CN106850638A - 一种车载设备访问控制方法及*** - Google Patents

一种车载设备访问控制方法及*** Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种车载设备访问控制方法及***，该***包括：NFC终端，用于从车载设备读取车载设备识别信息，从NFC卡中读取身份码，并将设备识别信息与身份码进行匹配分析，若匹配成功，则身份认证通过，利用车载设备识别信息生成设备密钥并发送至车载设备；所述NFC卡，用于存储身份码；所述车载设备，用于动态生成设备密钥，将NFC终端发送过来的设备密钥与动态生成的设备密钥进行匹配分析，若匹配成功，则设备认证通过，接收NFC终端对车载设备的访问请求；所述车载设备还包括NFC芯片，用于存储所述车载设备识别信息。该***实现提高对车载设备访问的安全性。

Description

一种车载设备访问控制方法及***
技术领域
本发明涉及车载设备技术领域，特别是涉及一种车载设备访问控制方法及***。
背景技术
列车由众多车载设备组成，对其进行数据访问、查看运行状态、发送维护指令，对于保持设备的正常运行，乃至整个列车***的安全运行都有着非常重要的意义。用户对车载设备的访问是极其敏感的行为，可能存在着不少的安全风险，所以迫切需要引入一种安全的访问控制方法来防范非法用户对车载设备的恶意访问和攻击。
目前，列车车载设备要么完全没有任何安全防护措施来控制用户对其进行访问，要么通过很薄弱的基于用户口令的身份认证方式来进行简单的访问控制，这样的设备很可能会受到一些非法访问，造成车载设备数据的泄露、篡改和破坏，从而可能造成车载设备核心技术被他人窃取，甚至可能造成车载设备的损坏，影响列车***安全。
发明内容
本发明的目的是提供一种车载设备访问控制方法及***，以实现提高对车载设备访问的安全性。
为解决上述技术问题，本发明提供一种车载设备访问控制***，该***包括：
NFC终端，用于从车载设备读取车载设备识别信息，从NFC卡中读取身份码，并将设备识别信息与身份码进行匹配分析，若匹配成功，则身份认证通过，利用车载设备识别信息生成设备密钥并发送至车载设备；
所述NFC卡，用于存储身份码；
所述车载设备，用于动态生成设备密钥，将NFC终端发送过来的设备密钥与动态生成的设备密钥进行匹配分析，若匹配成功，则设备认证通过，接收NFC终端对车载设备的访问请求；所述车载设备还包括NFC芯片，用于存储所述车载设备识别信息。
优选的，所述***还包括：
后台管理服务器，用于对车载设备识别信息进行注册，接收NFC工作台发送过来的用户信息并对用户信息进行注册，将车载设备识别信息和用户信息进行映射，生成身份码并发送至NFC工作台；
所述NFC工作台，用于获取用户信息并发送至后台管理服务器；将后台管理服务器发送过来的身份码写入到NFC卡中。
优选的，所述后台管理服务器还用于依据用户信息分配用户安全等级信息，将所述用户安全等级信息与所述用户安全等级信息对应的等级所允许访问的车载设备信息进行映射，实现对车载设备信息的分级访问控制。
优选的，所述NFC终端还用于对身份码进行解析得到用户安全等级信息，对用户安全等级信息进行加密，得到加密后的用户安全等级信息并发送至车载设备。
优选的，所述车载设备还用于对NFC终端发送过来的加密后的用户安全等级信息进行解密，得到用户安全等级信息，利用用户安全等级信息生成会话密钥种子并向NFC终端发送会话密钥种子。
本发明还提供一种车载设备访问控制方法，用于所述车载设备访问控制***，该方法包括：
NFC终端从车载设备读取车载设备识别信息，从NFC卡中读取身份码，并将设备识别信息与身份码进行匹配分析，若匹配成功，则身份认证通过，利用车载设备识别信息生成设备密钥并发送至车载设备；
车载设备动态生成设备密钥，将NFC终端发送过来的设备密钥与动态生成的设备密钥进行匹配分析，若匹配成功，则设备认证通过，接收NFC终端对车载设备的访问请求。
优选的，NFC终端从车载设备读取车载设备识别信息之前，还包括：
NFC工作台获取用户信息并发送至后台管理服务器；
