數(shù)據(jù)傳輸方法、電子密碼鎖裝置及其控制方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種電子密碼鎖裝置，包括RFID控制模塊和機(jī)電鎖模塊，所述RFID控制模塊和機(jī)電鎖模塊分別包括存儲(chǔ)單元、通信單元、校驗(yàn)單元、第一加解密單元和第二加解密單元；其中，存儲(chǔ)單元被設(shè)置為存儲(chǔ)初始密鑰和通訊密鑰明文；通信單元被設(shè)置為實(shí)現(xiàn)所述RFID控制模塊和機(jī)電鎖模塊之間相互通信；第一加解密單元被設(shè)置為執(zhí)行CRC8校驗(yàn)算法以及執(zhí)行一次DES加密運(yùn)算；第二加解密單元被設(shè)置為多次DES加密算法；校驗(yàn)單元被設(shè)置為對(duì)所述RFID控制模塊和機(jī)電鎖模塊之間傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進(jìn)行校驗(yàn)。本發(fā)明還公開了在如上所述電子密碼鎖裝置中的數(shù)據(jù)傳輸方法以及如上所述電子密碼鎖裝置的控制方法。
【專利說明】數(shù)據(jù)傳輸方法、電子密碼鎖裝置及其控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及電子密碼鎖【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種用于電子密碼鎖裝置的數(shù)據(jù)傳輸 方法，還涉及一種電子密碼鎖裝置及其控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前，用于運(yùn)輸鈔票的包裝箱為一次性的，純機(jī)械卡扣卡死的，在打開包裝箱時(shí)需 要破壞箱子，成本比較大，而且開箱比較麻煩。為了能夠節(jié)約貨幣物流的成本，并且實(shí)現(xiàn)智 能化，采用電子包裝箱代替?zhèn)鹘y(tǒng)的包裝箱用于貨幣物流，可多次使用，并且開閉鎖需身份驗(yàn) 證來實(shí)現(xiàn)安全性。電子包裝箱中設(shè)置有電子密碼鎖，對(duì)于電子密碼鎖中的數(shù)據(jù)的傳輸方式 尤為重要。
[0003] CRC校驗(yàn)即循環(huán)冗余校驗(yàn)碼（Cyclic Redundancy Check):是數(shù)據(jù)通信領(lǐng)域中最常 用的一種差錯(cuò)校驗(yàn)碼，其特征是信息字段和校驗(yàn)字段的長度可以任意選定。CRC校驗(yàn)可以 簡單地描述為：例如我們要發(fā)送一些數(shù)據(jù)（信息字段），為了避免一些干擾以及在接收端的 對(duì)讀取的數(shù)據(jù)進(jìn)行判斷是否接受的是真實(shí)的數(shù)據(jù)，這時(shí)我們就要加上校驗(yàn)數(shù)據(jù)（即CRC校 驗(yàn)碼），來判斷接收的數(shù)據(jù)是否正確。在發(fā)送端，根據(jù)要傳送的k位二進(jìn)制碼序列，以一定 的規(guī)則（CRC校驗(yàn)有不同的規(guī)則。這個(gè)規(guī)則，在差錯(cuò)控制理論中稱為"生成多項(xiàng)式"。）產(chǎn)生 一個(gè)校驗(yàn)用的r位校驗(yàn)碼（CRC碼），附在原始信息后邊，構(gòu)成一個(gè)新的二進(jìn)制碼序列數(shù)共 k+r位，然后發(fā)送出去。在接收端，根據(jù)信息碼和CRC碼之間所遵循的規(guī)則（即與發(fā)送時(shí)生 成CRC校驗(yàn)碼相同的規(guī)則）進(jìn)行檢驗(yàn)，校驗(yàn)采用計(jì)算機(jī)的模二除法，即除數(shù)和被除數(shù)（即生 成多項(xiàng)式）做異或運(yùn)算，進(jìn)行異或運(yùn)算時(shí)除數(shù)和被除數(shù)最高位對(duì)齊，進(jìn)行按位異或運(yùn)算，若 最終的數(shù)據(jù)能被除盡，則傳輸正確；否則，傳輸錯(cuò)誤。
