專利名稱：可調(diào)用安全認(rèn)證加解密數(shù)字簽名功能的信息安全設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種基于微型安全數(shù)字(miniSD， mini Security Digital) 接口的信息安全設(shè)備及其通信方法，屬于信息安全領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，移動(dòng)數(shù)據(jù)的安全和保密性體現(xiàn)得尤為重要。 移動(dòng)手持設(shè)備(如手機(jī)、PDA、掌上電腦)上存儲(chǔ)著越來(lái)越多的個(gè)人以及商業(yè)敏感 信息。同時(shí)移動(dòng)手持設(shè)備還需要通過(guò)無(wú)線空中與其他設(shè)備或者中心服務(wù)器進(jìn)行通 信，這個(gè)當(dāng)中，怎樣有效安全地保護(hù)用戶和系統(tǒng)的安全信息是當(dāng)前急迫需要解決 的問(wèn)題。
隨著手持移動(dòng)設(shè)備的制造工藝和集成度的不斷提高，手持移動(dòng)設(shè)備上的外部 接口逐漸小型化。其中微型安全數(shù)字接口是當(dāng)前手機(jī)或其它手持設(shè)備的主要接口， 用作存儲(chǔ)空間擴(kuò)展或者其它功能擴(kuò)展。
微型安全數(shù)字接口是SD Association組織制定的一種移動(dòng)設(shè)備小型接口標(biāo) 準(zhǔn)。它相比于SD接口而言，物理尺寸更小，而且接口電氣連接引腳拓展為ll根， 更方便于未來(lái)的功能拓展。微型安全數(shù)字接口支持即插即用，在支持微型安全數(shù) 字存儲(chǔ)功能的基礎(chǔ)上，也支持使用微型安全數(shù)字接口拓展輸入輸出接口通信，而 且接口通信速度不低。
在信息安全領(lǐng)域，申請(qǐng)?zhí)枮?00510082685. X的發(fā)明提出了基于固C/SDI0接 口的信息安全設(shè)備及其通信方法，描述了采用SDIO擴(kuò)展信息安全功能模塊。而其 它基于USB接口和CF接口的信息安全模塊也已經(jīng)技術(shù)公開(kāi)了。當(dāng)前，針對(duì)手持移 動(dòng)設(shè)備上應(yīng)用的微型安全數(shù)字接口的信息安全設(shè)備尚未有公開(kāi)的報(bào)道。
發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問(wèn)題本實(shí)用新型將充分利用微型安全數(shù)字接口的優(yōu)點(diǎn)，提出一種可調(diào) 用安全認(rèn)證加解密數(shù)字簽名功能的信息安全設(shè)備。微型安全數(shù)字接口主機(jī)通過(guò)微型安全數(shù)字接口，遵循所述的通信方法，可調(diào)用微型安全數(shù)字接口信息安全設(shè)備中 的安全認(rèn)證、加解密、數(shù)字簽名等功能。
技術(shù)方案由微型安全數(shù)字接口芯片和安全功能處理器兩部分組成可調(diào)用安 全認(rèn)證加解密數(shù)字簽名功能的信息安全設(shè)備;微型安全數(shù)字接口芯片上的數(shù)據(jù)引腳 DATA3、 DATA2、 DATA1、 DATAO、控制引腳CMD、時(shí)鐘引腳CLK、電源引腳VCC、 2 個(gè)地引腳VSS和2個(gè)擴(kuò)展引腳NC這11個(gè)引腳與微型安全數(shù)字接口主機(jī)插槽的對(duì) 應(yīng)的引腳彈片相接觸，實(shí)現(xiàn)機(jī)械和電氣連接；微型安全數(shù)字接口芯片延伸出RS232 串行接口或者SPI接口與安全功能處理器相連；當(dāng)安全功能處理器采用IS07816 標(biāo)準(zhǔn)接口通信時(shí)，微型安全數(shù)字接口芯片RS232串口的RXD和TXD引腳連接起來(lái)， 并與安全功能處理器的IO線引腳相連；當(dāng)安全功能處理器采用SPI標(biāo)準(zhǔn)接口通信 時(shí)，微型安全數(shù)字接口芯片SPI接口的MISO、 M0SI、 CLK引腳分別與安全功能處 理器的M0SI、 MIS0、 CLK引腳相連;