后台管理服务器对车载设备识别信息进行注册，并接收NFC工作台发送过来的用户信息并对用户信息进行注册，将车载设备识别信息和用户信息进行映射，生成身份码并发送至NFC工作台；
NFC工作台将后台管理服务器发送过来的身份码写入到NFC卡中。
优选的，所述后台管理服务器对车载设备识别信息进行注册，接收NFC工作台发送过来的用户信息并对用户信息进行注册之后，还包括：
后台管理服务器依据用户信息分配用户安全等级信息，将所述用户安全等级信息与所述用户安全等级信息对应的等级所允许访问的车载设备信息进行映射，实现对车载设备信息的分级访问控制。
优选的，所述若匹配成功，则设备认证通过，接收NFC终端对车载设备的访问请求之后，还包括：
NFC终端对身份码进行解析得到用户安全等级信息，对用户安全等级信息进行加密，得到加密后的用户安全等级信息并发送至车载设备。
优选的，所述NFC终端对身份码进行解析得到用户安全等级信息，对用户安全等级信息进行加密，得到加密后的用户安全等级信息并发送至车载设备之后，还包括：
车载设备对NFC终端发送过来的加密后的用户安全等级信息进行解密，得到用户安全等级信息，利用用户安全等级信息生成会话密钥种子并向NFC终端发送会话密钥种子。
本发明所提供的一种车载设备访问控制方法及***，NFC终端，用于从车载设备读取车载设备识别信息，从NFC卡中读取身份码，并将设备识别信息与身份码进行匹配分析，若匹配成功，则身份认证通过，利用车载设备识别信息生成设备密钥并发送至车载设备；所述NFC卡，用于存储身份码；所述车载设备，用于动态生成设备密钥，将NFC终端发送过来的设备密钥与动态生成的设备密钥进行匹配分析，若匹配成功，则设备认证通过，接收NFC终端对车载设备的访问请求；所述车载设备还包括NFC芯片，用于存储所述车载设备识别信息。可见，通过身份认证之后还通过设备密钥进行设备认证，只有在身份认证和设备认证都通过的情况下才能进行访问车载设备，利用身份认证和设备认证来提高对车载设备访问的安全性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明所提供的一种车载设备访问控制***的结构示意图图；
图2为车载终端访问***的具体结构示意图；
图3为本发明所提供的一种车载设备访问控制方法的流程图；
图4为车载设备和用户信息注册以及NFC身份码生成流程示意图；
图5为用户身份认证和访问授权流程示意图。
具体实施方式
本发明的核心是提供一种车载设备访问控制方法及***，以实现提高对车载设备访问的安全性。
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
相关技术术语解释如下：
NFC(near field communication)，一种近距离无线通信技术。
请参考图1，图1为本发明所提供的一种车载设备访问控制***的结构示意图，该***包括：
NFC终端101，用于从车载设备读取车载设备识别信息，从NFC卡中读取身份码，并将设备识别信息与身份码进行匹配分析，若匹配成功，则身份认证通过，利用车载设备识别信息生成设备密钥并发送至车载设备；
NFC卡102，用于存储身份码；
车载设备103，用于动态生成设备密钥，将NFC终端发送过来的设备密钥与动态生成的设备密钥进行匹配分析，若匹配成功，则设备认证通过，接收NFC终端对车载设备的访问请求；
其中，车载设备103还包括NFC芯片，用于存储车载设备识别信息。
可见，该***通过身份认证之后还通过设备密钥进行设备认证，只有在身份认证和设备认证都通过的情况下才能进行访问车载设备，利用身份认证和设备认证来提高对车载设备访问的安全性。
基于上述***，具体的，所述***还包括：
后台管理服务器，用于对车载设备识别信息进行注册，接收NFC工作台发送过来的用户信息并对用户信息进行注册，将车载设备识别信息和用户信息进行映射，生成身份码并发送至NFC工作台；
NFC工作台，用于获取用户信息并发送至后台管理服务器；将后台管理服务器发送过来的身份码写入到NFC卡中。图2为车载终端访问***的具体结构示意图。
进一步的，后台管理服务器还用于依据用户信息分配用户安全等级信息，将用户安全等级信息与用户安全等级信息对应的等级所允许访问的车载设备信息进行映射，实现对车载设备信息的分级访问控制。
