基于指紋密鑰加密技術(shù)的汽車防盜方法和防盜系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及基于指紋密鑰加密技術(shù)的汽車防盜方法和防盜系統(tǒng)，由汽車鑰匙和防盜控制子系統(tǒng)組成，用戶在鑰匙上發(fā)送開鎖指令并在指紋采集模塊上錄入指紋，通過指紋特征處理模塊將指紋圖像轉(zhuǎn)為指紋特征點，加密變換模塊通過指紋密鑰技術(shù)生成密文數(shù)據(jù)包，通過無線通訊將密文數(shù)據(jù)包傳遞給防盜控制子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)解密模塊，由數(shù)據(jù)解密模塊調(diào)用指紋特征儲存庫中存有的指紋特征點對密文數(shù)據(jù)包進行解密，車身控制器根據(jù)收到的明文數(shù)據(jù)決定是否執(zhí)行開門操作，發(fā)動機管理單元根據(jù)收到的明文數(shù)據(jù)決定是否允許發(fā)動機準備進行點火。本發(fā)明基于指紋特征的唯一性，采用指紋密鑰加密技術(shù)，提高了通訊安全性，加入發(fā)動機點火權(quán)限驗證，有效增強汽車防盜性能。
【專利說明】基于指紋密鑰加密技術(shù)的汽車防盜方法和防盜系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及車輛防盜控制領(lǐng)域，具體涉及一種基于指紋密鑰加密技術(shù)的汽車防盜方法和防盜系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，隨著我國經(jīng)濟的飛速發(fā)展，國內(nèi)汽車保有量持續(xù)增加，汽車的盜竊事件也日益嚴重。而現(xiàn)有的汽車防盜方案多為機械防盜、射頻識別防盜以及芯片電子防盜等，功能單一、可靠性低。而且當(dāng)前汽車廠商采用各自統(tǒng)一的通訊密鑰，使得密鑰與用戶之間缺乏一定的聯(lián)系，一旦通訊密鑰被破解，很容易造成大量汽車被盜竊。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003]為了進一步提高車輛防盜性能，本發(fā)明提出了一種基于指紋密鑰加密技術(shù)的車輛防盜系統(tǒng)和防盜方法。
[0004]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明具體技術(shù)方案如下:一種基于指紋密鑰加密技術(shù)的汽車防盜方法，包括如下步驟:
[0005](I)初始化指紋特征儲存庫；
[0006](2)用戶觸發(fā)鑰匙上按鍵模塊發(fā)送開鎖指令并在指紋采集模塊上錄入指紋；
[0007](3)指紋特征處理模塊從采集到的指紋中提取指紋特征點；
[0008](4)加密變換模塊獲得指紋特征點和開鎖指令明文后，采用指紋密鑰加密技術(shù)生成密文數(shù)據(jù)包；
[0009](5)無線通訊模塊將密文數(shù)據(jù)包發(fā)送給車載無線通訊模塊；
[0010](6)車載無線通訊模塊將密文數(shù)據(jù)包傳遞給數(shù)據(jù)解密模塊；
[0011](7)數(shù)據(jù)解密模塊調(diào)用指紋特征儲存庫中存有的指紋特征點對密文數(shù)據(jù)包進行解密得到明文數(shù)據(jù)；
[0012](8)車身控制器確認收到的明文數(shù)據(jù)為開鎖指令后，通過總線執(zhí)行開門操作；發(fā)動機管理單元確認收到的明文數(shù)據(jù)為開鎖指令后，允許發(fā)動機準備進行點火；如果沒有進行正確的開鎖操作或發(fā)動機管理單元沒有獲得開鎖指令的明文，禁止發(fā)動機點火。