微型安全數(shù)字接口主機(jī)和微型安全數(shù)字接口芯片之間基本通信協(xié)議采用微型 安全數(shù)字接口標(biāo)準(zhǔn)的通信協(xié)議規(guī)范，同時(shí)在這基本通信協(xié)議的基礎(chǔ)上，建立微型 安全數(shù)字接口主機(jī)和微型安全數(shù)字接口信息安全設(shè)備之間的安全功能通信方法。
微型安全數(shù)字接口的信息安全設(shè)備外形符合微型安全數(shù)字存儲(chǔ)卡的機(jī)械要 求，尺寸長(zhǎng)寬厚分別為21.5毫米、20毫米和1.4毫米。
所述的微型安全數(shù)字接口的信息安全設(shè)備由 一個(gè)有微型安全數(shù)字接口功能的 集成嵌入式安全處理器組成。
有益效果本實(shí)用新型的可調(diào)用安全認(rèn)證加解密數(shù)字簽名功能的信息安全設(shè) 備，遵循所述的通信方法，可調(diào)用微型安全數(shù)字接口信息安全設(shè)備中的安全認(rèn)證、 加解密、數(shù)字簽名等功能。優(yōu)點(diǎn)是外形小巧、靈活方便、即插即用、安全功能強(qiáng) 大。


下面結(jié)合說(shuō)明書(shū)附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說(shuō)明。 圖1是本實(shí)用新型中實(shí)施例1的系統(tǒng)框圖； 圖2是本實(shí)用新型中實(shí)施例2的系統(tǒng)框圖； 圖3是本實(shí)用新型中實(shí)施例3的系統(tǒng)框圖。
具體實(shí)施方式

從圖1可見(jiàn)，微型安全數(shù)字接口的信息安全設(shè)備1由微型安全數(shù)字接口芯片 4和安全功能處理器5兩部分組成。微型安全數(shù)字接口的信息安全設(shè)備1通過(guò)微型 安全數(shù)字接口 3與微型安全數(shù)字接口主機(jī)2進(jìn)行通信。
微型安全數(shù)字接口芯片4 一端延伸出11根接觸引腳，分別是數(shù)據(jù)引腳DATA3、 DATA2、 DATA1、 DATA0、控制引腳CMD、時(shí)鐘引腳CLK、電源引腳VCC、 2個(gè)地引腳 VSS和2個(gè)擴(kuò)展引腳NC這11個(gè)連線引腳與微型安全數(shù)字接口主機(jī)2插槽對(duì)應(yīng)的 11個(gè)彈片相接觸，實(shí)現(xiàn)機(jī)械和電氣連接。
微型安全數(shù)字接口主機(jī)2和微型安全數(shù)字接口芯片4之間基本通信協(xié)議采用 微型安全數(shù)字接口標(biāo)準(zhǔn)的通信協(xié)議規(guī)范，同時(shí)在這基本通信協(xié)議的基礎(chǔ)上，建立 微型安全數(shù)字接口主機(jī)2和微型安全數(shù)字接口的信息安全設(shè)備1之間的安全功能 通信方法。
微型安全數(shù)字接口芯片4另一端延伸出RS232串行接口或者SPI接口與安全 功能處理器5相連；當(dāng)安全功能處理器5采用IS07816標(biāo)準(zhǔn)接口通信時(shí)，微型安 全數(shù)字接口芯片4中RS232串口的RXD和TXD引腳連接起來(lái)，并與安全功能處理 器5的I0線引腳相連；
微型安全數(shù)字接口芯片4可由專門(mén)的微型安全數(shù)字接口芯片來(lái)實(shí)現(xiàn)，或通過(guò) 現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)邏輯(FPGA)按照微型安全數(shù)字接口的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議來(lái)實(shí)現(xiàn)。
微型安全數(shù)字接口芯片4可以采用美國(guó)ARASAN公司的AC2200芯片來(lái)實(shí)現(xiàn)。 安全功能處理器5可以由專門(mén)的安全處理芯片來(lái)實(shí)現(xiàn)，如ATMEL公司的 AT90SC6464芯片或者其他國(guó)產(chǎn)安全處理芯片。
安全功能處理器5的安全功能還可以在通用嵌入式處理器上由軟件編程實(shí) 現(xiàn)。所述的通用嵌入式處理器包括ARM結(jié)構(gòu)處理器、單片機(jī)。 安全功能處理器5可以實(shí)現(xiàn)的安全功能包括 加解密功能至少支持AES， DES， 3-DES， RSA， SSF3加密算法。 存儲(chǔ)功能至少支持密鑰存儲(chǔ)、安全信息存儲(chǔ)、證書(shū)格式文件存儲(chǔ)。
