CN111539496A - 车辆信息二维码生成方法、二维码车牌、认证方法及*** - Google Patents

车辆信息二维码生成方法、二维码车牌、认证方法及*** Download PDF

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Abstract

本发明属于车牌认证领域，尤其涉及一种车辆信息二维码生成方法、二维码车牌、认证方法及***。其中，一种车辆信息二维码生成方法，包括获取车辆信息，调用PKI密码服务平台对车辆信息加密后生成车辆信息加密密文，对车辆信息加密密文进行数字签名；按照选定的图码版本与纠错等级，将车辆信息加密密文与数字签名两者融合生成可信车辆二维码。

Description

车辆信息二维码生成方法、二维码车牌、认证方法及***
技术领域
本发明属于车牌认证领域，尤其涉及一种车辆信息二维码生成方法、二维码车牌、认证方法及***。
背景技术
本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。
机动车辆牌照是目前对机动车辆身份识别的主要手段。在车牌识别上，交通管理部门主要依据车牌的材质乃至车牌上字母、数字的字体等细微差别，发现号牌的异常，难度较大。同时，个别人为了逃避电子警察拍摄或出于其他非法目的，屡屡使用假车牌，或是套用他人车牌，在道路上行驶时随心所欲，无所顾忌，如果引发交通事故逃逸，给交通事故侦破带来了困难，成为当前深恶痛绝的交通违法行为，尽管交通管理部门持续不间断打击假牌、套牌交通违法行为，但这类问题仍屡禁不止。
发明人发现，目前车辆信息二维码还没有普遍应用，二维码包含车辆车驾号、发动机号、车型、颜色等车辆的基本信息，明文存储在二维码中，缺乏有效的安全保密手段，一旦泄露会造成较大的安全隐患。在二维码认证方法，信息二维码主要还是采用国际通用算法进行加密防护，没有采用国产密码算法，安全级别较低；二维码加密采用统一加密密钥，一旦泄露或破解，会造成区域性车辆二维码信息失密，应采用一车一密方式进行加密防护。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供一种车辆信息二维码生成方法、二维码车牌、认证方法及***，其一方面防止信息传输过程中被篡改或信息泄露，另一方面能够实现一终端一密文，加大了密钥的安全性。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
本发明的第一方面提供一种车辆信息二维码生成方法。
一种车辆信息二维码生成方法，包括：
获取车辆信息，调用PKI密码服务平台对车辆信息加密后生成车辆信息加密密文，对车辆信息加密密文进行数字签名；
按照选定的图码版本与纠错等级，将车辆信息加密密文与数字签名两者融合生成可信车辆二维码。
本发明的第二方面提供一种车辆信息二维码生成服务器。
一种车辆信息二维码生成服务器，包括：
加密签名模块，其用于获取车辆信息，调用PKI密码服务平台对车辆信息加密后生成车辆信息加密密文，对车辆信息加密密文进行数字签名；
二维码生成模块，其用于按照选定的图码版本与纠错等级，将车辆信息加密密文与数字签名两者融合生成可信车辆二维码。
本发明的第三方面提供一种二维码车牌。
二维码车牌上的二维码由上述所述的车辆信息二维码生成方法得到。
本发明的第四方面提供一种二维码车牌的认证方法。
一种二维码车牌的认证方法，包括：
接收移动终端的二维码验证请求；
解密车辆二维码加密密钥后，使用移动端安全密钥加密车辆二维码加密密钥后返回，由移动端安全密钥模块解密车辆二维码加密密钥，并解密车辆二维码进行验证。
本发明的第五方面提供一种二维码车牌的认证***。
一种二维码车牌的认证***，包括：
验证请求接收模块，其用于接收移动终端的二维码验证请求；
二维码验证模块，其用于解密车辆二维码加密密钥后，使用移动端安全密钥加密车辆二维码加密密钥后返回，由移动端安全密钥模块解密车辆二维码加密密钥，并解密车辆二维码进行验证。
本发明的第六方面提供一种计算机可读存储介质。
一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如上述所述的车辆信息二维码生成方法中的步骤。
另一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如上述所述的二维码车牌的认证方法中的步骤。
本发明的有益效果是：
为保证车牌上的二维码信息安全性，本发明采用动态加密机制，一车牌一密钥，规范车辆二维码生成、分发、更新及验证流程，实现车辆二维码信息加密和隐私保护，建立安全、快捷的车辆二维码管理体系，并适用于移动管理执法终端。
附图说明