[0013]進一步地，上述防盜方法步驟(I)中，通過汽車4S店專用指紋采集儀采集管理員(該車擁有者)指紋特征并存儲在該車指紋特征儲存庫中并設(shè)置管理員權(quán)限；用戶獲得管理員權(quán)限授權(quán)后，通過車載指紋采集模塊錄入指紋，經(jīng)指紋特征處理模塊處理后將指紋特征存儲在該車指紋特征儲存庫中。
[0014]進一步地，上述防盜方法步驟(4)包括如下步驟:
[0015](a)加密變換模塊從獲得的指紋特征點中提取前a (a不得小于12)個指紋特征點橫坐標生成集合A = (X1, X2, X3, X4, x5...xj，該集合A用來對開鎖指令的b位數(shù)字進行上鎖；
[0016](b)加密變換模塊將開鎖指令的((a-1) Xb)位數(shù)字隱藏在一個與之對應(yīng)的多項式內(nèi)，且開鎖指令的((a-1) Xb)位數(shù)字每隔b位作為一個系數(shù)嵌入到多項式內(nèi)，直到開鎖指令的((a-1) Xb)位數(shù)字全部嵌入到多項式內(nèi)；
[0017](c)加密變換模塊將開鎖指令的b位數(shù)字分成(a-Ι)段，每段b位，代入多項式:P(x) =..+Hi1X^m0 (從左到右分別對應(yīng) Iv1, ma_2, ma_3...Hi1 ；m0作為校驗位，其值為該車17位VIN碼)；
[0018](d)由集合A代入PU)可得a個點(x” Pxl)、(x2，Px2)...(xa，Pj，加密變換模塊再
隨機加入C (c遠大于a)個干擾點(Cl，(I1)，(c2, d2).......(c。，d。)，且干擾點均不在多項式
P(X)上，由這100個點組成點集R,形成加密數(shù)據(jù)包。
[0019]進一步地，上述防盜方法步驟(7)包括如下步驟:
[0020](a)數(shù)據(jù)解密模塊調(diào)用指紋特征儲存庫中所有存儲的指紋特征點模板，分別提取前a個指紋特征點橫坐標生成集合Btl, B1, B2, B3...Bn；
[0021](b)數(shù)據(jù)解密模塊分別調(diào)用集合Btl, B1, B2, B3...Bn，通過拉格朗日插值多項式來重構(gòu)PU);當(dāng)集合Bm與集合A大致相等時，便可重構(gòu)出正確的PU)；
[0022](c)當(dāng)1集合重構(gòu)出的PU)中Hitl值等于該車車輛VIN碼時，數(shù)據(jù)解密模塊便確認采集的指紋合法，進而將IVp1Vy1V3...Hi1重新生成組合數(shù)字，并傳給車身控制器和發(fā)動機管理單元；當(dāng)B1, B2, B3...Bn分別重構(gòu)出的P (X)中的mQ值均與該車車輛VIN碼不相等時，數(shù)據(jù)解密模塊認為采集 的指紋非法，即不再進行操作。
[0023]本發(fā)明還提供了一種汽車防盜系統(tǒng)，包括汽車鑰匙和防盜控制子系統(tǒng)；其中汽車鑰匙包括按鍵模塊、指紋采集模塊、指紋特征處理模塊、加密變換模塊和無線通訊模塊，按鍵模塊用于觸發(fā)開鎖指令，指紋采集模塊用于錄入指紋信息，指紋特征模塊用于處理指紋圖像并提取指紋特征，加密變換模塊用于生成密文，無線通訊模塊用于傳送密文；防盜控制子系統(tǒng)包括車載無線通訊模塊、數(shù)據(jù)解密模塊、指紋特征存儲庫、指紋采集模塊、指紋特征處理模塊、車身控制器、發(fā)動機管理單元，車載無線通訊模塊用于接收密文，數(shù)據(jù)解密模塊用于對密文進行解密，指紋采集模塊和指紋特征處理模塊用于錄入合法指紋，車身控制器用于控制車門鎖，發(fā)動機管理單元用于控制發(fā)動機啟動；防盜控制子系統(tǒng)安裝在汽車上；汽車鑰匙和防盜控制子系統(tǒng)通過無線連接。
