用于確保數(shù)據(jù)交換的安全性的便攜式安全設(shè)備、方法和計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本公開設(shè)及一種用于確保主機(jī)設(shè)備和遠(yuǎn)程設(shè)備之間的數(shù)據(jù)交換的安全性的便攜 式安全設(shè)備。此外，本公開設(shè)及一種用于使用便攜式安全設(shè)備來確保主機(jī)設(shè)備和遠(yuǎn)程設(shè)備 之間的數(shù)據(jù)交換的安全性的方法。此外，本公開設(shè)及一種對(duì)應(yīng)的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品。
【背景技術(shù)】
[0002] 電子設(shè)備的連接性在現(xiàn)代設(shè)備中起著重要作用。例如，隨著所謂云服務(wù)的發(fā)展，在 用戶無法物理訪問的服務(wù)器上實(shí)現(xiàn)了支持進(jìn)行金融交易等所需的多種計(jì)算資源。此外，諸 如"攜帶自己的設(shè)備"和"任何時(shí)刻任何地方進(jìn)行連接"的趨勢(shì)是清楚可見的。"攜帶自己 的設(shè)備"是指如下趨勢(shì)；雇主允許他們的雇員將自己的移動(dòng)設(shè)備帶到工作場(chǎng)所，并使用該些 設(shè)備來訪問安全相關(guān)數(shù)據(jù)和應(yīng)用。"任何時(shí)刻任何地方進(jìn)行連接"是指如下趨勢(shì)：用戶希望 在任何地理位置和任何時(shí)刻將它們的移動(dòng)設(shè)備連接到例如在線服務(wù)。越來越多的公司允許 將私人（用戶擁有的）設(shè)備用于公司工作，該些設(shè)備通常"總是連接的"，而無論是在辦公室 中、在家中或在路上。換言之，該種私人設(shè)備通常與云中的中央服務(wù)器具有永久性的連接， 或至少半永久性的連接。
[0003] 在該種背景下，安全性起到越來越重要的作用。更具體地，最重要的是在用戶擁有 的設(shè)備（例如，個(gè)人計(jì)算機(jī)）和中央服務(wù)器之間的數(shù)據(jù)交換是安全的。換言之，在用戶擁有 的設(shè)備和中央服務(wù)器之間應(yīng)通過被認(rèn)證的且安全的通信信道來執(zhí)行數(shù)據(jù)交換。為了實(shí)現(xiàn)該 目的，用戶擁有的設(shè)備應(yīng)能夠存儲(chǔ)密碼密鑰并執(zhí)行密碼操作。熟知的解決方案是例如被用 于認(rèn)證（公司）膝上型計(jì)算機(jī)的用戶的智能卡。被稱作安全軟件狗（dongles)或認(rèn)證軟件 狗的其它設(shè)備提供相似的功能。然而，該種設(shè)備通常僅執(zhí)行認(rèn)證步驟。換言之，它們通常無 法幫助確保存儲(chǔ)在用戶擁有的設(shè)備上或經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給服務(wù)器的數(shù)據(jù)的安全性。此外，用 戶擁有的設(shè)備可能受到例如病毒的惡意軟件的侵染，增加了存儲(chǔ)在該些設(shè)備上的密碼密鑰 被竊的風(fēng)險(xiǎn)。
[0004]因此，該種已知設(shè)備可W實(shí)現(xiàn)的安全性和易用性的程度仍然較低。因此，在用戶擁 有的設(shè)備和所述類型的中央服務(wù)器之間仍存在W方便用戶的方式來安全地交換數(shù)據(jù)的需 要。當(dāng)在用戶擁有的設(shè)備和其它遠(yuǎn)程設(shè)備（例如，對(duì)等設(shè)備）之間交換數(shù)據(jù)時(shí)，可能發(fā)生類 似問題。