其中，车载设备信息包括车载设备序列号、型号以及其他各类车载设备信息。进一步的，NFC终端还用于对身份码进行解析得到用户安全等级信息，对用户安全等级信息进行加密，得到加密后的用户安全等级信息并发送至车载设备。
进一步的，车载设备还用于对NFC终端发送过来的加密后的用户安全等级信息进行解密，得到用户安全等级信息，利用用户安全等级信息生成会话密钥种子并向NFC终端发送会话密钥种子。
其中，身份码具体为NFC身份码。
其中，车载设备向NFC终端发送密钥后，车载终端和NFC终端均利用会话密钥种子生成相同的会话密钥，然后，车载终端和NFC终端各自利用会话密钥对通信内容进行加密和解密。
具体的，本***其组成包括了车载设备、后台管理服务器、NFC工作台、NFC终端、NFC芯片、NFC卡等部分，通过车载设备识别信息和用户信息注册、车载设备识别信息和用户信息管理、NFC身份码生成、NFC身份码写入、NFC信息读取、NFC信息认证、基于NFC信息的设备密钥和会话密钥生成和匹配等功能的组合，认证试图访问车载设备的用户身份，实现用户信息和允许其访问的车载设备信息的绑定，并根据用户的安全等级对用户授予相应的访问权限。采用该***可以大大提高对车载设备访问的安全性。
详细的，NFC终端是用户直接操作的工作平台，具备NFC通讯能力和无线或有线接入能力，能够通过车载无线设备接入车载网络或通过有线连接车载设备，建立访问车载设备的通道，并且读取NFC芯片或NFC卡信息进行用户身份认证。NFC终端还可以利用读取的NFC信息生成设备密钥、加密用户安全等级、生成与车载设备通信的会话密钥并利用该密钥对通信内容进行加密和解密。
其中，后台管理服务器为车载设备和用户提供信息管理服务，实现用户注册，注册用户安全等级分配、车载设备信息和用户信息绑定，并利用注册的车载设备NFC识别信息和用户信息生成NFC身份码，发送给NFC工作台。
其中，NFC工作台具备与后台管理服务器进行信息交互的能力和NFC通讯能力，可以实现用户信息的注册和向NFC卡中写入NFC身份码等功能。
其中，NFC卡接入NFC终端，NFC终端从NFC卡中读取信息，NFC卡为用户持有唯一的身份凭证，具有NFC通讯能力，可以存储一些用户信息，比如用户的安全等级，和用于用户身份认证的NFC身份码。
其中，NFC芯片设置在车载终端上，具有NFC通讯能力的芯片并存储车载设备识别信息，用于用户身份认证、设备的访问认证和授权。
其中，车载设备构成整个列车***，用户访问的对象，也是安全防护的对象。车载终端是实现访问控制的主体部分，具备设备密钥生成和匹配、会话密钥种子生成、会话密钥生成、加密和解密通信内容等功能。
在用户与车载设备访问和通信的过程中，认证用户身份，根据用户身份授予相应的访问权限，并对通信的内容进行加密，对车载设备的安全防护都起着至关重要的作用。本发明利用后台管理服务器对车载设备信息和用户信息进行映射和管理并生成NFC身份码，再通过NFC终端读取NFC芯片和NFC卡中的信息进行用户身份认证，如果认证通过，则再次利用先前读取的NFC信息生成设备密钥来进行设备访问认证，如果设备访问认证通过，则根据事先分配给用户的安全等级来授予相应的访问权限，及生成会话密钥种子发送给用户，这样用户就可以利用该种子生成会话密钥来对车载设备的通信内容进行加密和解密。
其中，NFC终端采用带NFC功能的智能手机，也可以采用笔记本电脑连接NFC读取器来进行操作。
请参考图3，图3为本发明所提供的一种车载设备访问控制方法的流程图，该方法用于上述车载设备访问控制***，该方法包括：
S11：NFC终端从车载设备读取车载设备识别信息，从NFC卡中读取身份码，并将设备识别信息与身份码进行匹配分析，若匹配成功，则身份认证通过，利用车载设备识别信息生成设备密钥并发送至车载设备；
S12：车载设备动态生成设备密钥，将NFC终端发送过来的设备密钥与动态生成的设备密钥进行匹配分析，若匹配成功，则设备认证通过，接收NFC终端对车载设备的访问请求。
可见，该方法通过身份认证之后还通过设备密钥进行设备认证，只有在身份认证和设备认证都通过的情况下才能进行访问车载设备，利用身份认证和设备认证来提高对车载设备访问的安全性。