构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
图1是本发明实施例的二维码车牌认证***示意图；
图2是本发明实施例的二维码格式；
图3是本发明实施例的二维码数字签名过程图；
图4是本发明实施例的二维码生成过程图；
图5是本发明实施例的二维码更新过程图；
图6是本发明实施例的二维码验证流程图。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
术语解释：
PKI：公钥基础设施是一个包括硬件、软件、人员、策略和规程的集合，用来实现基于公钥密码体制的密钥和证书的产生、管理、存储、分发和撤销等功能。PKI体系是计算机软硬件、权威机构及应用***的结合。它为实施电子商务、电子政务、办公自动化等提供了基本的安全服务，从而使那些彼此不认识或距离很远的用户能通过信任链安全地交流。
实施例一
本实施例的一种车辆信息二维码生成方法，包括：
获取车辆信息，调用PKI密码服务平台对车辆信息加密后生成车辆信息加密密文，对车辆信息加密密文进行数字签名；
按照选定的图码版本与纠错等级，将车辆信息加密密文与数字签名两者融合生成可信车辆二维码。
如图2所示，车辆二维码采用QR Code格式编码，安全编码格式如下：
Figure BDA0002458339190000051
其中设置版本编号及车辆编号是为了对已发布的车辆二维码进行管理；密文长度是经过数字信封加密后的车辆信息密文长度；数字签名是将之前的所有数据作为待签名信息经SM2算法计算后生成的数字签名。
车辆信息编码后，二维码生成服务器调用密码支撑设备随机生成SM4密钥对格式编码进行加密，加密密文调用二维码生成服务器进行SM2数字签名。
目前国密对称加密算法为SM1/SM4，可以支持这两种算法。其他地方采用SM4密钥的可更换为SM1/SM4密钥(SM1或SM4)。
如图3所示，下面加密或签名算法可进行同步修改
SMEncrypt()SMDecrypt()
国密数字签名算法为SM3withSM2，可更改为加密密文调用二维码生成服务器采用SM3withSM2算法进行数字签名。
二维码产生服务器调用二维码编码模块将对信息加密后的数据密文与数字签名按照选定的图码版本与纠错等级生成可信车辆二维码。
(1)随机生成128比特SM4密钥MKey，作为车辆二维码加密密钥；MKey由二维码生成服务器SM2公钥MPubKey加密存储，EncKey＝SM2Encrypt(MpubKey，MKey)；
(2)MKey对车辆信息Message加密，EncData＝SM4Encrypt(Mkey，Message)；
(3)二维码产生服务器使用二维码生成服务器SM2私钥MPriKey对车辆信息密文进行签名，SignData＝Signature(MpriKey，EncData)，签名算法为SM3withSM2；
车辆获得车牌信息后，可申请产生可信车辆二维码，由车辆二维码生成服务器产生。如图4所示，二维码生成过程涉及的对象包括车辆、二维码生成服务器、车辆身份认证服务器、公安交通管理综合应用平台及PKI密码服务平台。
(1)PKI密码服务平台为二维码生成服务器签发数字证书，作为车辆二维码签发机构证书/服务器证书；
(2)车辆车牌审批通过后，向二维码生成服务器提交车辆二维码申请；
(3)二维码生成服务器向车辆身份认证服务器提交车辆认证信息，确认车辆身份合法性；
(4)车辆身份认证服务器，通过边界安全网关接入公安信息网，验证车辆信息，审核通过后，返回车辆信息；
(5)二维码生成服务器确认审核结果，获取车辆信息；
(6)二维码生成服务器根据车辆信息，调用PKI密码服务平台，产生车辆二维码(包含二维码生成服务器数字签名，并对车辆信息进行加密)；
(7)返回可信车辆二维码，供生产制作。
当车辆信息发生变化时，如车辆过户等，需要对车辆二维码进行更新，车辆二维码生成服务器产生新的可信车辆二维码，替换原有二维码。当二维码更新后，原有车辆二维码失效。
本实施例为机动车辆发放具有二维码防伪标识的机动车号牌，二维条码符合GB/T18284的规定，号牌通过二维码进一步确定号牌唯一性，保护机动车所有人利益，防止号牌被他人套用。二维码号牌只要用相关专用设备扫描一下，就可以追溯生产环节及车辆的档案，保证了车牌的唯一性，也可以辨别号牌的真伪，从而加大打击套牌、假牌的力度。
本实施例可采用国产密码算法，实现二维码信息的安全性和可靠性。为保证车牌上的二维码信息安全性，采用动态加密机制，一车牌一密钥，规范车辆二维码生成、分发、更新及验证流程，实现车辆二维码信息加密和隐私保护，建立安全、快捷的车辆二维码管理体系，并适用于移动管理执法终端。
实施例二
本实施例提供了一种车辆信息二维码生成服务器，其包括：
加密签名模块，其用于获取车辆信息，调用PKI密码服务平台对车辆信息加密后生成车辆信息加密密文，对车辆信息加密密文进行数字签名；
