基于非對稱密鑰的手機(jī)門鎖系統(tǒng)及其實(shí)現(xiàn)方法
【專利說明】基于非對稱密鑰的手機(jī)門鎖系統(tǒng)及其實(shí)現(xiàn)方法
[0001]
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明涉及一種手機(jī)門鎖，更具體的說，本發(fā)明主要涉及一種基于非對稱密鑰的手機(jī)門鎖系統(tǒng)及其實(shí)現(xiàn)方法。
[0003]
【背景技術(shù)】
[0004]目前手機(jī)門鎖產(chǎn)品還非常少，發(fā)明人對市面上逆向分析結(jié)果顯示，它們的開門過程大致如下:手機(jī)和門鎖共享一個(gè)開門口令，開門時(shí)手機(jī)發(fā)送這個(gè)口令給門鎖，門鎖驗(yàn)證無誤就開門。這個(gè)開門過程存在嚴(yán)重安全問題，無法抵御重放攻擊，攻擊者只要監(jiān)聽開門口令，然后進(jìn)行重放即可開門；因而有必要對這類門鎖產(chǎn)品的防盜功能進(jìn)行研究和該改進(jìn)。
[0005]

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的之一在于針對上述不足，提供一種基于非對稱密鑰的手機(jī)門鎖系統(tǒng)及其實(shí)現(xiàn)方法，以期望解決現(xiàn)有技術(shù)中同類手機(jī)門鎖易被重放攻擊破解，導(dǎo)致非法開鎖，防盜性能上存在安全隱患等技術(shù)問題。
[0007]為解決上述的技術(shù)問題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
本發(fā)明一方面提供了一種基于非對稱密鑰的手機(jī)門鎖系統(tǒng)，所述的系統(tǒng)包括智能手機(jī)、門鎖與服務(wù)器，所述智能手機(jī)、門鎖與服務(wù)器之間通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，其中:所述服務(wù)器用于存儲手機(jī)串號黑名單，并在驗(yàn)證合法后將開門權(quán)限數(shù)據(jù)串加密后發(fā)送至智能手機(jī)；所述智能手機(jī)用于將本機(jī)的開門權(quán)限數(shù)據(jù)串發(fā)送給門鎖，所述開門權(quán)限數(shù)據(jù)串中至少包括門鎖ID、手機(jī)串號；所述門鎖用于解密當(dāng)前開門權(quán)限數(shù)據(jù)串，并判斷解密后的數(shù)據(jù)串中是否包含門鎖的標(biāo)識ID，如判斷結(jié)果為否，則驗(yàn)證失敗，拒絕開鎖，反之則訪問服務(wù)器查詢當(dāng)前數(shù)據(jù)串中的手機(jī)串號是否包含在黑名單中，如判斷結(jié)果為是，則選擇一個(gè)隨機(jī)數(shù)發(fā)送至智能手機(jī)；反之則驗(yàn)證失敗，拒絕開鎖；所述智能手機(jī)還用于在接收到門鎖發(fā)送的隨機(jī)數(shù)后進(jìn)行加密，并將加密數(shù)據(jù)發(fā)送至門鎖；所述門鎖還用于通過與智能手機(jī)相匹配的解密方式對加密數(shù)據(jù)進(jìn)行解密，并判斷解密后的數(shù)據(jù)是否等于發(fā)送至智能手機(jī)的隨機(jī)數(shù)，如判斷結(jié)果為是，則驗(yàn)證成功，允許開鎖，反之則驗(yàn)證失敗，拒絕開鎖。
[0008]作為優(yōu)選，進(jìn)一步的技術(shù)方案是:所述的服務(wù)器通過服務(wù)器私鑰加密開門權(quán)限數(shù)據(jù)串。
[0009]更進(jìn)一步的技術(shù)方案是:所述門鎖內(nèi)還設(shè)有服務(wù)器公鑰，所述門鎖通過服務(wù)器公鑰解密所述開門權(quán)限數(shù)據(jù)串。