基于上述方法，NFC终端从车载设备读取车载设备识别信息之前，还包括以下步骤：
S21：NFC工作台获取用户信息并发送至后台管理服务器；
S22：后台管理服务器对车载设备识别信息进行注册，并接收NFC工作台发送过来的用户信息并对用户信息进行注册，将车载设备识别信息和用户信息进行映射，生成身份码并发送至NFC工作台；
S23：NFC工作台将后台管理服务器发送过来的身份码写入到NFC卡中。
进一步的，后台管理服务器对车载设备识别信息进行注册，接收NFC工作台发送过来的用户信息并对用户信息进行注册之后，后台管理服务器依据用户信息分配用户安全等级信息，将用户安全等级信息与用户安全等级信息对应的等级所允许访问的车载设备信息进行映射，实现对车载设备信息的分级访问控制。
进一步的，步骤S12之后，还包括以下步骤：
S31：NFC终端对身份码进行解析得到用户安全等级信息，对用户安全等级信息进行加密，得到加密后的用户安全等级信息并发送至车载设备。
进一步的，步骤S31之后，车载设备对NFC终端发送过来的加密后的用户安全等级信息进行解密，得到用户安全等级信息，利用用户安全等级信息生成会话密钥种子并向NFC终端发送会话密钥种子。
图4为车载设备和用户信息注册以及NFC身份码生成流程示意图，其中，具体流程包括：车载设备信息比如序列号、型号以及车载设备NFC芯片中存储的设备识别信息将批量注册到后台管理服务器中；用户信息将通过NFC工作台注册到后台管理服务器中；每个用户都会按照所需进行的访问分配相应的安全等级；将允许某个用户访问的车载设备信息和该用户信息进行映射；利用相互映射的车载设备NFC识别信息和用户信息进行运算，生成NFC身份码；后台管理服务器将NFC身份码发送给NFC工作台；NFC工作台再将NFC身份码写入到NFC卡中。
图5为用户身份认证和访问授权流程示意图，其中，用户身份认证的流程为：NFC终端从NFC芯片中读取其中存储的车载设备识别信息；NFC终端再从NFC卡中读取其中存储的身份码；NFC终端将利用这两种信息进行匹配运算，如果匹配成功，则身份认证通过；如果匹配不成功，则身份认证不通过，终止车载设备访问。
其中，访问权限流程为：如果身份认证通过则利用已读取的车载设备识别信息和其他与车载设备事先约定好的特定信息采用和车载设备一样的算法生成设备密钥，然后从NFC卡的身份码中解密出用户安全等级信息，再用设备识别信息进行加密后与设备密钥一并发送给车载设备；车载设备也利用其设备识别信息和其他与NFC终端事先约定好的特定信息采用和NFC终端一样的算法生成设备密钥，并与NFC终端发送过来的设备密钥进行匹配运算，如果匹配成功，则设备认证通过；如果匹配不成功，则设备认证不通过，终止车载设备访问。
另外，如果车载设备认证通过，则利用设备识别信息先对用户安全等级解密，再根据用户安全等级信息，并结合一些唯一性和时效性信息，生成具有不同安全级别的用于车载设备和NFC终端会话密钥生成的种子并发送给NFC终端；车载设备和NFC终端都会利用该种子采用一样的算法生成会话密钥；车载设备和NFC终端之间的通信都将会利用该会话密钥进行加密和解密。
本发明中，访问控制可分为两个主要部分，用户身份认证和设备访问授权。用户身份认证是以NFC终端为核心，分别读取车载设备NFC芯片信息和用户NFC卡信息，然后进行用户身份认证，其中NFC卡中存储的NFC身份码是由后台管理服务器采用事先注册的车载设备识别信息和用户信息所生成。而设备访问授权则是以车载设备为核心，NFC终端利用先前读取的NFC信息来生成设备密钥进行设备访问认证，并根据用户所具备的安全等级来授予相应的访问权限。本发明结合NFC终端、后台管理服务器、NFC芯片和NFC卡对车载设备访问用户进行身份认证法，其中，车载设备识别信息与用户信息映射绑定并生成NFC身份码，结合NFC终端和NFC芯片实现对车载设备访问认证，根据用户安全等级来授予相应访问权限。本发明能够防范对车载设备未授权的访问，对用户能够访问的车载设备进行指定，实现对车载设备信息的分级访问。