[0004] DES 作為美國國家標(biāo)準(zhǔn)研究所（American National Standard Institute，ANSI) 的數(shù)據(jù)加密算法（Data Encryption Algorithm, DEA)和國際標(biāo)準(zhǔn)化組織（International Organization for Standardization，ISO)的DEA1，成為一個(gè)世界范圍內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)二十 多年。盡管他帶有過去時(shí)代的特征，但他很好地經(jīng)受住了多年的密碼分析，除了可能的最強(qiáng) 有力的對(duì)手外，對(duì)其他的攻擊具有較好的安全性。
[0005] DES是一種分組加密算法，他以64位為分組對(duì)數(shù)據(jù)加密。64位一組的明文從算法 的一端輸入，64位的密文從另一端輸出。DES是一個(gè)對(duì)稱算法：加密和解密用的是同一個(gè)算 法（除密鑰編排不同以外）。密鑰的長度為56位（密鑰通常表示為64位的數(shù)，但每個(gè)第 8位都用作奇偶檢驗(yàn)，可以忽略）。密鑰可以是任意的56位數(shù)，且可以在任意的時(shí)候改變。 DES算法的入口參數(shù)有3個(gè)：Key，Data，Mode。其中Key為8個(gè)字節(jié)共64位，是DES算法的 工作密鑰；Data也為8個(gè)字節(jié)64位，是要被加密或解密的數(shù)據(jù)：M 〇de為DES的工作方式， 有兩種：加密或解密。DES算法的工作過程：若Mode為加密，則用Key對(duì)數(shù)據(jù)Data進(jìn)行加 密，生成Data的密碼形式（64位）作為DES的輸出結(jié)果；若Mode為解密，則用Key對(duì)密碼 形式的數(shù)據(jù)Data解密，還原為Data的明碼形式（64位）作為DES的輸出結(jié)果。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0006] 有鑒于此，本發(fā)明提供了一種數(shù)據(jù)傳輸方法，應(yīng)用于電子包裝箱中的電子密碼鎖 裝置，解決了電子密碼鎖裝置中數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩詥栴}。
[0007] 為了達(dá)到以上發(fā)明目的，本發(fā)明采用了如下的技術(shù)方案：
[0008] -種數(shù)據(jù)傳輸方法，用于在第一終端和第二終端之間傳輸報(bào)文數(shù)據(jù)，包括對(duì)所述 報(bào)文數(shù)據(jù)中的指令報(bào)文進(jìn)行加密的步驟，其中，所述指令報(bào)文由指令頭、報(bào)文序號(hào)以及指令 數(shù)據(jù)組成，長度為24字節(jié)；其中，對(duì)指令報(bào)文進(jìn)行加密的步驟具體包括：
[0009] 在第一終端執(zhí)行：
[0010] (a)、采用通訊密鑰明文對(duì)所述報(bào)文序號(hào)執(zhí)行一次DES加密運(yùn)算，獲得通訊過程密 鑰；
[0011] (b)、將所述指令報(bào)文按順序分割為三部分：前8字節(jié)、中8字節(jié)以及后8字節(jié)；
[0012] (c)、采用所述通訊過程密鑰對(duì)所述前8字節(jié)執(zhí)行一次DES加密運(yùn)算，得到的結(jié)果 再與所述中8字節(jié)執(zhí)行按位異或運(yùn)算，獲得第一加密結(jié)果；采用所述通訊過程密鑰對(duì)所述 第一加密結(jié)果執(zhí)行一次DES加密運(yùn)算，得到的結(jié)果再與所述后8字節(jié)執(zhí)行按位異或運(yùn)算，獲 得第二加密結(jié)果；采用所述通訊過程密鑰對(duì)所述第一加密結(jié)果執(zhí)行一次DES加密運(yùn)算，得 到的結(jié)果再與所述后8字節(jié)執(zhí)行按位異或運(yùn)算，獲得第一 MAC值；