二维码生成模块，其用于按照选定的图码版本与纠错等级，将车辆信息加密密文与数字签名两者融合生成可信车辆二维码。
实施例三
本实施例提供了一种二维码车牌，所述二维码车牌上的二维码由如实施例一所述的车辆信息二维码生成方法得到。
实施例四
本实施例提供了一种二维码车牌的认证方法，包括：
接收移动终端的二维码验证请求；
解密车辆二维码加密密钥后，使用移动端安全密钥加密车辆二维码加密密钥后返回，由移动端安全密钥模块解密车辆二维码加密密钥，并解密车辆二维码进行验证。
具体地，解密车辆二维码进行验证的过程为：
使用公开的数字证书MCert对二维码数字签名进行验证；
数字签名验证通过后，通过终端数字证书TCert连接身份认证网关安全链路通道，接收二维码编号，使用私钥解密得到SM4对称密钥，终端数字证书TCert加密后下发EncKey1到扫码终端；
使用解密私钥TpriKey解密得到SM4对称密钥，并对二维码安全数据密文进行解密，得到车辆信息明文数据Message1，并与车辆信息Message进行比对校验。
如图5所示，二维码更新流程基本和生成流程一致，二维码生成服务器对车辆进行身份认证审核通过后，先注销原有车辆二维码，再重新生成新车辆二维码并下发。
专用扫码终端可对二维码进行扫描，对二维码有效性进行验证，并对二维码加密内容进行解密，获得车辆具体信息，如图6所示。
(1)专用扫码终端扫码得到二维码安全数据，首先使用二维码生成服务器公开的数字证书MCert对二维码数字签名进行验证，确保数字签名是由二维码生成服务器签发，同时对安全数据完整性进行校验，防止二维码数据被篡改；
VerifySignature(Mcert，SignData)；
(2)数字签名验证通过后，专用扫码终端通过终端数字证书TCert连接身份认证网关安全链路通道，将二维码编号发送到二维码验证服务器，二维码验证服务器使用私钥解密得到SM4对称密钥，使用专用扫码终端TCert加密后下发EncKey1到专用扫码终端。
Mkey＝SM2Decrypt(MpriKey，EncKey)；
EncKey1＝SM2Encrypt(TCert，Mkey)；
(3)专用扫码终端使用解密私钥TpriKey解密得到SM4对称密钥，并对二维码安全数据密文进行解密，得到车辆信息明文数据Message1，与车辆信息Message进行比对校验。
Mkey＝SM2Decrypt(TpriKey，EncKey1)；
Message1＝SM4Decrypt(Mkey，EncData)；
本实施例与传统服务器端返回车辆信息不同，服务器端返回终端证书加密后的车辆二维码对称密钥，终端对二维码加密信息进行解密，一方面防止信息传输过程中被篡改或信息泄露，另一方面能够实现一终端一密文，加大了密钥的安全性。
同时可以建设可信车辆二维码制管***，依托互联网和车辆信息专网，实现车辆二维码的在线生成、制发、管理，面向管理部门提供快捷、安全的移动终端车辆二维码识别及检测服务。规范号牌生产制作，与公安交通管理应用平台联网对接，实现号牌生产全过程留痕，提升号牌监管能力和治理水平。
实施例五
本实施例提供了一种二维码车牌的认证***，包括：
验证请求接收模块，其用于接收移动终端的二维码验证请求；
二维码验证模块，其用于解密车辆二维码加密密钥后，使用移动端安全密钥加密车辆二维码加密密钥后返回，由移动端安全密钥模块解密车辆二维码加密密钥，并解密车辆二维码进行验证。
具体地，如图1所示，二维码车牌认证***由车辆身份认证***、二维码生成服务器、二维码验证服务器、二维码安全通信认证网关和移动端扫码专用客户端等模块组成，结合PKI密码服务平台***及终端安全密码模块实现安全可控的车辆二维码管理。
其中二维码生成服务器负责采集车辆信息、连接车辆身份认证服务器进行校验，调用PKI密码服务平台动态产生车辆二维码，下发到车辆二维码制作终端。
二维码验证服务器负责接收移动终端的二维码验证请求，解密车辆二维码加密密钥后，使用移动端安全密钥加密车辆二维码加密密钥后返回，由移动端安全密钥模块解密车辆二维码加密密钥，并解密车辆二维码进行验证。
车辆PKI密码服务平台实现***各模块身份认证证书及密钥生命周期管理，包括服务器证书、通信证书、管理员证书及移动端安全模块证书申请、证书签发、证书下载、证书更新、证书注销等，同时为二维码服务提供密码运算支撑，如数据加密/解密、签名/验证等。
车辆身份认证服务器与管理部门车辆数据服务相连，提供车辆的身份识别认证接口，实现车辆身份的识别和认证功能。
二维码安全通信认证网关实现移动终端与二维码验证服务器之间的内外网边界安全通信，同时对通信双方身份进行检验。
车辆身份认证服务器和二维码验证服务器分别为二维码生成和二维码验证，按照业务流程区分，二维码生成服务器不对外提供服务，为内部业务***使用；二维码验证服务器面向管理部门或人员提供服务，可部署在不同网段上。