[0024]本發(fā)明基于指紋特征的唯一性，采用指紋密鑰加密技術(shù)，進一步提高了通訊安全性，同時加入發(fā)動機點火權(quán)限驗證，有效增強了汽車防盜性能。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0025]圖1基于指紋密鑰加密技術(shù)的汽車防盜方法流程圖。
[0026]圖2基于指紋密鑰加密技術(shù)的汽車防盜系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。
【具體實施方式】
[0027]下面結(jié)合附圖和實施實例對本發(fā)明作進一步描述。
[0028]圖1為基于指紋密鑰加密技術(shù)的汽車防盜方法流程圖。方法步驟如下:
[0029](I)初始化指紋特征儲存庫；通過汽車4S店專用指紋采集儀采集管理員(該車擁有者)指紋特征并存儲在該車指紋特征儲存庫中并設(shè)置管理員權(quán)限；用戶獲得管理員權(quán)限授權(quán)后，通過車載指紋采集模塊錄入指紋，經(jīng)指紋特征處理模塊處理后將指紋特征存儲在該車指紋特征儲存庫中。
[0030](2)用戶在鑰匙上觸發(fā)按鍵模塊發(fā)送開鎖指令并在指紋采集模塊上錄入指紋，其中開鎖指令由176位數(shù)字組成。
[0031](3)指紋特征處理模塊分割指紋圖像，使脊線更黑谷線更白，再將圖像二值化，從中提取出指紋特征點。
[0032](4)加密變換模塊獲得指紋特征點和開鎖指令明文后，采用指紋密鑰加密技術(shù)生成密文數(shù)據(jù)包。本發(fā)明具體實施例加密過程為:
[0033](4.1)加密變換模塊從獲得的指紋特征點中提取前12個指紋特征點橫坐標生成集合A= (X1, X2, X3, X4, x5...X20I，該集合A用來對開鎖指令的176位數(shù)字進行上鎖；
[0034](4.2)加密變換模塊將開鎖指令的176位數(shù)字隱藏在一個與之對應(yīng)的多項式內(nèi)，且開鎖指令的176位數(shù)字每隔16位作為一個系數(shù)嵌入到多項式內(nèi)；
[0035](4.3)加密變換模塊將開鎖指令的176位數(shù)字分成11段，每段16位，代入多項式:P (X) = m11x11+m10x10+m9x9+m8x8+m7x7+m6x6+m5x5+m4x4+m3x3+m2x2+m1x1+m0 (從左到右分另U對應(yīng) mn,m10, m9...In1 ；m0作為校驗位，其值為該車17位VIN碼)；
[0036](4.4)由集合 A 代入 P (X)可得 12 個點(χ1； Pxl)、(χ2, Px2)...(x20, Px20)，加密變換模
塊再隨機加入88個干擾點(a” Id1) , (a2, b2).......(a88, b88),且干擾點均不在多項式P (x)
上，由這100個點組成點集R,形成加密數(shù)據(jù)包。
[0037](5)無線通訊模塊將密文數(shù)據(jù)包傳遞給車載無線通訊模塊；
[0038](6)車載無線通訊模塊再將密文數(shù)據(jù)包傳遞給數(shù)據(jù)解密模塊；
[0039](7)數(shù)據(jù)解密模塊調(diào)用指紋特征儲存庫中存有的指紋特征點對密文數(shù)據(jù)包進行解密；本發(fā)明具體實施例解密過程為:
[0040](7.1)數(shù)據(jù)解密模塊調(diào)用指紋特征儲存庫中所有存儲的指紋特征點模板，分別提取前12個指紋特征點橫坐標生成集合Btl, B1, B2, B3...Bn；
[0041](7.2)數(shù)據(jù)解密模塊分別調(diào)用集合Btl, B1, B2, B3...Bn，通過拉格朗日插值多項式來重構(gòu)P (X);當(dāng)集合Bm與集合A大致相等時，便可重構(gòu)出正確的P (X)；