預(yù)設(shè)置指令操作至少支持隨機(jī)數(shù)生成、認(rèn)證、數(shù)字簽名。
本實(shí)用新型所述的微型安全數(shù)字接口的信息安全設(shè)備1在硬件設(shè)計(jì)、元器件
選擇方面必須適合微型安全數(shù)字卡的機(jī)械特性，以及長(zhǎng)寬厚分別為21.5毫米、20 毫米和1.4毫米的外觀尺寸要求。所排布的硬件不超出微型安全數(shù)字卡的外觀尺
5寸范圍，所有芯片的高度加上PCB板的厚度不能超過(guò)微型安全數(shù)字卡的厚度要求。 圖2描述了本實(shí)用新型的第二種實(shí)施例情況。在第一種實(shí)施例的基礎(chǔ)上，當(dāng) 安全功能處理器5采用SPI標(biāo)準(zhǔn)接口通信時(shí)，微型安全數(shù)字接口芯片4的SPI接 口的MIS0、 M0SI、 CLK引腳分別與安全功能處理器5的M0SI、 MIS0、 CLK引腳相 連。
圖3描述了本實(shí)用新型的第三種實(shí)施例情況。在這種實(shí)施例中，微型安全數(shù) 字接口的信息安全設(shè)備l由集成嵌入式安全處理器6組成。集成度更高、功能更 強(qiáng)、安全性更好。集成嵌入式安全處理器6能實(shí)現(xiàn)微型安全數(shù)字接口和安全認(rèn)證、 加解密、數(shù)字簽名等功能，通過(guò)微型安全數(shù)字接口 3與微型安全數(shù)字接口主機(jī)2 進(jìn)行連接和通信。
集成嵌入式安全處理器6可由內(nèi)帶處理器的大規(guī)?？删幊涕T(mén)邏輯(FPGA)，或 專用大規(guī)模集成電路ASIC來(lái)實(shí)現(xiàn)。
可調(diào)用安全認(rèn)證加解密數(shù)字簽名功能的信息安全設(shè)備的通信方法為
1) 首先，當(dāng)微型安全數(shù)字接口的信息安全設(shè)備l插入微型安全數(shù)字接口主機(jī) 2的微型安全數(shù)字插槽上時(shí)，通過(guò)彈片觸點(diǎn)上的電源管線獲得電源供給，而其它的 數(shù)據(jù)時(shí)鐘管線也實(shí)現(xiàn)與微型安全數(shù)字接口主機(jī)2相連。
2) 微型安全數(shù)字接口的信息安全設(shè)備1上電后，執(zhí)行步驟301,進(jìn)行初始化 處理。
3) 初始化完成后，需要執(zhí)行步驟302，微型安全數(shù)字接口的信息安全設(shè)備1 與微型安全數(shù)字接口主機(jī)2建立起基本的微型安全數(shù)字通信，可以實(shí)現(xiàn)基本的讀 寫(xiě)功能。
4) 接著進(jìn)行步驟303，由微型安全數(shù)字接口主機(jī)2輸入驗(yàn)證通信口令，微型 安全數(shù)字接口的信息安全設(shè)備1判斷驗(yàn)證通信口令字正確與否。
5) 如果口令字驗(yàn)證錯(cuò)誤，則進(jìn)行步驟304進(jìn)行相應(yīng)的錯(cuò)誤處理，斷開(kāi)連接， 本次通信結(jié)束。如果口令字驗(yàn)證正確，則進(jìn)行步驟305，可以接收命令字并進(jìn)行解 釋處理。
6) 如果是請(qǐng)求加解密操作，則進(jìn)行到步驟306，進(jìn)行加解密處理調(diào)用，如AES 加解密、DES加解密等；如果是請(qǐng)求文件存儲(chǔ)訪問(wèn)功能，則進(jìn)行到步驟307，完成 相應(yīng)的存儲(chǔ)功能操作，如公鑰存儲(chǔ)，證書(shū)文件存儲(chǔ)等；如果接收到的命令解釋出 來(lái)是其它預(yù)設(shè)置的指令，則進(jìn)行步驟308，完成相應(yīng)的預(yù)設(shè)置操作，如大隨機(jī)數(shù)生成，數(shù)字簽名等。
7) 完成一個(gè)命令操作處理之后，需要執(zhí)行步驟309，判斷是否需要結(jié)束通信。 如果不需要結(jié)束通信，則回到接收命令的步驟305，繼續(xù)循環(huán)操作。
8) 如果需結(jié)束本次通信過(guò)程，則執(zhí)行步驟310，保存相應(yīng)的上下文資料，斷 開(kāi)連接。
