SD卡和SIM卡的相互鑒權(quán)認證成功。所述系統(tǒng)授權(quán)步驟包括(Cl)如果服務(wù)器、SD卡和SIM卡的相互鑒權(quán)認證成功，則SD卡置為可寫狀態(tài)；(C2)移動終端刷新SD卡文件系統(tǒng)；(C3) SD卡給出實際的FAT表，此FAT表反應(yīng)SD上真實的存儲內(nèi)容。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點本發(fā)明在可認證的SD/MMC卡的基礎(chǔ)上，設(shè)計了一套通過OTA(over theair)的方 式，利用遠程的認證服務(wù)器，實現(xiàn)SD卡、SIM卡以及認證服務(wù)器的三方進行交互認證的方 法。利用此方法，SD卡、SIM卡以及認證服務(wù)器三方認證通過后，SD卡可以正常使用，否則， SD卡不能被用戶正常使用。這樣就可以保證運營上可以完全控制SD卡以及承載與SD卡上 的應(yīng)用，充分保護運營上的利益。本發(fā)明的SD/MMC卡有區(qū)別于其他普通SD卡的認證技術(shù)，它有一個特殊的認證模 塊，必須通過相關(guān)的認證后，才可以被用戶使用。當沒有進行認證操作，或者認證操作不成 功時，SD卡對外呈現(xiàn)的是虛擬的內(nèi)容為空，剩余空間為零文件系統(tǒng)，從而達到用戶無法正常 使用的效果。本發(fā)明不需要對現(xiàn)有的SIM卡進行改造，SD卡與服務(wù)器是雙向認證，并且可以靈 活地實現(xiàn)SD卡與特定的運營商用戶或者特定的運營商綁定。


圖1為本發(fā)明工作時的系統(tǒng)部署結(jié)構(gòu)圖2為本發(fā)明的總體流程圖；圖3為本發(fā)明服務(wù)器、SD卡和SIM卡的相互鑒權(quán)認證流程圖。
具體實施例方式以下將結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式
作一詳細說明。如圖1所示，本發(fā)明系統(tǒng)包括后臺認證服務(wù)器、手機終端代理程序、SIM卡和SD卡 四部分。在SD卡發(fā)行時，SD卡都會存入一個密鑰Km，用于使用過程中進行鑒權(quán)認證等計 算。根據(jù)移動通信SIM卡技術(shù)規(guī)范，SIM卡本身在發(fā)行時也會為不同的SIM卡分配不同的 密鑰Ki用于鑒權(quán)計算，每張SIM卡用IMSI (國際移動用戶識別碼，international mobile subscriber identity)唯一標識。相應(yīng)的認證服務(wù)器端會保存SD卡密鑰Km以及每張SIM 卡的密鑰Ki，這樣，SIM卡和認證服務(wù)器以及SD卡和認證服務(wù)器都保存了共同的特定密鑰， 這為后續(xù)的三者之間相互認證提供了基礎(chǔ)。手機終端代理程序負責(zé)和SIM卡，SD卡以及后臺認證服務(wù)器進行通訊，協(xié)調(diào)三者 的關(guān)系，并轉(zhuǎn)發(fā)三者之間的交互數(shù)據(jù)。如圖2所示，本發(fā)明的總體流程如下(Al)移動終端開機；(A2)移動終端給SD卡上電；(A3) SD卡的初始狀態(tài)置為只讀狀態(tài)；(A4)移動終端向SD卡發(fā)送讀取FAT表的指令；(A5) SD卡向移動終端返回一個代表剩余空間為0、內(nèi)容為空的虛擬的FAT表，此 FAT表并不真實地反應(yīng)實際存儲在SD卡上的文件情況，這種狀態(tài)下，移動終端無法讀取SD 卡上實際存儲的文件內(nèi)容，也不能向SD卡寫入有效的數(shù)據(jù)；(A6)移動終端啟動服務(wù)器、SD卡和SIM卡的相互鑒權(quán)認證步驟。(B)服務(wù)器、SD卡和SIM卡的相互鑒權(quán)認證流程。(Cl)如果服務(wù)器、SD卡和SIM卡的相互鑒權(quán)認證成功，則SD卡自動置為可寫狀 態(tài)；(C2)移動終端刷新SD卡文件系統(tǒng)；(C3) SD卡給出實際的FAT表，此FAT表反應(yīng)SD上真實的存儲內(nèi)容。