專利名稱：密鑰還原系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及密鑰還原系統(tǒng)，尤其涉及一種IC卡預(yù)付費電能表的密鑰還原系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著“一戶一表”工程的推廣實施，IC卡預(yù)付費電能表得到了大規(guī)模的推廣和使用。IC卡預(yù)付費電能表中含有和用戶電費相關(guān)的收費數(shù)據(jù)，如果這些數(shù)據(jù)被復(fù)制和修改，會給造成不可挽回的損失，因此必須對IC卡預(yù)付費電能表中的關(guān)鍵數(shù)據(jù)進(jìn)行安全保護(hù)。這種保護(hù)主要是通過使用CPU智能卡以及嵌入式ESAM安全模塊來對數(shù)據(jù)交換進(jìn)行安全認(rèn)證和加密解密處理來實現(xiàn)的。因此在數(shù)據(jù)安全的處理中，密鑰起到了至關(guān)重要的作用，一旦密鑰被公開，IC卡預(yù)付費電能表的數(shù)據(jù)將不再安全，因此在現(xiàn)場運行的IC卡預(yù)付費電能表中一定要安裝運行密鑰來確保數(shù)據(jù)安全。而且IC卡預(yù)付費電能表也難免存在需要維護(hù)修理，由此造成了在保障IC卡預(yù)付費電能表數(shù)據(jù)安全的同時，產(chǎn)生對現(xiàn)場使用的IC卡預(yù)付費電能表維護(hù)修理的困難。因為運行密鑰的控制，使得電力公司的工作人員和電表生產(chǎn)廠家的技術(shù)人員都沒有可能在現(xiàn)場對運行的IC卡預(yù)付費電能表進(jìn)行任何操作和處理，在IC卡預(yù)付費電能表出現(xiàn)異常時無法及時為用戶提供及時的服務(wù)?，F(xiàn)有的方法是對于現(xiàn)場出現(xiàn)異常的IC卡預(yù)付費電能表只能采取更換電表的方式解決，必須將IC卡預(yù)付費電能表更換回來后，在實驗室使用還原密鑰卡將其中的運行密鑰還原成公開的生產(chǎn)測試密鑰，然后用各種工具卡對IC卡預(yù)付費電能表中的數(shù)據(jù)和狀態(tài)進(jìn)行讀取分析和測試，并對錯誤的狀態(tài)和數(shù)據(jù)進(jìn)行重新設(shè)置。處理好的IC卡預(yù)付費電能表在重新使用時，還需要使用修改密鑰卡將其中公開的生產(chǎn)測試密鑰恢復(fù)成運行密鑰。這樣的處理方法這樣不僅增加是時間成本，同時也增加了工作人員的人力成本，增加了周轉(zhuǎn)表的數(shù)量。由于現(xiàn)有的方式是修改密鑰卡已經(jīng)發(fā)放給電力公司的相關(guān)工作人員和電表生產(chǎn)廠家的生產(chǎn)人員使用，用來將IC卡預(yù)付費電能表在安裝前進(jìn)行運行密鑰的修改。如果為了方便，再將還原密鑰卡提供給這些人員使用，雖然這樣兩張卡就能夠?qū)ΜF(xiàn)場運行的IC卡預(yù)付費電能表進(jìn)行任何操作，但是由于無法實現(xiàn)監(jiān)控和管理，這樣將無法保證IC卡預(yù)付費電能表中數(shù)據(jù)的安全，所以無法將還原密鑰卡提供給現(xiàn)場人員使用。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供了一種密鑰還原系統(tǒng)，通過對還原密鑰卡的制作和監(jiān)控，保證了電能表中密鑰還原的安全性，從而實現(xiàn)了在現(xiàn)場對電能表的維護(hù)處理。