因此，更廣義地，在用戶擁有的設(shè)備和遠(yuǎn)程設(shè)備之間仍存在W方便用戶的方式來安 全地交換數(shù)據(jù)的需要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 公開了一種用于確保主機(jī)設(shè)備和遠(yuǎn)程設(shè)備之間的數(shù)據(jù)交換的安全性的便攜式安 全設(shè)備，所述便攜式安全設(shè)備包括處理單元、安全部件和數(shù)據(jù)接口，其中：安全部件被布置 為存儲(chǔ)加密密鑰和解密密鑰；處理單元被布置為控制對(duì)從主機(jī)設(shè)備向遠(yuǎn)程設(shè)備發(fā)送的數(shù)據(jù) 進(jìn)行加密，其中使用所述加密密鑰來執(zhí)行所述加密；處理單元還被布置為控制對(duì)從遠(yuǎn)程設(shè) 備向主機(jī)設(shè)備發(fā)送的數(shù)據(jù)進(jìn)行解密，其中使用所述解密密鑰執(zhí)行所述解密。
[0006] 根據(jù)說明性的實(shí)施例，便攜式安全設(shè)備還包括主機(jī)接口，W及處理單元被布置為 在便攜式安全設(shè)備通過主機(jī)接口與主機(jī)設(shè)備相連時(shí)，控制所述加密和所述解密。
[0007] 根據(jù)另一說明性的實(shí)施例，處理單元還被布置為對(duì)所述數(shù)據(jù)的至少一部分進(jìn)行加 密和/或解密。
[000引根據(jù)另一說明性的實(shí)施例，便攜式安全設(shè)備還包括至少一個(gè)密碼加速器，所述至 少一個(gè)密碼加速器被布置為在處理單元的控制下對(duì)所述數(shù)據(jù)的至少一部分進(jìn)行加密和/ 或解密。
[0009] 根據(jù)另一說明性的實(shí)施例，便攜式安全設(shè)備還包括至少一個(gè)遠(yuǎn)程設(shè)備接口，所述 遠(yuǎn)程設(shè)備接口被布置為促進(jìn)主機(jī)設(shè)備和遠(yuǎn)程設(shè)備之間的數(shù)據(jù)交換。
[0010] 根據(jù)另一說明性的實(shí)施例，處理單元還被布置為根據(jù)加密密鑰和解密密鑰導(dǎo)出次 級(jí)密鑰（secondarykeys),其中使用所述次級(jí)密鑰執(zhí)行所述加密和解密。
[0011] 根據(jù)另一說明性的實(shí)施例，便攜式安全設(shè)備還包括用戶認(rèn)證單元，所述用戶認(rèn)證 單元被布置為接收并驗(yàn)證用于解鎖便攜式安全設(shè)備的用戶憑證。
[0012] 根據(jù)另一說明性的實(shí)施例，便攜式安全設(shè)備還包括遠(yuǎn)程設(shè)備認(rèn)證單元，所述遠(yuǎn)程 設(shè)備認(rèn)證單元被布置為執(zhí)行遠(yuǎn)程設(shè)備和便攜式安全設(shè)備之間的相互認(rèn)證處理的至少一部 分。
[0013] 根據(jù)另一說明性的實(shí)施例，便攜式安全設(shè)備是便攜式安全軟件狗。
[0014] 根據(jù)另一說明性的實(shí)施例，認(rèn)為移動(dòng)電話包括所述類型的便攜式安全設(shè)備。
[0015] 根據(jù)另一說明性的實(shí)施例，認(rèn)為數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)包括所述類型的便攜式安全設(shè)備、 主機(jī)設(shè)備和遠(yuǎn)程設(shè)備。
[0016] 根據(jù)另一說明性的實(shí)施例，遠(yuǎn)程設(shè)備是虛擬專用網(wǎng)服務(wù)器或互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議語音服務(wù) 器。
[0017] 根據(jù)另一說明性的實(shí)施例，主機(jī)設(shè)備是個(gè)人計(jì)算機(jī)、膝上型計(jì)算機(jī)或平板計(jì)算機(jī)。