[0010]更進(jìn)一步的技術(shù)方案是:所述的開門權(quán)限數(shù)據(jù)串中還包括手機(jī)公鑰和服務(wù)器私鑰；智能手機(jī)內(nèi)還設(shè)有手機(jī)私鑰；所述智能手機(jī)通過手機(jī)私鑰對隨機(jī)數(shù)進(jìn)行加密；所述門鎖通過從開門權(quán)限數(shù)據(jù)串中解密出的手機(jī)公鑰解密加密數(shù)據(jù)。
[0011]更進(jìn)一步的技術(shù)方案是:所述智能手機(jī)中的手機(jī)私鑰由服務(wù)器與手機(jī)公鑰同時(shí)生成，并將手機(jī)私鑰發(fā)送至智能手機(jī)保存，再將手機(jī)公鑰隨開門權(quán)限數(shù)據(jù)串發(fā)送至智能手機(jī)。
[0012]本發(fā)明另一方面提供了一種基于非對稱密鑰手機(jī)門鎖系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方法，所述的方法包括如下步驟:
步驟A、智能手機(jī)將本機(jī)的開門權(quán)限數(shù)據(jù)串發(fā)送給門鎖，開門權(quán)限數(shù)據(jù)串中至少包括門鎖ID、手機(jī)串號；
步驟B、門鎖解密當(dāng)前開門權(quán)限數(shù)據(jù)串，并判斷解密后的數(shù)據(jù)串中是否包含門鎖的標(biāo)識ID,如判斷結(jié)果為否，則驗(yàn)證失敗，拒絕開鎖，反之則訪問服務(wù)器查詢當(dāng)前數(shù)據(jù)串中的手機(jī)串號是否包含在服務(wù)器內(nèi)部存儲的黑名單中，如判斷結(jié)果為是，則選擇一個(gè)隨機(jī)數(shù)發(fā)送至智能手機(jī)；反之則驗(yàn)證失敗，拒絕開鎖；
步驟C、智能手機(jī)在接收到門鎖發(fā)送的隨機(jī)數(shù)后進(jìn)行加密，并將加密數(shù)據(jù)發(fā)送至門鎖；步驟D、門鎖通過與智能手機(jī)相匹配的解密方式對加密數(shù)據(jù)進(jìn)行解密，并判斷解密后的數(shù)據(jù)是否等于發(fā)送至智能手機(jī)的隨機(jī)數(shù)，如判斷結(jié)果為是，則驗(yàn)證成功，允許開鎖，反之則驗(yàn)證失敗，拒絕開鎖。
[0013]作為優(yōu)選，進(jìn)一步的技術(shù)方案是:所述步驟A中的開門權(quán)限數(shù)據(jù)串由服務(wù)器在驗(yàn)證合法后加密并發(fā)送至智能手機(jī)。
[0014]更進(jìn)一步的技術(shù)方案是:服務(wù)器通過服務(wù)器私鑰加密開門權(quán)限數(shù)據(jù)串。
[0015]更進(jìn)一步的技術(shù)方案是:所述步驟B中門鎖通過服務(wù)器公鑰解密開門權(quán)限數(shù)據(jù)串；所述開門權(quán)限數(shù)據(jù)串中還包括手機(jī)公鑰和服務(wù)器私鑰；所述步驟C中智能手機(jī)通過手機(jī)私鑰對隨機(jī)數(shù)進(jìn)行加密；所述步驟D中門鎖通過從開門權(quán)限數(shù)據(jù)串中解密出的手機(jī)公鑰解密加密數(shù)據(jù)。
[0016]更進(jìn)一步的技術(shù)方案是:所述步驟C中智能手機(jī)中的手機(jī)私鑰由服務(wù)器與手機(jī)公鑰同時(shí)生成，并將手機(jī)私鑰發(fā)送至智能手機(jī)保存，再將手機(jī)公鑰隨開門權(quán)限數(shù)據(jù)串發(fā)送至智能手機(jī)。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果之一是:通過智能手機(jī)與門鎖及服務(wù)器之間進(jìn)行加密權(quán)限數(shù)據(jù)串及黑名單校驗(yàn)等多次加解密校驗(yàn)，不僅能解決現(xiàn)有手機(jī)門鎖產(chǎn)品不能抵御重放攻擊，非法開鎖風(fēng)險(xiǎn)大的技術(shù)問題，還提供了完整的權(quán)限分發(fā)、認(rèn)證和撤銷過程，能夠極大提高手機(jī)門鎖產(chǎn)品的安全性能，從而促進(jìn)手機(jī)門鎖產(chǎn)業(yè)的發(fā)展；同時(shí)本發(fā)明所提供的一種基于非對稱密鑰的手機(jī)門鎖系統(tǒng)架構(gòu)簡單，可在各類場所中安裝使用，應(yīng)用范圍廣闊。