如圖3所示，步驟(B)服務(wù)器、SD卡和SI M卡的相互鑒權(quán)認證流程包括如下步驟(Bi)移動終端向SIM卡發(fā)送讀取國際移動用戶識別碼 IMSI (internationalmobile subscriber identity)的指令；(B2) SIM卡向移動終端返回IMSI ；(B3)移動終端向服務(wù)器請求隨機數(shù)；(B4)服務(wù)器生成隨機數(shù)Rl、R2，并將隨機數(shù)Rl、R2返回到移動終端；(B5)移動終端發(fā)送隨機數(shù)Rl給SIM卡，請求鑒權(quán)；(B6) SIM卡采用預(yù)定的鑒權(quán)算法計算Kc和SRES，并將密鑰Kc和響應(yīng)數(shù)SRES返回 到移動終端；(B7)移動終端將Rl、R2、Kc和SRES發(fā)送給SD卡；
(B8) SD卡生成隨機數(shù)R3、R4，計算Ks和RES，；Ks, RES，，Kc和SRES這些都是密碼算法的一些約定俗成的代號，一般以K開頭的 是密鑰，RES為響應(yīng)，其本質(zhì)和方程式的X、Y —樣，很難在前面加個漢語描述，即使加上也顯 得牽強，故本發(fā)明直接以字符表示。(Β9) SD卡返回R3、R4和RES，到移動終端。(BlO)移動終端向服務(wù)器發(fā)送IMSI、R3、R4和RES，；(Bll)服務(wù)器根據(jù)保存在其內(nèi)的SD卡的密鑰Km，按照SD卡計算RES’的算法計算 出RES，，將計算出的RES，與移動終端送來的RES，進行比對，若二者相同，則計算RES”并將 RES”返回給移動終端；若二者不同，則終止后續(xù)操作；(B 12)移動終端發(fā)送RES”給SD卡；(B13)SD卡計算RES”，并將計算出的RES”與服務(wù)器送來的RES”進行比對，如果相 同則服務(wù)器、SD卡和SIM卡的相互鑒權(quán)認證成功。本發(fā)明的三方認證算法中所有的密鑰在使用前均采用公開密鑰算法AES算法進 行密鑰分散，同時計算認證結(jié)果時均采用公開散列算法md5算法，對參與鑒權(quán)的各方產(chǎn)生 隨機數(shù)因子或者計算結(jié)果進行散列，然后利用分散得出的密鑰采用AES算法加密計算出最 終的認證結(jié)果或者響應(yīng)。具體地，Ks、RES，、RES”的生成算法如下Ks生成算法K = AES (Km, Rl)，其中Km為SD卡中的密鑰Input = md5 (Kc | | Rl | | R2 | | SRES | | R3)，Ks = AES (K, Input)RES，生成算法K = AES (Km, Rl)，其中Km為SD卡中的密鑰Input = md5 (Kc | | Rl | | SRES | | R3)，RES' = AES(K, Input)RES”生成算法RES” = AES(Ks，R4)本發(fā)明說明書中未作詳細描述的內(nèi)容屬于本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員公知技術(shù)。上述實施例用來解釋說明本發(fā)明，而不是對本發(fā)明進行限制，在本發(fā)明的精神和 權(quán)利要求的保護范圍內(nèi)，對本發(fā)明作出的任何修改和改變，都落入本發(fā)明的保護范圍。
權(quán)利要求
基于可認證SD/MMC卡的OTA認證方法，其特征在于包括系統(tǒng)初始化步驟，服務(wù)器、SD卡和SIM卡的相互鑒權(quán)認證步驟，以及系統(tǒng)授權(quán)步驟；其中，所述服務(wù)器、SD卡和SIM卡的相互鑒權(quán)認證步驟包括(B1)移動終端向SIM卡發(fā)送讀取國際移動用戶識別碼IMSI的指令；(B2)SIM卡向移動終端返回IMSI；(B3)移動終端向服務(wù)器請求隨機數(shù)；(B4)服務(wù)器生成隨機數(shù)R1、R2，并將隨機數(shù)R1、R2返回到移動終端；(B5)移動終端發(fā)送隨機數(shù)R1給SIM卡，請求鑒權(quán)；(B6)SIM卡采用預(yù)定的鑒權(quán)算法計算密鑰Kc和響應(yīng)數(shù)SRES，并將密鑰Kc和響應(yīng)數(shù)SRES返回到移動終端；(B7)移動終端將R1、R2、Kc和SRES發(fā)送給SD卡；(B8)SD卡生成隨機數(shù)R3、R4，計算Ks和RES’；(B9)SD卡返回R3、R4和RES’到移動終端。