[0018] 此外，公開了一種用于使用便攜式安全設(shè)備來確保主機(jī)設(shè)備和遠(yuǎn)程設(shè)備之間的數(shù) 據(jù)交換的安全性的方法，所述便攜式安全設(shè)備包括處理單元、安全部件和數(shù)據(jù)接口，其中： 安全部件存儲(chǔ)加密密鑰和解密密鑰；處理單元控制對(duì)從主機(jī)設(shè)備向遠(yuǎn)程設(shè)備發(fā)送的數(shù)據(jù)進(jìn) 行加密，其中使用所述加密密鑰來執(zhí)行所述加密；處理單元控制對(duì)從遠(yuǎn)程設(shè)備向主機(jī)設(shè)備 發(fā)送的數(shù)據(jù)進(jìn)行解密，其中使用所述解密密鑰來執(zhí)行所述解密。
[0019] 此外，公開了一種包括指令的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，所述指令當(dāng)由便攜式安全設(shè)備執(zhí) 行時(shí)執(zhí)行所述類型的方法的步驟。
【附圖說明】
[0020] 參考附圖更詳細(xì)的描述了實(shí)施例，附圖中：
[0021] 圖1示出了便攜式安全設(shè)備的說明性的實(shí)施例；
[0022] 圖2示出了便攜式安全設(shè)備的另一說明性的實(shí)施例；
[0023] 圖3A到3D示出了用于使用便攜式安全設(shè)備確保主機(jī)設(shè)備和服務(wù)器之間的數(shù)據(jù)交 換的安全性的說明性方法的步驟。
【具體實(shí)施方式】
[0024] 根據(jù)本公開，提供了一種便攜式安全設(shè)備，其可W允許W相對(duì)簡單但安全的方式 進(jìn)行"直通式"加密和解密。為了實(shí)現(xiàn)該目的，便攜式安全設(shè)備可W包括處理單元和安全部 件二者。處理單元可W是傳統(tǒng)中央處理單元，其具有足夠的處理能力來執(zhí)行密碼操作。備 選地，微控制器可W被用作處理單元。處理單元可W控制使用存儲(chǔ)在安全部件中的密碼密 鑰，對(duì)在主機(jī)設(shè)備和遠(yuǎn)程設(shè)備之間交換的數(shù)據(jù)進(jìn)行加密和解密。安全部件可W實(shí)現(xiàn)為嵌入 式巧片，更具體地，實(shí)現(xiàn)為具有（預(yù)）安裝的智能卡等級(jí)應(yīng)用（例如，支付應(yīng)用）的防篡改 集成電路，所述智能卡等級(jí)應(yīng)用具有規(guī)定的功能和規(guī)定的安全等級(jí)。例如，安全部件可W是 由NXP半導(dǎo)體生產(chǎn)的所謂SmartMX?或SmartMX2?系列1C的集成電路。便攜式安全設(shè)備可 W包括例如安全軟件狗。
[0025] 相較于傳統(tǒng)的認(rèn)證軟件狗和智能卡，便攜式安全設(shè)備具有更多的處理能力?？蛇x 地，安全軟件狗可W包括更大的存儲(chǔ)器和多個(gè)接口，它們分別支持對(duì)大型數(shù)據(jù)集進(jìn)行操作 和與遠(yuǎn)程設(shè)備直接通信。因此，可認(rèn)為便攜式安全設(shè)備是能夠裝在用戶口袋中的可信的迷 你PC并且其提供即時(shí)式（onthefly)(直通式）加密和解密。因此，出于W下原因，所述方 法更安全；由于在便攜式安全設(shè)備中執(zhí)行加密和解密，并且密碼密鑰依然留在便攜式安全 設(shè)備中，且不被傳送到主機(jī)設(shè)備或顯示在屏幕上。因此，主機(jī)設(shè)備上的惡意軟件不可能竊取 該些憑證。此外，任何人不可能通過在用戶背后偷看來竊取密鑰。此外，將密鑰存儲(chǔ)在便攜 式安全設(shè)備的安全部件中一一至少當(dāng)便攜式安全設(shè)備斷電時(shí)一一該還使得不可能克隆硬 盤，該里假定在便攜式安全設(shè)備通電期間攻擊者不能訪問便攜式安全設(shè)備，并且用戶必須 W某種方式認(rèn)證到便攜式安全設(shè)備W便啟用其功能。因此，根據(jù)說明性的實(shí)施例，便攜式安 全設(shè)備包括用戶認(rèn)證單元，其被布置為接收并驗(yàn)證用于解鎖便攜式安全設(shè)備的用戶憑證。