[0013] (d)、第一終端將報(bào)文數(shù)據(jù)和第一 MAC值傳輸?shù)降诙K端；
[0014] 在第二終端執(zhí)行：
[0015] (e)、對(duì)接收到的報(bào)文數(shù)據(jù)，參照步驟（a)、（b)和（c)，計(jì)算獲得第二MAC值；
[0016] (f)、數(shù)據(jù)校驗(yàn)：對(duì)比第一 MAC值和第二MAC值，若相同，則校驗(yàn)正確；若不同，則校 驗(yàn)錯(cuò)誤。
[0017] 其中，該方法還包括步驟：在第一終端對(duì)所述報(bào)文數(shù)據(jù)執(zhí)行CRC8校驗(yàn)算法，以對(duì) 用戶指令進(jìn)行完整性校驗(yàn)，獲得第一 CRC值發(fā)送到第二終端；第二終端接收到所述報(bào)文數(shù) 據(jù)之后對(duì)所述報(bào)文數(shù)據(jù)執(zhí)行CRC8校驗(yàn)算法獲得第二CRC值；在數(shù)據(jù)校驗(yàn)的步驟中還對(duì)CRC 值進(jìn)行校驗(yàn)，對(duì)比第一 CRC值和第二CRC值，若相同，則校驗(yàn)正確；若不同，則校驗(yàn)錯(cuò)誤。
[0018] 其中，所述 CRC8 校驗(yàn)算法為：CRC8-CCITT，X8+X7+X3+X2+1。
[0019] 其中，步驟（a)中，若報(bào)文序號(hào)的字節(jié)不足8位，貝U右補(bǔ)0x00至8字節(jié)。
[0020] 其中，在首次使用第一終端和第二終端時(shí)進(jìn)行初始化的步驟，具體包括：在第一終 端采用初始密鑰對(duì)通訊密鑰明文執(zhí)行一次DES加密運(yùn)算，獲得通訊密鑰密文傳送到第二終 端；第二終端接收到通訊密鑰密文之后，使用初始密鑰對(duì)所述通訊密鑰密文進(jìn)行解密獲得 所述通訊密鑰明文并保存，完成初始化。
[0021] 本發(fā)明還提供了一種電子密碼鎖裝置，包括RFID控制模塊和機(jī)電鎖模塊，其中， 所述RFID控制模塊和機(jī)電鎖模塊分別包括存儲(chǔ)單元、通信單元、校驗(yàn)單元、第一加解密單 元和第二加解密單元；所述RFID控制模塊和機(jī)電鎖模塊之間采用如上所述的數(shù)據(jù)傳輸方 法傳輸報(bào)文數(shù)據(jù)，其中，
[0022] 存儲(chǔ)單元被設(shè)置為存儲(chǔ)初始密鑰和通訊密鑰明文；
[0023] 通信單元被設(shè)置為實(shí)現(xiàn)所述RFID控制模塊和機(jī)電鎖模塊之間相互通信；
[0024] 第一加解密單元被設(shè)置為執(zhí)行CRC8校驗(yàn)算法以及執(zhí)行一次DES加密運(yùn)算；
[0025] 第二加解密單元被設(shè)置為多次DES加密算法；
[0026] 校驗(yàn)單元被設(shè)置為對(duì)所述RFID控制模塊和機(jī)電鎖模塊之間傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進(jìn)行校 驗(yàn)。
[0027] 其中，所述第二加密單元執(zhí)行3次DES加密算法。
[0028] 其中，所述RFID控制模塊中的存儲(chǔ)單元包括第一存儲(chǔ)芯片和第二存儲(chǔ)芯片，其 中，所述第一存儲(chǔ)芯片的頻率為13. 56MHz，所述第一存儲(chǔ)芯片連接有第一 RFID天線，所述 第二存儲(chǔ)芯片的頻率為900MHz，所述第二存儲(chǔ)芯片連接有第二RFID天線；所述RFID控制 模塊中的通信單元、校驗(yàn)單元、第一加解密單元和第二加解密單元集成于一微處理器中；所 述微處理器分別與所述第一存儲(chǔ)芯片和第二存儲(chǔ)芯片連接。
[0029] 如上所述的電子密碼鎖裝置的控制方法，該方法包括：