為實現(xiàn)上述目的，本實用新型還提供了一種密鑰還原系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括讀寫裝置和還原密鑰裝置；所述讀寫裝置讀取還原密鑰母卡中的密鑰密文，并將使用次數(shù)信息和所述密鑰密文寫入還原密鑰卡中；所述還原密鑰裝置包括讀寫器、控制器和卡模擬器；所述讀寫器和卡模擬器分別與所述控制器相連接。優(yōu)選的，所述還原密鑰裝置還包括存儲器，用于存儲將運行密鑰還原成公開密鑰的相關(guān)信息。所述還原密鑰裝置還包括顯示器，用于顯示所述使用次數(shù)。所述還原密鑰裝置還包括指示器，用于指示所述密鑰密文將運行密鑰還原成公開密鑰是否成功。所述還原密鑰裝置還包括電源，用于供電。本實用新型密鑰還原方法和還原系統(tǒng)，通過對還原密鑰卡的制作和監(jiān)控，保證了電能表中密鑰還原的安全性，從而實現(xiàn)了在現(xiàn)場對電能表的維護(hù)處理。

為了更清楚地說明本實用新型實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1為本實用新型密鑰還原系統(tǒng)的示意圖；圖2為本實用新型密鑰還原系統(tǒng)的讀寫裝置的工作示意圖；圖3為本實用新型密鑰還原系統(tǒng)的還原密鑰裝置的工作示意圖；圖4為本實用新型密鑰還原系統(tǒng)的還原密鑰裝置的具體示意圖；圖5為本實用新型密鑰還原系統(tǒng)的還原密鑰裝置的另一具體示意圖；圖6為本實用新型密鑰還原系統(tǒng)處理方法實施例一的流程圖；圖7為本實用新型密鑰還原系統(tǒng)處理方法實施例二的流程圖。
具體實施方式
下面將結(jié)合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒緦嵱眯滦椭械膶嵤├?，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護(hù)的范圍。本實用新型將現(xiàn)場運行的IC卡預(yù)付費電能表中的運行密鑰還原成一組用于生產(chǎn)測試的公開密鑰，這樣可以通過還原密鑰卡來實現(xiàn)。因此設(shè)計了一套基于還原密鑰卡管理系統(tǒng)的方法和系統(tǒng)，使用本實用新型的密鑰還原方法和系統(tǒng)，能夠在現(xiàn)場制作還原密鑰卡，對IC卡預(yù)付費電能表中的運行密鑰進(jìn)行還原處理，更重要的是同時使得還原過程能夠被記錄下來，確保現(xiàn)場的IC卡預(yù)付費電能表在不經(jīng)許可的情況下不能進(jìn)行還原處理，并且經(jīng)過還原的IC卡預(yù)付費電能表都有記錄可以追查和監(jiān)控。由此證明了，隨著電力公司對CPU智能卡安全技術(shù)的逐漸掌握，對密鑰管理系統(tǒng)控制能力的增強(qiáng)，在保證IC卡預(yù)付費電能表數(shù)據(jù)安全的前提下，設(shè)計一套IC卡預(yù)付費電能表還原密鑰卡系統(tǒng)，提高現(xiàn)場維護(hù)和技術(shù)服務(wù)的方便性是可能的。圖1為本實用新型密鑰還原系統(tǒng)的示意圖，如圖所示，本實用新型的密鑰還原系統(tǒng)具體包括讀寫裝置100和還原密鑰裝置200。讀寫裝置100用于讀取還原密鑰母卡400中的密鑰密文，并將使用次數(shù)信息和密鑰密文寫入還原密鑰卡300中；還原密鑰裝置200用于讀取還原密鑰卡300中的使用次數(shù)信息，當(dāng)使用次數(shù)信息中的使用次數(shù)大于零時，從還原密鑰卡中300讀取密鑰密文發(fā)送到電能表中，利用密鑰密文將運行密鑰還原成公開密鑰。還原密鑰母卡是由密鑰發(fā)行管理系統(tǒng)生成的，用來控制發(fā)行還原密鑰卡。