[0026] 圖1示出了便攜式安全設(shè)備的說明性的實(shí)施例。便攜式安全設(shè)備100包括中央處 理單元（CPU) 102、安全部件104和主機(jī)接口 108。主機(jī)接口 108可W使得能夠在主機(jī)設(shè)備 (未示出）（例如，個(gè)人計(jì)算機(jī)）和便攜式安全設(shè)備100之間發(fā)送數(shù)據(jù)。此外，便攜式安全設(shè) 備100可W包括至少一個(gè)存儲(chǔ)器106、至少一個(gè)其它接口 112和至少一個(gè)密碼（保密）加速 器110?？蒞認(rèn)為存儲(chǔ)器106、其它接口 112和密碼加速器110是可選組件?？蒞通過不同 技術(shù)實(shí)現(xiàn)主機(jī)接口 108和其它接口 112,例如，USB、W太網(wǎng)、Wi-巧?、藍(lán)牙4.0、低能量或近 場(chǎng)通信（NFC)?？蒞將例如虛擬專用網(wǎng)（VPN)或互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議語音（Vol巧客戶端軟件的專用 客戶端軟件安裝在便攜式安全設(shè)備100中。
[0027] 操作中，為了控制對(duì)從主機(jī)設(shè)備向遠(yuǎn)程設(shè)備發(fā)送的數(shù)據(jù)進(jìn)行加密，中央處理單元 102通過主機(jī)接口 108從主機(jī)設(shè)備接收數(shù)據(jù)。隨后，中央處理單元102可W通過從安全部 件104獲取加密密鑰并通過用該加密密鑰對(duì)所述數(shù)據(jù)進(jìn)行加密，來對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行加密。備選 地，中央處理單元102可W向密碼加速器110委派實(shí)際數(shù)據(jù)加密的任務(wù)。隨后，中央處理單 元102可W通過主機(jī)接口 108向主機(jī)設(shè)備回送經(jīng)過加密的數(shù)據(jù)，使得主機(jī)設(shè)備可W通過例 如網(wǎng)絡(luò)連接向遠(yuǎn)程設(shè)備發(fā)送所述經(jīng)過加密的數(shù)據(jù)。備選地，中央處理單元102可W通過其 它接口 112之一向遠(yuǎn)程設(shè)備直接發(fā)送所述經(jīng)過加密的數(shù)據(jù)。
[002引此外，為了控制對(duì)從遠(yuǎn)程設(shè)備向主機(jī)設(shè)備發(fā)送的數(shù)據(jù)進(jìn)行解密，中央處理單元102 可W通過主機(jī)接口 108從主機(jī)設(shè)備接收經(jīng)過加密的數(shù)據(jù)一一其由遠(yuǎn)程設(shè)備向主機(jī)設(shè)備發(fā) 送。備選地，中央處理單元102可W通過其它接口 112之一從遠(yuǎn)程設(shè)備直接接收經(jīng)過加密的 數(shù)據(jù)。隨后，中央處理器單元102可W通過從安全部件104獲取解密密鑰并通過用該解密 密鑰對(duì)所述數(shù)據(jù)進(jìn)行解密，來解密數(shù)據(jù)。備選地，中央處理單元102可W向密碼加速器110 委派實(shí)際數(shù)據(jù)解密的任務(wù)。隨后，中央處理單元102通過主機(jī)接口 108向主機(jī)設(shè)備發(fā)送經(jīng) 過解密的（明碼文本）數(shù)據(jù)。
[0029] 如上所述，便攜式安全設(shè)備100包括至少一個(gè)存儲(chǔ)器106,作為可選組件。因此，便 攜式安全設(shè)備100對(duì)于不同使用情況是更加可擴(kuò)展的。更具體