[0030] 所述機(jī)電鎖模塊接收由所述RFID控制模塊發(fā)送的命令報(bào)文并對(duì)所述命令報(bào)文進(jìn) 行校驗(yàn)，若校驗(yàn)正確，則向所述RFID控制模塊發(fā)送ACK報(bào)文并執(zhí)行相應(yīng)的命令，然后再向所 述RFID控制模塊發(fā)送應(yīng)答報(bào)文；若校驗(yàn)錯(cuò)誤，則向所述RFID控制模塊發(fā)送NACK報(bào)文，由所 述RFID控制模塊重新發(fā)送命令報(bào)文；
[0031] 所述RFID控制模塊接收由所述機(jī)電鎖模塊發(fā)送的應(yīng)答報(bào)文并對(duì)所述應(yīng)答報(bào)文進(jìn) 行校驗(yàn)，若校驗(yàn)正確，則向所述機(jī)電鎖模塊發(fā)送ACK報(bào)文并進(jìn)入等待發(fā)送下一命令報(bào)文的 狀態(tài)；若校驗(yàn)錯(cuò)誤，則向所述機(jī)電鎖模塊發(fā)送NACK報(bào)文，由所述機(jī)電鎖模塊重新發(fā)送應(yīng)答 報(bào)文；
[0032] 其中，所述RFID控制模塊和所述機(jī)電鎖模塊之間的命令報(bào)文和應(yīng)答報(bào)文的傳輸 采用如前所述的數(shù)據(jù)傳輸方法。
[0033] 其中，所述命令報(bào)文包括狀態(tài)查詢、初始化、開鎖和閉鎖命令報(bào)文，所述應(yīng)答報(bào)文 包括機(jī)電鎖狀態(tài)、初始化、開鎖和閉鎖應(yīng)答報(bào)文。
[0034] 其中，該方法具體包括步驟：
[0035] (1)、所述RFID控制模塊向所述機(jī)電鎖模塊發(fā)送狀態(tài)查詢命令報(bào)文，所述機(jī)電鎖 模塊根據(jù)狀態(tài)查詢命令報(bào)文檢查機(jī)電鎖模塊是否已初始化，若已初始化，則向所述RFID控 制模塊發(fā)送已初始化應(yīng)答報(bào)文，并檢查機(jī)電鎖的開/閉鎖狀態(tài)，向所述RFID控制模塊發(fā)送 開/閉鎖狀態(tài)應(yīng)答報(bào)文；若未初始化，則向所述RFID控制模塊發(fā)送未初始化應(yīng)答報(bào)文；
[0036] (2)當(dāng)所述RFID控制模塊接收到未初始化應(yīng)答報(bào)文時(shí)，則向所述機(jī)電鎖模塊發(fā)送 初始化命令報(bào)文，所述機(jī)電鎖模塊根據(jù)初始化命令報(bào)文執(zhí)行初始化命令，然后向所述RFID 控制模塊發(fā)送已初始化應(yīng)答報(bào)文；
[0037] (3)當(dāng)所述RFID控制模塊接收到已初始化應(yīng)答報(bào)文時(shí)，則向所述機(jī)電鎖模塊發(fā)送 開鎖或閉鎖命令報(bào)文，所述機(jī)電鎖模塊根據(jù)開鎖或閉鎖命令報(bào)文執(zhí)行開鎖或閉鎖命令，然 后向所述RFID控制模塊發(fā)送開鎖或閉鎖應(yīng)答報(bào)文。
[0038] 其中，所述初始化命令僅在該電子密碼鎖裝置首次使用時(shí)執(zhí)行一次。
[0039] 有益效果：
[0040] 本發(fā)明提供了一種電子密碼鎖裝置，該裝置結(jié)構(gòu)簡單，成本低；該裝置中采用了一 種加密的數(shù)據(jù)傳輸方法，解決了電子密碼鎖裝置中數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩詥栴}。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0041] 圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的電子密碼鎖裝置的結(jié)構(gòu)框圖。
[0042] 圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的RFID控制模塊的示例性圖示。