[0042](7.3) iBm集合重構(gòu)出的PU)中mQ值等于該車車輛VIN碼時，數(shù)據(jù)解密模塊便確認采集的指紋合法，進而將m'm'm9...m1重新生成組合數(shù)字，并傳給車身控制器和發(fā)動機管理單元；當(dāng)#，82，83...Bn分別重構(gòu)出的P(X)中的m°值均與該車車輛VIN碼不相等時，數(shù)據(jù)解密模塊認為采集的指紋非法，即不再進行操作。
[0043](8)車身控制器確認收到的明文數(shù)據(jù)為開鎖指令后，通過總線執(zhí)行開門操作；發(fā)動機管理單元確認收到的明文數(shù)據(jù)為開鎖指令后，允許發(fā)動機準備進行點火；如果沒有進行正確的開鎖操作或發(fā)動機管理單元沒有獲得開鎖指令的明文，禁止發(fā)動機點火。
[0044]圖2為基于指紋密鑰加密技術(shù)的汽車防盜系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖，從圖中可以看出，本發(fā)明的汽車防盜系統(tǒng)，包括汽車鑰匙和防盜控制子系統(tǒng)；其中汽車鑰匙包括按鍵模塊、指紋采集模塊、指紋特征處理模塊、加密變換模塊和無線通訊模塊，按鍵模塊用于觸發(fā)開鎖指令，指紋采集模塊用于錄入指紋信息，指紋特征模塊用于處理指紋圖像并提取指紋特征，加密變換模塊用于生成密文，無線通訊模塊用于傳送密文；防盜控制子系統(tǒng)包括車載無線通訊模塊、數(shù)據(jù)解密模塊、指紋特征存儲庫、指紋采集模塊、指紋特征處理模塊、車身控制器、發(fā)動機管理單元，車載無線通訊模塊用于接收密文，數(shù)據(jù)解密模塊用于對密文進行解密，指紋采集模塊和指紋特征處理模塊用于錄入合法指紋，車身控制器用于控制車門鎖，發(fā)動機管理單元用于控制發(fā)動機啟動；防盜控制子系統(tǒng)安裝在汽車上；汽車鑰匙和防盜控制子系統(tǒng)通過無線連接。
【權(quán)利要求】
1.一種基于指紋密鑰加密技術(shù)的汽車防盜方法，其特征在于:包括如下步驟: (1)初始化指紋特征儲存庫； (2)用戶觸發(fā)鑰匙上按鍵模塊發(fā)送開鎖指令并在指紋采集模塊上錄入指紋； (3)指紋特征處理模塊從采集到的指紋中提取指紋特征點； (4)加密變換模塊獲得指紋特征點和開鎖指令明文后，采用指紋密鑰加密技術(shù)生成密文數(shù)據(jù)包； (5)無線通訊模塊將密文數(shù)據(jù)包發(fā)送給車載無線通訊模塊； (6)車載無線通訊模塊將密文數(shù)據(jù)包傳遞給數(shù)據(jù)解密模塊； (7)數(shù)據(jù)解密模塊調(diào)用指紋特征儲存庫中存有的指紋特征點對密文數(shù)據(jù)包進行解密得到明文數(shù)據(jù)； (8)車身控制器確認收到的明文數(shù)據(jù)為開鎖指令后，通過總線執(zhí)行開門操作；發(fā)動機管理單元確認收到的明文數(shù)據(jù)為開鎖指令后，允許發(fā)動機準備進行點火；如果沒有進行正確的開鎖操作或發(fā)動機管理單元沒有獲得開鎖指令的明文，禁止發(fā)動機點火。
2.如權(quán)利要求1所述的基于指紋密鑰加密技術(shù)的汽車防盜方法，其特征在于:所述步驟(1)中，通過汽車4S店專用指紋采集儀采集管理員指紋特征，存儲在該車指紋特征儲存庫中，設(shè)置管理員權(quán)限；用戶獲得管理員權(quán)限授權(quán)后，通過車載指紋采集模塊錄入指紋，經(jīng)指紋特征處理模塊處理后將指紋特征存儲在該車指紋特征儲存庫中。