而還原密鑰卡可以將運行狀態(tài)的IC卡預(yù)付費電能表中的運行密鑰修改還原成生產(chǎn)狀態(tài)的公開密鑰值，并記錄操作過程中的相關(guān)信息。圖2為本實用新型密鑰還原系統(tǒng)的讀寫裝置的工作示意圖，如圖所示，讀寫裝置100通過接口，例如USB接口和計算機(jī)500連接，并插接還原密鑰母卡400和還原密鑰卡300，所以是雙口設(shè)置。在還原密鑰母卡400的控制下，發(fā)行新的還原密鑰卡300。在還原密鑰卡發(fā)行軟件的控制下，讀取還原密鑰母卡400中的密鑰密文，連同設(shè)置的還原密鑰卡300可以使用次數(shù)的使用次數(shù)信息一起寫入還原密鑰卡300中。當(dāng)還原密鑰卡使用次數(shù)為0時，在發(fā)行軟件中可重新設(shè)置發(fā)行，并將還原密鑰卡內(nèi)保存的修改過的表計信息返寫至軟件中。圖3為本實用新型密鑰還原系統(tǒng)的還原密鑰裝置的工作示意圖，如圖所示，在工作時，將還原密鑰卡300插入還原密鑰裝置200中，還原密鑰裝置200由電池(例如鋰電池)供電，在現(xiàn)場使用時連接IC卡預(yù)付費電能表600和還原密鑰卡300，跟蹤并控制IC卡預(yù)付費電能表600和還原密鑰卡300之間的數(shù)據(jù)交換，并監(jiān)控還原密鑰卡300中的可使用次數(shù)，每成功使用一次還原密鑰卡，裝置自動將還原密鑰卡中的次數(shù)減1。圖4為本實用新型密鑰還原系統(tǒng)的還原密鑰裝置的具體示意圖，如圖所示，本實用新型的還原密鑰裝置200具體包括讀寫器201、控制器202和卡模擬器203，讀寫器201和卡模擬器202分別與控制器202相連接?？刂破?02可以利用單片機(jī)來實現(xiàn)，是還原密鑰裝置200中的核心器件，在程序的控制作用下，完成對還原密鑰卡300和IC卡預(yù)付費電能表600數(shù)據(jù)交換的監(jiān)控，并實現(xiàn)對還原密鑰卡300使用次數(shù)的控制。讀寫器201用來裝入還原密鑰卡300，并控制對還原密鑰卡300的數(shù)據(jù)讀寫操作?？M器203使用時將該模塊插入IC卡預(yù)付費電能表600的卡座中，用來模擬實際的IC卡，完成IC卡預(yù)付費電能表和IC卡之間的數(shù)據(jù)交換。工作的時候，將還原密鑰卡300插入還原密鑰裝置200的讀寫器201中，再將卡模擬器203插入IC卡預(yù)付費電能表600的卡座中。然后讀寫器201讀取還原密鑰卡300中的使用次數(shù)信息，如果使用次數(shù)信息中的使用次數(shù)大于零，則控制器202控制讀寫器201讀取還原密鑰卡300中的密鑰密文，由卡模擬器203發(fā)送到電表600中，將電能表中的運行密鑰還原成公開密鑰，還原成功后控制器202將使用次數(shù)信息中的使用次數(shù)減去一次，并將使用次數(shù)信息回寫入還原密鑰卡300中。圖5為本實用新型密鑰還原系統(tǒng)的還原密鑰裝置的另一具體示意圖，如圖所示，本實用新型的還原密鑰裝置200具體包括讀寫器201、控制器202、卡模擬器203、存儲器204、顯示器205、指示器206和電源207。在上述處理中，控制器202會將運行密鑰還原成公開密鑰的相關(guān)信息存儲在存儲器204中，并控制讀寫器201將運行密鑰還原成公開密鑰的相關(guān)信息寫入還原密鑰卡300中。當(dāng)還原密鑰卡300插接入讀寫裝置100的時候，讀寫裝置100可以將運行密鑰還原成公開密鑰的相關(guān)信息讀取并返回計算機(jī)中。