[0043]圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的RFID控制模塊與機(jī)電鎖模塊之間相互通信的示例性 圖示。
[0044] 圖4為本發(fā)明實(shí)施例提供的數(shù)據(jù)傳輸方法的步驟流程圖。
[0045] 圖5為本發(fā)明實(shí)施例提供的RFID控制模塊的工作流程示意圖。
[0046] 圖6為本發(fā)明實(shí)施例提供的機(jī)電鎖模塊的工作流程示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0047] 為了更好地闡述本發(fā)明的技術(shù)特點(diǎn)和結(jié)構(gòu)，以下結(jié)合實(shí)施例及其附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn) 行詳細(xì)描述。
[0048] 參閱圖1，本實(shí)施例提供的電子密碼鎖裝置包括RFID (Radio Frequency Identification，無線射頻識(shí)別）控制模塊1和機(jī)電鎖模塊2,其中，所述RFID控制模塊1包 括存儲(chǔ)單元101、通信單元104、校驗(yàn)單元105、第一加解密單元102和第二加解密單元103 ; 所述機(jī)電鎖模塊2包括存儲(chǔ)單元201、通信單元204、校驗(yàn)單元205、第一加解密單元202和 第二加解密單元203。其中，存儲(chǔ)單元101、201被設(shè)置為存儲(chǔ)初始密鑰和通訊密鑰明文；通 信單元104、204被設(shè)置為實(shí)現(xiàn)RFID控制模塊1和機(jī)電鎖模塊2之間相互通信；第一加解密 單元102、202被設(shè)置為執(zhí)行CRC8校驗(yàn)算法以及執(zhí)行一次DES加密運(yùn)算；第二加解密單元 103、203被設(shè)置為多次DES加密算法；校驗(yàn)單元105、205被設(shè)置為對(duì)所述RFID控制模塊1 和機(jī)電鎖模塊2之間傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進(jìn)行校驗(yàn)。
[0049] 如圖2所示，在本實(shí)施例中，RFID控制模塊1中的存儲(chǔ)單元101包括第一存儲(chǔ)芯片 20和第二存儲(chǔ)芯片30,其中，所述第一存儲(chǔ)芯片20的頻率為13. 56MHz，所述第一存儲(chǔ)芯片 20連接有第一 RFID天線40,所述第二存儲(chǔ)芯片30的頻率為900MHz，所述第二存儲(chǔ)芯片30 連接有第二RFID天線50 ;所述RFID控制模塊1中的通信單元104、校驗(yàn)單元105、第一加 解密單元102和第二加解密單元103集成于一微處理器10中。在外部用頻率為13. 56MHZ 的讀寫設(shè)備通過頻率為13. 56MHZ的第一 RFID天線40向第一存儲(chǔ)芯片20內(nèi)寫入數(shù)據(jù)，微 處理器10與第一存儲(chǔ)芯片20連接并讀取其中的數(shù)據(jù)；在外部用頻率為900MHZ的讀寫設(shè)備 通過頻率為900MHZ的第二RFID天線50向第二存儲(chǔ)芯片30內(nèi)寫入數(shù)據(jù)，微處理器10與第 二存儲(chǔ)芯片30連接并讀取其中的數(shù)據(jù)。所述第一存儲(chǔ)芯片20和第二存儲(chǔ)芯片30均為雙 接口存儲(chǔ)芯片。其中，頻率為13. 56MHz的第一存儲(chǔ)芯片20是安全控制用芯片，安全性能更 高；頻率為900MHz的第二存儲(chǔ)芯片30主要用于遠(yuǎn)程讀取信息，安全性能相對(duì)低一點(diǎn)。