[0017]
【附圖說明】
[0018]圖1為用于說明本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的系統(tǒng)架構(gòu)示意圖；
圖2為用于說明本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例中開門校驗(yàn)流程圖。
[0019]
【具體實(shí)施方式】
[0020]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步闡述。
[0021]參考圖1所示，本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例是一種基于非對稱密鑰的手機(jī)門鎖系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括智能手機(jī)、門鎖與服務(wù)器，所述智能手機(jī)、門鎖與服務(wù)器之間通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，其中:
服務(wù)器用于存儲手機(jī)串號黑名單，并在驗(yàn)證合法后將開門權(quán)限數(shù)據(jù)串加密后發(fā)送至智能手機(jī)；
智能手機(jī)用于將本機(jī)的開門權(quán)限數(shù)據(jù)串發(fā)送給門鎖，所述開門權(quán)限數(shù)據(jù)串中至少包括門鎖ID、手機(jī)串號；
門鎖用于解密當(dāng)前開門權(quán)限數(shù)據(jù)串，并判斷解密后的數(shù)據(jù)串中是否包含門鎖的標(biāo)識ID,如判斷結(jié)果為否，則驗(yàn)證失敗，拒絕開鎖，反之則訪問服務(wù)器查詢當(dāng)前數(shù)據(jù)串中的手機(jī)串號是否包含在黑名單中，如判斷結(jié)果為是，則選擇一個(gè)隨機(jī)數(shù)發(fā)送至智能手機(jī)；反之則驗(yàn)證失敗，拒絕開鎖；
智能手機(jī)還用于在接收到門鎖發(fā)送的隨機(jī)數(shù)后進(jìn)行加密，并將加密數(shù)據(jù)發(fā)送至門鎖；門鎖還用于通過與智能手機(jī)相匹配的解密方式對加密數(shù)據(jù)進(jìn)行解密，并判斷解密后的數(shù)據(jù)是否等于發(fā)送至智能手機(jī)的隨機(jī)數(shù)，如判斷結(jié)果為是，則驗(yàn)證成功，允許開鎖，反之則驗(yàn)證失敗，拒絕開鎖。
[0022]為進(jìn)一步提升上述系統(tǒng)使用中的安全性，優(yōu)選的是，上述服務(wù)器通過服務(wù)器私鑰加密開門權(quán)限數(shù)據(jù)串；并且在門鎖內(nèi)還設(shè)有服務(wù)器公鑰，所述門鎖通過服務(wù)器公鑰解密所述開門權(quán)限數(shù)據(jù)串；上述的開門權(quán)限數(shù)據(jù)串中還包括手機(jī)公鑰和服務(wù)器私鑰；智能手機(jī)內(nèi)還設(shè)有手機(jī)私鑰；所述智能手機(jī)通過手機(jī)私鑰對隨機(jī)數(shù)進(jìn)行加密；上述門鎖通過從開門權(quán)限數(shù)據(jù)串中解密出的手機(jī)公鑰解密加密數(shù)據(jù)。上述智能手機(jī)中的手機(jī)私鑰由服務(wù)器與手機(jī)公鑰同時(shí)生成，并將手機(jī)私鑰發(fā)送至智能手機(jī)保存，再將手機(jī)公鑰隨開門權(quán)限數(shù)據(jù)串發(fā)送至智能手機(jī)。