以上对本发明所提供的一种车载设备访问控制方法及***进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种车载设备访问控制***，其特征在于，包括：
NFC终端，用于从车载设备读取车载设备识别信息，从NFC卡中读取身份码，并将设备识别信息与身份码进行匹配分析，若匹配成功，则身份认证通过，利用车载设备识别信息生成设备密钥并发送至车载设备；
所述NFC卡，用于存储身份码；
所述车载设备，用于动态生成设备密钥，将NFC终端发送过来的设备密钥与动态生成的设备密钥进行匹配分析，若匹配成功，则设备认证通过，接收NFC终端对车载设备的访问请求；所述车载设备还包括NFC芯片，用于存储所述车载设备识别信息。
2.如权利要1所述的***，其特征在于，还包括：
后台管理服务器，用于对车载设备识别信息进行注册，接收NFC工作台发送过来的用户信息并对用户信息进行注册，将车载设备识别信息和用户信息进行映射，生成身份码并发送至NFC工作台；
所述NFC工作台，用于获取用户信息并发送至后台管理服务器；将后台管理服务器发送过来的身份码写入到NFC卡中。
3.如权利要求2所述的***，其特征在于，所述后台管理服务器还用于依据用户信息分配用户安全等级信息，将所述用户安全等级信息与所述用户安全等级信息对应的等级所允许访问的车载设备信息进行映射，实现对车载设备信息的分级访问控制。
4.如权利要求3所述的***，其特征在于，所述NFC终端还用于对身份码进行解析得到用户安全等级信息，对用户安全等级信息进行加密，得到加密后的用户安全等级信息并发送至车载设备。
5.如权利要求4所述的***，其特征在于，所述车载设备还用于对NFC终端发送过来的加密后的用户安全等级信息进行解密，得到用户安全等级信息，利用用户安全等级信息生成会话密钥种子并向NFC终端发送会话密钥种子。
6.一种车载设备访问控制方法，其特征在于，用于如权利要求1至5中任意一项所述的***，包括：
NFC终端从车载设备读取车载设备识别信息，从NFC卡中读取身份码，并将设备识别信息与身份码进行匹配分析，若匹配成功，则身份认证通过，利用车载设备识别信息生成设备密钥并发送至车载设备；
车载设备动态生成设备密钥，将NFC终端发送过来的设备密钥与动态生成的设备密钥进行匹配分析，若匹配成功，则设备认证通过，接收NFC终端对车载设备的访问请求。
7.如权利要6所述的方法，其特征在于，NFC终端从车载设备读取车载设备识别信息之前，还包括：
NFC工作台获取用户信息并发送至后台管理服务器；
后台管理服务器对车载设备识别信息进行注册，并接收NFC工作台发送过来的用户信息并对用户信息进行注册，将车载设备识别信息和用户信息进行映射，生成身份码并发送至NFC工作台；
NFC工作台将后台管理服务器发送过来的身份码写入到NFC卡中。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述后台管理服务器对车载设备识别信息进行注册，接收NFC工作台发送过来的用户信息并对用户信息进行注册之后，还包括：
后台管理服务器依据用户信息分配用户安全等级信息，将所述用户安全等级信息与所述用户安全等级信息对应的等级所允许访问的车载设备信息进行映射，实现对车载设备信息的分级访问控制。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述若匹配成功，则设备认证通过，接收NFC终端对车载设备的访问请求之后，还包括：
NFC终端对身份码进行解析得到用户安全等级信息，对用户安全等级信息进行加密，得到加密后的用户安全等级信息并发送至车载设备。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述NFC终端对身份码进行解析得到用户安全等级信息，对用户安全等级信息进行加密，得到加密后的用户安全等级信息并发送至车载设备之后，还包括：
车载设备对NFC终端发送过来的加密后的用户安全等级信息进行解密，得到用户安全等级信息，利用用户安全等级信息生成会话密钥种子并向NFC终端发送会话密钥种子。
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