[0050] RFID控制模塊1接收用戶指令，然后向機(jī)電鎖模塊2發(fā)送命令報(bào)文，機(jī)電鎖模塊2 接收命令報(bào)文后對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行校驗(yàn)，若校驗(yàn)正確，則執(zhí)行相應(yīng)的命令并向RFID控制模塊1發(fā) 送應(yīng)答報(bào)文。圖3為RFID控制模塊1與機(jī)電鎖模塊2之間相互通信的示例性圖示。如圖 3所示，RFID控制模塊1首先向機(jī)電鎖模塊2發(fā)送命令報(bào)文，機(jī)電鎖模塊2接收命令報(bào)文后 對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行校驗(yàn)，校驗(yàn)結(jié)束后向RFID控制模塊1發(fā)送ACK或NACK報(bào)文（本文中，ACK報(bào)文 是校驗(yàn)正確的反饋命令，NACK報(bào)文是校驗(yàn)錯(cuò)誤的反饋命令）；機(jī)電鎖模塊2在執(zhí)行相應(yīng)的命 令后向RFID控制模塊1發(fā)送應(yīng)答報(bào)文，RFID控制模塊1接收應(yīng)答報(bào)文后對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行校驗(yàn)， 校驗(yàn)結(jié)束后向機(jī)電鎖模塊2發(fā)送ACK或NACK報(bào)文，然后再進(jìn)入發(fā)送下一命令報(bào)文的環(huán)節(jié)。
[0051] 其中，以上所述命令報(bào)文包括狀態(tài)查詢、初始化、開鎖和閉鎖命令報(bào)文，所述應(yīng)答 報(bào)文包括機(jī)電鎖狀態(tài)、初始化、開鎖和閉鎖應(yīng)答報(bào)文。
[0052] 其中，本實(shí)施例中，所述命令報(bào)文和應(yīng)答報(bào)文均由"指令頭+報(bào)文序號(hào)+指令數(shù)據(jù)" 組成，長度為24字節(jié)。命令報(bào)文和應(yīng)答報(bào)文可以稱為指令報(bào)文，包含在報(bào)文數(shù)據(jù)中，報(bào)文 數(shù)據(jù)由"前導(dǎo)碼+長度+指令報(bào)文"組成。RFID控制模塊1和機(jī)電鎖模塊2之間通過傳輸 報(bào)文數(shù)據(jù)來實(shí)現(xiàn)命令報(bào)文和應(yīng)答報(bào)文的傳輸。下面介紹如圖1所示的電子密碼鎖裝置中， RFID控制模塊1和機(jī)電鎖模塊2之間傳輸報(bào)文數(shù)據(jù)的方法，其中涉及到對(duì)命令報(bào)文和應(yīng)答 報(bào)文進(jìn)行加密的步驟。
[0053] 以RFID控制模塊1向機(jī)電鎖模塊2傳輸命令報(bào)文為例，如圖4所示。
[0054] 首先由RFID控制模塊1執(zhí)行步驟S1?S5 :
[0055] S1、對(duì)所述報(bào)文數(shù)據(jù)執(zhí)行CRC8校驗(yàn)算法，以對(duì)用戶指令進(jìn)行完整性校驗(yàn)，獲得第 一 CRC 值。其中，CRC8 校驗(yàn)算法為：CRC8-CCITT，X8+X7+X3+X2+1。
[0056] S2、采用通訊密鑰明文對(duì)命令報(bào)文中的報(bào)文序號(hào)執(zhí)行一次DES加密運(yùn)算，獲得通 訊過程密鑰。執(zhí)行一次加密獲得一份通訊過程密鑰，其中，若報(bào)文序號(hào)的字節(jié)不足8位，則 右補(bǔ)0x00至8字節(jié)。
[0057] S3、將命令報(bào)文按順序分割為三部分：前8字節(jié)、中8字節(jié)以及后8字節(jié)。