電源207的作用是供電，采用鋰氬電池對整個裝置供電，電源207能夠監(jiān)控電池的容量，當(dāng)電池容量不足時，能夠在顯示器205上提示盡快更換電池。指示器206的作用是指示密鑰密文將運行密鑰還原成公開密鑰是否成功，例如用一組發(fā)光二極管來指示還原密鑰卡操作是否成功，電池電壓是否工作正常，同時在顯示器205上顯示還原密鑰卡還可以使用的次數(shù)。本實用新型的密鑰還原系統(tǒng)主要是為了在保證IC卡預(yù)付費電能表數(shù)據(jù)安全的前提下，改善對現(xiàn)場運行的IC卡預(yù)付費電能表進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和故障處理的便利和快捷，同時能夠使每次對現(xiàn)場IC卡預(yù)付費電能表的密鑰還原操作都能夠被記錄下來，使得整個處理過程完全在可控的范圍內(nèi)。為了保證還原密鑰裝置能夠有所控制的使用，在還原密鑰卡中增加了使用次數(shù)的設(shè)置，還原密鑰裝置能夠?qū)崿F(xiàn)每對IC卡預(yù)付費電能表進(jìn)行一次還原密鑰操作，將使用次數(shù)自動減1，并能夠在使用次數(shù)為0時，拒絕對現(xiàn)場IC卡預(yù)付費電能表繼續(xù)進(jìn)行密鑰還原操作。由此本實用新型實現(xiàn)了能夠在還原密鑰母卡的控制下，發(fā)行具有設(shè)定使用次數(shù)的還原密鑰卡；能夠使還原密鑰裝置自動監(jiān)測IC卡預(yù)付費電能表和還原密鑰卡操作的指令流，并判斷密鑰還原是否成功；能夠?qū)€原密鑰卡的使用次數(shù)進(jìn)行自動扣減，并能夠判斷當(dāng)還原密鑰卡使用次數(shù)為0時，中止還原密鑰卡的繼續(xù)使用；還原密鑰裝置要具有便攜性，使用電池供電，能夠在現(xiàn)場沒有電源的情況下正常使用；具有本實用新型密鑰還原系統(tǒng)能夠在保障現(xiàn)場IC卡預(yù)付費電能表數(shù)據(jù)安全的前提下，大大提高電力公司工作人員的現(xiàn)場排查故障的能力，提高處理問題的效率，更好地為用戶提供便利的服務(wù)。本實用新型密鑰還原系統(tǒng)綜合運用了單片機(jī)編程技術(shù)、CPU智能卡技術(shù)、模擬仿真技術(shù)、低功耗技術(shù)，設(shè)計了一款非常實用的，具有較高安全性的現(xiàn)場處理設(shè)備，極大地方便了電力公司工作人員對現(xiàn)場運行的IC卡預(yù)付費電能表的功能檢測和故障分析，對保障電力公司提高對居民用戶的用電服務(wù)能起到積極的推動作用。在電力公司，提出采用模擬IC卡的方式對還原密鑰卡進(jìn)行控制使用，這在國內(nèi)還是首次，并且經(jīng)過分析論證，也是可以實現(xiàn)的。同時，所設(shè)計的IC卡預(yù)付費電能表還原密鑰裝置可以使用鋰電池供電，體積小巧，便于攜帶和使用。模擬IC卡采用模擬仿真技術(shù)，開發(fā)的用于連接IC卡預(yù)付費電能表和還原密鑰卡的電路轉(zhuǎn)換板，對于IC卡預(yù)付費電能表，是一個模擬的還原密鑰卡；對于還原密鑰卡，是一個模擬的IC卡預(yù)付費電能表，并能夠?qū)€原密鑰卡中的使用次數(shù)進(jìn)行自動扣減。嵌入式開發(fā)技術(shù)通過嵌入式微控制器開發(fā)技術(shù)實現(xiàn)了 IC卡預(yù)付費電能表還原密鑰裝置，能夠在低功耗情況下使用鋰電池供電。[0048]CPU智能卡數(shù)據(jù)安全技術(shù)將CPU智能卡的數(shù)據(jù)協(xié)議、密鑰修改技術(shù)應(yīng)用到還原密鑰裝置中，使得整個密鑰還原處理過程具備極高的數(shù)據(jù)安全性，不會對IC卡預(yù)付費電能表的數(shù)據(jù)安全性造成破壞。