(B10)移動終端向服務(wù)器發(fā)送IMSI、R3、R4和RES’；(B11)服務(wù)器根據(jù)保存在其內(nèi)的SD卡的密鑰Km，按照SD卡計算RES’的算法計算出RES’，將計算出的RES’與移動終端送來的RES’進行比對，若二者相同，則計算RES”并將RES”返回給移動終端；若二者不同，則終止后續(xù)操作；(B12)移動終端發(fā)送RES”給SD卡；(B13)SD卡計算RES”，并將計算出的RES”與服務(wù)器送來的RES”進行比對，如果相同則服務(wù)器、SD卡和SIM卡的相互鑒權(quán)認證成功。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于可認證SD/MMC卡的OTA認證方法，其特征在于所述系 統(tǒng)初始化步驟包括(Al)移動終端開機；(A2)移動終端給SD卡上電；(A3) SD卡的初始狀態(tài)置為只讀狀態(tài)；(A4)移動終端向SD卡發(fā)送讀取FAT表的指令；(A5) SD卡向移動終端返回一個代表剩余空間為0、內(nèi)容為空的虛擬的FAT表，此FAT表 并不真實地反應(yīng)實際存儲在SD卡上的文件情況，這種狀態(tài)下，移動終端無法讀取SD卡上實 際存儲的文件內(nèi)容，也不能向SD卡寫入有效的數(shù)據(jù)；(A6)移動終端啟動服務(wù)器、SD卡和SIM卡的相互鑒權(quán)認證步驟。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于可認證SD/MMC卡的OTA認證方法，其特征在于所述系 統(tǒng)授權(quán)步驟包括(Cl)如果服務(wù)器、SD卡和SIM卡的相互鑒權(quán)認證成功，則SD卡置為可寫狀態(tài)； (C2)移動終端刷新SD卡文件系統(tǒng)；(C3) SD卡給出實際的FAT表，此FAT表反應(yīng)SD上真實的存儲內(nèi)容。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于可認證SD/MMC卡的OTA認證方法，其特征在于 所述Ks生成算法為K = AES (Km, Rl)，其中Km為SD卡中的密鑰 Input = md5(Kc||Rl||R2||SRES||R3)，Ks = AES(K, Input)； 所述RES’生成算法為 K = AES (Km, Rl)，其中Km為SD卡中的密鑰 Input = md5(Kc||Rl||SRES||R3)， RES， = AES(K,Input)。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于可認證SD/MMC卡的OTA認證方法，其特征在于 所述RES”生成算法為 RES” = AES (Ks，R4)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種基于可認證SD/MMC卡的OTA認證方法，參與該方法的有SD/MMC卡、SIM卡、終端和服務(wù)器，該方法包括系統(tǒng)初始化步驟，服務(wù)器、SD卡和SIM卡的相互鑒權(quán)認證步驟，以及系統(tǒng)授權(quán)步驟。本發(fā)明通過服務(wù)器、SD卡以及SIM卡三者之間的相互鑒權(quán)、認證過程，完成SD與特定的運營商用戶或者特定的運營商綁定。解決了SD卡與特定運營商用戶或者特定運營商綁定的問題，使得運營商發(fā)行的SD卡只能在其許可范圍內(nèi)使用。
文檔編號H04W12/06GK101902740SQ201010225519
公開日2010年12月1日 申請日期2010年7月9日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月9日
發(fā)明者付秦華 申請人:武漢天喻信息產(chǎn)業(yè)股份有限公司