微型安全數(shù)字接口的信息安全設(shè)備1適合身份認(rèn)證、數(shù)字簽名和保密通信應(yīng) 用的需要，微型安全數(shù)字接口的信息安全設(shè)備1中可生成和保留公私鑰對(duì)，同時(shí) 可保存證書(shū)文件，微型安全數(shù)字接口主機(jī)2可以方便地調(diào)用其上的認(rèn)證功能。
同樣，微型安全數(shù)字接口主機(jī)2可以方便地調(diào)用微型安全數(shù)字接口的信息安 全設(shè)備1中相應(yīng)的數(shù)字簽名功能以及安全加解密功能。
權(quán)利要求1、一種可調(diào)用安全認(rèn)證加解密數(shù)字簽名功能的信息安全設(shè)備，其特征在于，由微型安全數(shù)字接口芯片(4)和安全功能處理器(5)兩部分組成微型安全數(shù)字接口的信息安全設(shè)備(1)；微型安全數(shù)字接口芯片(4)上的數(shù)據(jù)觸點(diǎn)DATA3、DATA2、DATA1、DATA0、控制引腳CMD、時(shí)鐘引腳CLK、電源引腳VCC、2個(gè)地引腳VSS和2個(gè)擴(kuò)展引腳NC這11個(gè)引腳與微型安全數(shù)字接口主機(jī)(2)插槽的對(duì)應(yīng)的引腳彈片相接觸，實(shí)現(xiàn)機(jī)械和電氣連接；微型安全數(shù)字接口芯片(4)延伸出RS232串行接口或者SPI接口與安全功能處理器(5)相連；當(dāng)安全功能處理器(5)采用ISO7816標(biāo)準(zhǔn)接口通信時(shí)，微型安全數(shù)字接口芯片(4)RS232串口的RXD和TXD引腳連接起來(lái)，并與安全功能處理器(5)的IO線引腳相連；當(dāng)安全功能處理器(5)采用SPI標(biāo)準(zhǔn)接口通信時(shí)，微型安全數(shù)字接口芯片(4)SPI接口的MISO、MOSI、CLK引腳分別與安全功能處理器(5)的MOSI、MISO、CLK引腳相連；微型安全數(shù)字接口主機(jī)(2)和微型安全數(shù)字接口芯片(4)之間基本通信協(xié)議采用微型安全數(shù)字接口標(biāo)準(zhǔn)的通信協(xié)議規(guī)范，同時(shí)在這基本通信協(xié)議的基礎(chǔ)上，建立微型安全數(shù)字接口主機(jī)(2)和微型安全數(shù)字接口的信息安全設(shè)備(1)之間的安全功能通信方法。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的可調(diào)用安全認(rèn)證加解密數(shù)字簽名功能的信息安全設(shè) 備，其特征在于，微型安全數(shù)字接口的信息安全設(shè)備(1)外形符合微型安全數(shù)字 存儲(chǔ)卡的機(jī)械要求，尺寸長(zhǎng)寬厚分別為21.5毫米、20毫米和1.4毫米。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的可調(diào)用安全認(rèn)證加解密數(shù)字簽名功能的信息安全設(shè) 備，其特征在于，所述的微型安全數(shù)字接口的信息安全設(shè)備(1)由一個(gè)有微型安 全數(shù)字接口功能的集成嵌入式安全處理器(6)組成。
專利摘要可調(diào)用安全認(rèn)證加解密數(shù)字簽名功能的信息安全設(shè)備遵循本實(shí)用新型規(guī)定的微型安全數(shù)字接口的信息安全設(shè)備通信方法，調(diào)用微型安全數(shù)字接口信息安全設(shè)備(1)中的安全認(rèn)證、加解密、數(shù)字簽名等功能。設(shè)備總體外形小巧、支持即插即用，安全功能強(qiáng)大，通信方法安全簡(jiǎn)便。微型安全數(shù)字接口的信息安全設(shè)備(1)，由微型安全數(shù)字接口芯片(4)和安全功能處理器(5)組成。微型安全數(shù)字接口芯片(4)遵照微型安全數(shù)字接口(3)的機(jī)械特性、電氣特性和通信協(xié)議與微型安全數(shù)字接口主機(jī)(2)相連。另外擴(kuò)展出RS232串口或SPI接口與安全功能處理器(5)連接。
文檔編號(hào)G06F21/00GK201289645SQ20082016184
公開(kāi)日2009年8月12日 申請(qǐng)日期2008年10月15日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月15日
發(fā)明者胡愛(ài)群, 陳立全 申請(qǐng)人:東南大學(xué)