圖6為本實用新型密鑰還原系統(tǒng)處理方法實施例一的流程圖，如圖所示，本實用新型密鑰還原方法實施例一具體包括步驟101，將密鑰密文和使用次數(shù)信息寫入還原密鑰卡中；本步驟具體包括生成所述密鑰密文，并建立所述還原密鑰卡的文件結(jié)構(gòu)；將所述密鑰密文和所述使用次數(shù)信息寫入所述文件結(jié)構(gòu)的文件中；在還原密鑰卡發(fā)行軟件的控制下，讀取還原密鑰母卡中的密鑰密文，連同設(shè)置的還原密鑰卡可以使用次數(shù)的使用次數(shù)信息一起寫入還原密鑰卡中。當(dāng)還原密鑰卡使用次數(shù)為0時，在發(fā)行軟件中可重新設(shè)置發(fā)行，并將還原密鑰卡內(nèi)保存的修改過的表計信息返寫至軟件中；步驟102，讀取所述使用次數(shù)信息，當(dāng)所述使用次數(shù)信息中的使用次數(shù)大于零時，從所述還原密鑰卡中讀取所述密鑰密文；由此利用了還原密鑰卡發(fā)行時提供的使用次數(shù)，當(dāng)沒有使用次數(shù)的時候?qū)⒉荒苁褂?。步驟103，利用所述密鑰密文將電能表中的運行密鑰還原成公開密鑰；讀寫器讀取還原密鑰卡中的使用次數(shù)信息，如果使用次數(shù)信息中的使用次數(shù)大于零，則控制器控制讀寫器201讀取還原密鑰卡中的密鑰密文，由卡模擬器發(fā)送到電表中，將電能表中的運行密鑰還原成公開密鑰；步驟104，將所述使用次數(shù)信息中的使用次數(shù)減少一次，并將所述使用次數(shù)信息回寫入所述還原密鑰卡中。并且還可以包括步驟105，存儲將運行密鑰還原成公開密鑰的相關(guān)信息。圖7為本實用新型密鑰還原系統(tǒng)處理方法實施例二的流程圖，如圖所示，本實用新型密鑰還原方法實施例二具體包括首先是還原密鑰卡發(fā)行軟件的使用步驟201，連接計算機(jī)和IC卡讀寫裝置；步驟202，取出還原密鑰母卡，將母卡插入IC卡讀寫裝置后卡座；步驟203，將要制作的還原密鑰卡插入IC卡讀寫裝置前卡座；步驟204，啟動還原密鑰卡發(fā)行軟件，輸入正確的操作員口令和密碼；步驟205，在界面中輸入還原密鑰卡的可使用次數(shù)；步驟206，發(fā)行軟件從還原密鑰母卡中讀出相關(guān)密鑰，建立還原密鑰卡的文件結(jié)構(gòu)，寫入相關(guān)密鑰，并生成還原密鑰卡相關(guān)密鑰數(shù)據(jù)密文，將密文和還原密鑰卡可使用次數(shù)分別寫入到還原密鑰卡中不同的文件中去；發(fā)行完畢。然后是還原密鑰裝置的使用步驟211 ；將還原密鑰卡插入還原密鑰裝置；步驟212，按下裝置上的查詢按鍵，控制器從還原密鑰卡中讀出可使用次數(shù)，并顯示在顯示器上，如果可使用次數(shù)為0，表示還原密鑰卡將不能繼續(xù)使用，點亮紅色指示器發(fā)光二極管，若可使用次數(shù)大于0，則點亮綠色指示器發(fā)光二極管表示可繼續(xù)使用，顯示延時5秒鐘后自動熄滅；步驟213，現(xiàn)場使用時將通過扁平線纜連接的卡模擬器插入IC卡預(yù)付費電能表，IC卡預(yù)付費電能表通過卡模擬器和還原密鑰卡進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，將IC卡預(yù)付費電能表中的運行密鑰還原成公開密鑰，此過程成功和失敗在IC卡預(yù)付費電能表的LCD上有相關(guān)顯示；步驟214，在監(jiān)測到還原密鑰卡對IC卡預(yù)付費電能表密鑰還原成功后，啟動程序?qū)€原密鑰卡進(jìn)行操作，將還原密鑰卡中的可使用次數(shù)減1，操作完畢后，再次在顯示器上顯示還原密鑰卡的當(dāng)前可使用次數(shù)，并通過指示器發(fā)光二極管進(jìn)行相關(guān)提示。