移动终端包含移动端安全密码模块和扫码安全客户端，实现终端证书、密钥安全存储，及车辆二维码扫描后密文解码与校验。
实施例六
本实施例提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如上述所述的车辆信息二维码生成方法中的步骤；
本实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如上述中任一项所述的二维码车牌的认证方法中的步骤。
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、***、或计算机程序产品。因此，本发明可采用硬件实施例、软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器和光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(***)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory，ROM)或随机存储记忆体(RandomAccessMemory，RAM)等。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种车辆信息二维码生成方法，其特征在于，包括：
获取车辆信息，调用PKI密码服务平台对车辆信息加密后生成车辆信息加密密文，对车辆信息加密密文进行数字签名；
按照选定的图码版本与纠错等级，将车辆信息加密密文与数字签名两者融合生成可信车辆二维码。
2.如权利要求1所述的车辆信息二维码生成方法，其特征在于，在获取车辆信息之前，还包括：
向车辆身份认证服务器提交车辆认证信息，确认车辆身份合法性。
3.如权利要求1所述的车辆信息二维码生成方法，其特征在于，调用PKI密码服务平台随机生成SM4密钥对格式编码对车辆信息进行加密，对车辆信息加密密文进行SM2数字签名。
4.一种车辆信息二维码生成服务器，其特征在于，包括：
加密签名模块，其用于获取车辆信息，调用PKI密码服务平台对车辆信息加密后生成车辆信息加密密文，对车辆信息加密密文进行数字签名；
二维码生成模块，其用于按照选定的图码版本与纠错等级，将车辆信息加密密文与数字签名两者融合生成可信车辆二维码。
5.一种二维码车牌，其特征在于，所述二维码车牌上的二维码由如权利要求1-3中任一项所述的车辆信息二维码生成方法得到。
6.一种如权利要求5所述的二维码车牌的认证方法，其特征在于，包括：
接收移动终端的二维码验证请求；
解密车辆二维码加密密钥后，使用移动端安全密钥加密车辆二维码加密密钥后返回，由移动端安全密钥模块解密车辆二维码加密密钥，并解密车辆二维码进行验证。
7.如权利要求6所述的二维码车牌的认证方法，其特征在于，解密车辆二维码进行验证的过程为：
使用公开的数字证书MCert对二维码数字签名进行验证；
数字签名验证通过后，通过终端数字证书TCert连接身份认证网关安全链路通道，接收二维码编号，使用私钥解密得到SM4对称密钥，终端数字证书TCert加密后下发EncKey1到扫码终端；
使用解密私钥TpriKey解密得到SM4对称密钥，并对二维码安全数据密文进行解密，得到车辆信息明文数据Message1，并与车辆信息Message进行比对校验。
8.一种如权利要求5所述的二维码车牌的认证***，其特征在于，包括：
验证请求接收模块，其用于接收移动终端的二维码验证请求；
二维码验证模块，其用于解密车辆二维码加密密钥后，使用移动端安全密钥加密车辆二维码加密密钥后返回，由移动端安全密钥模块解密车辆二维码加密密钥，并解密车辆二维码进行验证。
9.如权利要求8所述的二维码车牌的认证***，其特征在于，所述二维码验证模块，还用于：
使用公开的数字证书MCert对二维码数字签名进行验证；
数字签名验证通过后，通过终端数字证书TCert连接身份认证网关安全链路通道，接收二维码编号，使用私钥解密得到SM4对称密钥，终端数字证书TCert加密后下发EncKey1到扫码终端；
使用解密私钥TpriKey解密得到SM4对称密钥，并对二维码安全数据密文进行解密，得到车辆信息明文数据Message1，并与车辆信息Message进行比对校验。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求1-3中任一项所述的车辆信息二维码生成方法中的步骤；
或该程序被处理器执行时实现如权利要求6-7中任一项所述的二维码车牌的认证方法中的步骤。
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