CN1516062A - 双界面电子钥匙 - Google Patents

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Abstract

一种双界面电子钥匙，包括：一CPU芯片、一双界面PK卡、一USB接口、一微型射频天线和***电路；所述CPU芯片与USB接口相连接，并与双界面PK卡通过ISO7816标准接口连接，所述双界面PK卡通过射频接口与微型射频天线连接，所述***电路产生振荡信号、复位信号及电源控制信号，用以控制所述CPU芯片和双界面PK卡；由于本发明不仅具有USB接口，而且具有射频接口，在非接触状态下可直接与外部射频读写器进行通讯，因而使用方便快捷；由于本发明采用双界面PK卡，支持1024位RSA密码算法，支持卡内密钥生成、加密、解密、签名、验证。

Description

双界面电子钥匙
技术领域
本发明涉及电子信息***的身份识别领域，尤指一种支持非对称密钥算法的双界面电子钥匙。
背景技术
目前，现有的类似产品一般由微型读写器和通用IC卡整合在一起而形成，对外接口为USB接口。其主要特点是：USB接口，即插即用；集成CPU智能卡，技术上与IC卡完全一致，其身份标识、电子签名等信息受IC卡内CPU保护或由IC卡内CPU产生，外部无法获取；而且该产品可作为IC卡直接在计算机上使用，带来可信赖的安全特性。
但是，目前这类产品不支持非对称密钥算法。
另外，产品与计算机的连接，由USB接口插头与计算机USB接口插座或其转接线的插座相连，这一点易导致接触不良或连接太紧，不方便插拔。
发明内容
鉴于上述，本发明提供一种功能更强、使用更方便灵活的支持非对称密钥算法的双界面电子钥匙。
本发明的双界面电子钥匙包括：
一CPU芯片、一双界面PK(Public Key algorithm)卡、一USB接口、一微型射频天线和***电路；所述CPU芯片与USB接口相连接，并与双界面PK卡通过ISO7816标准接口连接，所述双界面PK卡通过射频接口与微型射频天线连接，所述***电路产生振荡信号、复位信号及电源控制信号，用以控制所述CPU芯片和双界面PK卡。
根据上述方案，所述PK卡内部包括以下功能模块：CPU、随机存储器、只读存储器、高级加密引擎、双钥及椭圆密码算法模块、随机数发生器、循环冗余码校验模块、定时器、通用异步收发器模块、中断控制模块、安全保护模块、射频接口模块以及7816物理接口，各模块之间通过总线相互连接。
所述***电路包括振荡电路、复位电路及IC卡电源控制电路；所述振荡及复位电路与CPU芯片电连接，所述IC卡电源控制电路的输入端与CPU芯片电连接，输出端与双界面PK卡电连接，用以提供该双界面PK卡的工作电源。
所述***电路还包括有工作指示灯电路。
所述射频接口为符合ISO14443协议的A、B兼容的射频接口。
所述双界面PK卡的内部操作***为符合PBOC标准的TimeCOS。
所述USB接口包括两条信号线和两条电源线。
本发明相对现有技术而言，具有如下优点：
1、由于本发明不仅具有USB接口，而且具有射频接口，在非接触状态下可直接与外部射频读写器进行通讯，因而使用方便快捷。
2、本发明采用双界面PK卡，支持1024位RSA密码算法，支持卡内密钥生成、加密、解密、签名、验证，同时支持3DES以及国密办指定的国产加密算法SSF33。
3、本发明内附符合CSP、PKCS#11规范的软件接口，能实现加密解密、证书管理和高度安全的SSL通讯功能，故能为用户端提供在Internet和Intranet上的安全通信，实现与浏览器的无缝连接，并且支持访问安全网站、加密邮件传送和对表单进行签字等功能。
附图说明
图1为本发明的结构框图；
图2为本发明的双界面PK卡内部结构框图；
图3为本发明的电路图。
具体实施方式
如图1所示，本发明的双界面电子钥匙包括一CPU芯片1，在本实施例中选用ST公司的ST7261 CPU芯片，其信号线(D+、D-)和电源线(Vcc、GND)引到USB插头即构成对外USB输出接口3；一双界面PK卡2与ST7261芯片1之间为符合ISO7816的标准接口，其中，时钟信号CLK为ST7261芯片1输出到双界面PK卡2；输入输出信号IO为ST7261芯片1与双界面PK卡2之间双向传输；复位信号RST为ST7261芯片1输出到双界面PK卡2；该双界面PK卡与微型射频天线4连接共同组成符合ISO14443协议的A、B兼容射频接口，可与符合该标准的射频读写器进行通讯，完成数据交换；一振荡及复位电路5与ST7261芯片1电连接，为ST7261芯片1提供振荡信号及复位信号；一IC卡电源控制电路6的输入端与ST7261芯片1电连接，输出端与双界面PK卡2电连接，用以提供该双界面PK卡2的工作电源；一指示灯电路7与ST7261芯片1电连接，用以显示该ST7261芯片1的工作状态。
上述双界面PK卡的结构如图2所示，包括以下功能模块：CPU、RAM、ROM、高级加密引擎ACE(Advanced Crypto Engine)、双钥及椭圆密码算法模块DDES-EC2(Dual Key DES and Elliptic Curve Accelerator)、随机数发生器RNG(Random Number Generatot)、循环冗余码校验模块CRC(CyclicRedundance Check)、定时器Timer、通用异步收发器模块UART(UniversalAsynchronous Receiver Transmitter)、中断控制模块、安全保护模块、射频接口模块以及7816物理接口，各模块之间通过总线相互连接。所述双界面PK卡从功能和结构上讲，实际上是一个微型的计算机***，该***具备符合ISO7816标准的物理接口和符合ISO14443标准的射频接口。
双界面PK卡内操作***为符合PBOC标准的TimeCOS，支持1024位RSA密码算法。RSA算法是以M.I.T的R.L.Rivest，A.Shamir和L.Adleman三人名中的首字母命名的公钥算法***，其原理基于上述三人发表的文献“On Digital signatures and Public Key Crypto System”(Communications ofthe ACM，Vol.21，no.2，pp.120-125，1978.)，该算法的原理为：
首先，选择密钥：选择两个足够大的素数p和q，且令：
n＝p*q；
其中n为1024位，可公开，但p和q保密，计算偶拉函数：
φ(n)＝(p-1)*(q-1)
任选一个与φ(n)互素的整数e作为公开的加密密钥，解密密钥d(需要保密)满足：
d*e＝1mod(φ(n))
亦即：d*e＝k*(p-1)*(q-1)+1
上式中，整数k是(p-1)和(q-1)的最大公约数。
这样，(e，n)和(d，n)就分别是加密密钥和解密密钥。然后，可进行加密和解密：
加密前，先将欲加密的报文M数字化，即变换为0～(n-1)间的数，如果M较长，则应将M分为长度小于logn的若干组，逐组进行以下加密运算：ci＝E(mi)＝mi emod(n)
解密运算为：
mi＝D(ci)＝ci dmod(n)
在以上两式中，mi为将编码明文M分组后所得之第i组明文，ci为与之相对应的第i组密文。E、D分别表示加密和解密算法。
在PK卡内基于上述原理利用软件实现该加解密算法。
本发明的具体实施电路图如图3所示。参见图3，其中，D1为ST7261芯片，U1为双界面PK卡，J2为USB接口，微型射频天线直接与双界面PK卡相连，由C1、C2和T1组成振荡电路，由三极管及其偏置电阻构成电源控制电路，由发光二极管H1和电阻R2构成指示灯电路。