當(dāng)裝置檢測到電源電壓不足時，在顯示器上顯示“換電池”，提醒操作人員盡快更換新電池。這時自動切斷對還原密鑰卡的操作，不能對IC卡預(yù)付費電能表進(jìn)行還原密鑰的操作。平時裝置處于低功耗休眠狀態(tài)下，靜態(tài)電流小于10uA。在使用之前通過查詢鍵進(jìn)行喚醒。因此本實用新型密鑰還原方法填補(bǔ)了電力公司對IC卡預(yù)付費電能表進(jìn)行現(xiàn)場功能檢測和故障分析的一個空白，使得工作人員有了非常實用的設(shè)備和手段對現(xiàn)場運行的IC卡預(yù)付費電能表進(jìn)行處理。同時，這種處理方法沒有破壞或降低IC卡預(yù)付費電能表的數(shù)據(jù)安全性，能夠保障IC卡預(yù)付費電能表中數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。以上所述的具體實施方式
，對本實用新型的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本實用新型的具體實施方式
而已，并不用于限定本實用新型的保護(hù)范圍，凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種密鑰還原系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括讀寫裝置和還原密鑰裝置；所述讀寫裝置讀取還原密鑰母卡中的密鑰密文，并將使用次數(shù)信息和所述密鑰密文寫入還原密鑰卡中；所述還原密鑰裝置包括讀寫器、控制器和卡模擬器；所述讀寫器和卡模擬器分別與所述控制器相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的密鑰還原系統(tǒng)，其特征在于，所述還原密鑰裝置還包括存儲器，用于存儲將運行密鑰還原成公開密鑰的相關(guān)信息。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的密鑰還原系統(tǒng)，其特征在于，所述還原密鑰裝置還包括顯示器，用于顯示所述使用次數(shù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的密鑰還原系統(tǒng)，其特征在于，所述還原密鑰裝置還包括指示器，用于指示所述密鑰密文將運行密鑰還原成公開密鑰是否成功。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的密鑰還原系統(tǒng)，其特征在于，所述還原密鑰裝置還包括電源，用于供電。
專利摘要本實用新型公開了一種密鑰還原系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括讀寫裝置和還原密鑰裝置；所述讀寫裝置讀取還原密鑰母卡中的密鑰密文，并將使用次數(shù)信息和所述密鑰密文寫入還原密鑰卡中；所述還原密鑰裝置包括讀寫器、控制器和卡模擬器；所述讀寫器和卡模擬器分別與所述控制器相連接。
文檔編號H04L9/00GK202340234SQ20102066257
公開日2012年7月18日 申請日期2010年12月15日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月15日
發(fā)明者丁恒春, 孫志杰, 宋楠, 宋雨虹, 李順昕, 羅瑋, 陳紅軍 申請人:華北電網(wǎng)有限公司計量中心