[0023]結(jié)合圖2所示，本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例是一種基于非對稱密鑰手機(jī)門鎖系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于所述的方法包括如下步驟:
步驟S1、智能手機(jī)將本機(jī)的開門權(quán)限數(shù)據(jù)串發(fā)送給門鎖，開門權(quán)限數(shù)據(jù)串中至少包括門鎖ID、手機(jī)串號；
步驟S2、門鎖解密當(dāng)前開門權(quán)限數(shù)據(jù)串，并判斷解密后的數(shù)據(jù)串中是否包含門鎖的標(biāo)識ID，如判斷結(jié)果為否，則驗(yàn)證失敗，拒絕開鎖，反之則訪問服務(wù)器查詢當(dāng)前數(shù)據(jù)串中的手機(jī)串號是否包含在服務(wù)器內(nèi)部存儲的黑名單中，如判斷結(jié)果為是，則選擇一個(gè)隨機(jī)數(shù)發(fā)送至智能手機(jī)；反之則驗(yàn)證失敗，拒絕開鎖；
步驟S3、智能手機(jī)在接收到門鎖發(fā)送的隨機(jī)數(shù)后進(jìn)行加密，并將加密數(shù)據(jù)發(fā)送至門鎖；
步驟S4、門鎖通過與智能手機(jī)相匹配的解密方式對加密數(shù)據(jù)進(jìn)行解密，并判斷解密后的數(shù)據(jù)是否等于發(fā)送至智能手機(jī)的隨機(jī)數(shù)，如判斷結(jié)果為是，則驗(yàn)證成功，允許開鎖，反之則驗(yàn)證失敗，拒絕開鎖。
[0024]與上述的實(shí)施例相類似，為進(jìn)一步提升上述系統(tǒng)使用中的安全性，優(yōu)選的是，上述步驟SI中的開門權(quán)限數(shù)據(jù)串由服務(wù)器在驗(yàn)證合法后加密并發(fā)送至智能手機(jī)，并且上述服務(wù)器通過服務(wù)器私鑰加密開門權(quán)限數(shù)據(jù)串；上述步驟S2中門鎖通過服務(wù)器公鑰解密開門權(quán)限數(shù)據(jù)串；所述開門權(quán)限數(shù)據(jù)串中還包括手機(jī)公鑰和服務(wù)器私鑰；上述步驟S3中智能手機(jī)通過手機(jī)私鑰對隨機(jī)數(shù)進(jìn)行加密；上述步驟S4中門鎖通過從開門權(quán)限數(shù)據(jù)串中解密出的手機(jī)公鑰解密加密數(shù)據(jù)。上述步驟S3中智能手機(jī)中的手機(jī)私鑰由服務(wù)器與手機(jī)公鑰同時(shí)生成，并將手機(jī)私鑰發(fā)送至智能手機(jī)保存，再將手機(jī)公鑰隨開門權(quán)限數(shù)據(jù)串發(fā)送至智能手機(jī)。
[0025]正如上述所提到的，下面再基于本發(fā)明的實(shí)施例對本發(fā)明的技術(shù)方案做更詳細(xì)的說明，以幫助本領(lǐng)域技術(shù)人員更快的理解本發(fā)明。手機(jī)門鎖系統(tǒng)由手機(jī)客戶端(安裝于智能手機(jī)上的App程序)、門鎖、后臺服務(wù)器三個(gè)部分組成。手機(jī)客戶端首先需要向服務(wù)器注冊成為合法用戶，然后才能向服務(wù)器申請獲取某個(gè)門的開門權(quán)限，之后就可以利用開門權(quán)限去開啟該門；門鎖具有wifi或者藍(lán)牙通信功能，等待智能手機(jī)發(fā)送開門請求，認(rèn)證智能手機(jī)是否具有開門權(quán)限，如果有開門，否則不予開門；后臺服務(wù)器是系統(tǒng)核心，負(fù)責(zé)智能手機(jī)注冊登錄、開門權(quán)限分發(fā)撤銷工作。手機(jī)門鎖系統(tǒng)的安全問題在于如何防御攻擊者偽造權(quán)限，非法開門。本發(fā)明提出了一套完整的權(quán)限管理方案，包括分發(fā)、認(rèn)證和撤銷三個(gè)部分，能搞有效防御攻擊者非法開門。
[0026]上述功能實(shí)現(xiàn)的前提條件是服務(wù)器有一對公私鑰對(Kpri_server和Kpub_server)，服務(wù)器獨(dú)享私鑰Kpri_serve，所