Claims (7)

1、一种双界面电子钥匙，其特征在于包括：一CPU芯片、一双界面PK卡、一USB接口、一微型射频天线和***电路；所述CPU芯片与USB接口相连接，并与双界面PK卡通过ISO7816标准接口连接，所述双界面PK卡通过射频接口与微型射频天线连接，所述***电路产生振荡信号、复位信号及电源控制信号，用以控制所述CPU芯片和双界面PK卡。
2、如权利要求1所述的双界面电子钥匙，其特征在于：所述PK卡内部包括以下功能模块：CPU、随机存储器、只读存储器、高级加密引擎、双钥及椭圆密码算法模块、随机数发生器、循环冗余码校验模块、定时器、通用异步收发器模块、中断控制模块、安全保护模块、射频接口模块以及7816物理接口，各模块之间通过总线相互连接。
3、如权利要求1或2所述的双界面电子钥匙，其特征在于：所述***电路包括振荡电路、复位电路及IC卡电源控制电路；所述振荡及复位电路与CPU芯片电连接，所述IC卡电源控制电路的输入端与CPU芯片电连接，输出端与双界面PK卡电连接，用以提供该双界面PK卡的工作电源。
4、如权利要求1或2所述的双界面电子钥匙，其特征在于：所述***电路还包括有工作指示灯电路。
5、如权利要求1或2所述的双界面电子钥匙，其特征在于：所述射频接口为符合ISO14443协议的A、B兼容的射频接口。
6、如权利要求5所述的双界面电子钥匙，其特征在于：所述双界面PK卡的内部操作***为符合PBOC标准的TimeCOS。
7、如权利要求1、2或6所述的双界面电子钥匙，其特征在于：所述USB接口包括两条信号线和两条电源线。
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