3.如權(quán)利要求1所述的基于指紋密鑰加密技術(shù)的汽車防盜方法，其特征在于:所述步驟(4)包括如下步驟: (a)加密變換模塊從獲得的指紋特征點中提取前a(a不得小于12)個指紋特征點橫坐標生成集合A = {V，X2, X3, X4, X5...xa},該集合A用來對開鎖指令的b位數(shù)字進行上鎖； (b)加密變換模塊將開鎖指令的((a-l)Xb)位數(shù)字隱藏在一個與之對應(yīng)的多項式內(nèi)，且開鎖指令的((a-l)Xb)位數(shù)字每隔b位作為一個系數(shù)嵌入到多項式內(nèi)，直到開鎖指令的((a-1) Xb)位數(shù)字全部嵌入到多項式內(nèi)； (C)加密變換模塊將開鎖指令的b位數(shù)字分成(a-Ι)段，每段b位，代入多項式:P(x)=Hia-1Xa-1+ma-2xa-2+ma-3xa-3+ma-4xa-4+...+mY+m0 (從左到右分別對應(yīng) m-1，m-2，m-3...m1 ；m° 作為校驗位，其值為該車17位VIN碼)； (d)由集合A代入P (X)可得a個點(X1，Pxl)、(X2，Px2)...(xa, Pxa)，加密變換模塊再隨機加入c (c遠大于a)個干擾點(Cl1Cl1), (c2，d2).......(Cc1Cf),且干擾點均不在多項式PU)上，由這100個點組成點集R,形成加密數(shù)據(jù)包。
4.如權(quán)利要求1所述的基于指紋密鑰加密技術(shù)的汽車防盜方法，其特征在于:所述步驟(7)包括如下步驟: (a)數(shù)據(jù)解密模塊調(diào)用指紋特征儲存庫中所有存儲的指紋特征點模板，分別提取前a個指紋特征點橫坐標生成集合B°，B1, B2，B3...Bn； (b)數(shù)據(jù)解密模塊分別調(diào)用集合B°，B1，B2，B3...Bn，通過拉格朗日插值多項式來重構(gòu)PU);當(dāng)集合Bm與集合A大致相等時，便可重構(gòu)出正確的PU)； (c)iBm集合重構(gòu)出的PU)中m°值等于該車車輛VIN碼時，數(shù)據(jù)解密模塊便確認采集的指紋合法，進而將nT1，!^2，!^3...m1重新生成組合數(shù)字，并傳給車身控制器和發(fā)動機管理單元；當(dāng)#，82，83...Bn分別重構(gòu)出的P(X)中的m°值均與該車車輛VIN碼不相等時，數(shù)據(jù)解密模塊認為采集的指紋非法，即不再進行操作。
5.一種基于指紋密鑰加密技術(shù)的汽車防盜系統(tǒng)，其特征在于:所述防盜系統(tǒng)包括汽車鑰匙和防盜控制子系統(tǒng)；所述汽車鑰匙包括按鍵模塊、指紋采集模塊、指紋特征處理模塊、加密變換模塊和無線通訊模塊，所述按鍵模塊用于觸發(fā)開鎖指令，指紋采集模塊用于錄入指紋信息，指紋特征模塊用于處理指紋圖像并提取指紋特征，加密變換模塊用于生成密文，無線通訊模塊用于傳送密文；所述防盜控制子系統(tǒng)包括車載無線通訊模塊、數(shù)據(jù)解密模塊、指紋特征存儲庫、指紋采集模塊、指紋特征處理模塊、車身控制器、發(fā)動機管理單元，所述車載無線通訊模塊用于接收密文，數(shù)據(jù)解密模塊用于對密文進行解密，指紋采集模塊和指紋特征處理模塊用于錄入合法指紋，車身控制器用于控制車門鎖，發(fā)動機管理單元用于控制發(fā)動機啟動；所述防盜控制子系統(tǒng)安裝在汽車上；所述汽車鑰匙和防盜控制子系統(tǒng)通過無線連 接。
【文檔編號】B60R25/25GK104029654SQ201410239545
【公開日】2014年9月10日 申請日期:2014年5月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月30日
【發(fā)明者】江浩斌, 沈崢楠, 馬世典, 涂琨, 謝國慶, 李文瑤 申請人:江蘇大學(xué)