[0058] S4、采用所述通訊過程密鑰對(duì)命令報(bào)文執(zhí)行三次DES加密運(yùn)算。具體地，采用所述 通訊過程密鑰對(duì)所述前8字節(jié)執(zhí)行一次DES加密運(yùn)算，得到的結(jié)果再與所述中8字節(jié)執(zhí)行 按位異或運(yùn)算，獲得第一加密結(jié)果；采用所述通訊過程密鑰對(duì)所述第一加密結(jié)果執(zhí)行一次 DES加密運(yùn)算，得到的結(jié)果再與所述后8字節(jié)執(zhí)行按位異或運(yùn)算，獲得第二加密結(jié)果；采用 所述通訊過程密鑰對(duì)所述第一加密結(jié)果執(zhí)行一次DES加密運(yùn)算，得到的結(jié)果再與所述后8 字節(jié)執(zhí)行按位異或運(yùn)算，獲得第一 MAC值。該步驟中采用真隨機(jī)數(shù)運(yùn)算，每一次不同的加密 運(yùn)算均獲得不同的結(jié)果，不會(huì)重復(fù)。
[0059] S5、將報(bào)文數(shù)據(jù)和第一 CRC值以及第一 MAC值傳輸?shù)綑C(jī)電鎖模塊。
[0060] 然后由機(jī)電鎖模塊2執(zhí)行步驟S6?S7 :
[0061] S6、對(duì)接收到的報(bào)文數(shù)據(jù)，參照步驟S1?S4,計(jì)算獲得第二CRC值和第二MAC值。
[0062] S7、數(shù)據(jù)校驗(yàn)：對(duì)比第一 CRC值和第二CRC值以及對(duì)比第一 MAC值和第二MAC值， 若相同，則校驗(yàn)正確；若不同，則校驗(yàn)錯(cuò)誤。
[0063] 按照以上的步驟，完成一次從RFID控制模塊1向機(jī)電鎖模塊2發(fā)送命令報(bào)文。需 要說明的是，從機(jī)電鎖模塊2向RFID控制模塊1發(fā)送應(yīng)答報(bào)文的步驟與上述不同之處在 于，首先由機(jī)電鎖模塊2執(zhí)行步驟S1?S5,然后由RFID控制模塊1執(zhí)行步驟S6?S7。
[0064] 需要說明的是，在首次使用該電子密碼鎖裝置時(shí)，需要對(duì)機(jī)電鎖模塊2進(jìn)行初始 化。具體包括：在RFID控制模塊1采用初始密鑰對(duì)通訊密鑰明文執(zhí)行一次DES加密運(yùn)算， 獲得通訊密鑰密文傳送到機(jī)電鎖模塊2 ;機(jī)電鎖模塊2接收到通訊密鑰密文之后，使用初始 密鑰對(duì)所述通訊密鑰密文進(jìn)行解密獲得所述通訊密鑰明文并保存，完成初始化。
[0065] 本實(shí)施例提供的電子密碼鎖裝置主要是通過RFID控制模塊來控制機(jī)電鎖模塊， 以實(shí)現(xiàn)查詢狀態(tài)、初始化、開鎖和閉鎖的功能。其具體的控制方法如下：
[0066] (1)、所述RFID控制模塊1向所述機(jī)電鎖模塊2發(fā)送狀態(tài)查詢命令報(bào)文，所述機(jī) 電鎖模塊2根據(jù)狀態(tài)查詢命令報(bào)文檢查機(jī)電鎖模塊是否已初始化，若已初始化，則向所述 RFID控制模塊1發(fā)送已初始化應(yīng)答報(bào)文，并檢查機(jī)電鎖的開/閉鎖狀態(tài)，向所述RFID控制 模塊1發(fā)送開/閉鎖狀態(tài)應(yīng)答報(bào)文；若未初始化，則向所述RFID控制模塊1發(fā)送未初始化 應(yīng)答報(bào)文。
[0067] (2)當(dāng)所述RFID控制模塊1接收到未初始化應(yīng)答報(bào)文時(shí)，則向所述機(jī)電鎖模塊2 發(fā)送初始化命令報(bào)文，所述機(jī)電鎖模塊2根據(jù)初始化命令報(bào)文執(zhí)行初始化命令，然后向所 述RFID控制模塊1發(fā)送已初始化應(yīng)答報(bào)文。
[0068] (3)當(dāng)所述RFID控制模塊1接收到已初始化應(yīng)答報(bào)文時(shí)，則向所述機(jī)電鎖模塊2 發(fā)送開鎖或閉鎖命令報(bào)文，所述機(jī)電鎖模塊2根據(jù)開鎖或閉鎖命令報(bào)文執(zhí)行開鎖或閉鎖命 令，然后向所述RFID控制模塊1發(fā)送開鎖或閉鎖應(yīng)答報(bào)文。
[0069] 下面參閱圖5和圖6具體說明RFID控制模塊1和機(jī)電鎖模塊2的工作流程。
[0070] 圖5為本發(fā)明實(shí)施例提供的RFID控制模塊的工作流程示意圖；圖6為本發(fā)明實(shí)施 例提供的機(jī)電鎖模塊的工作流程示意圖。如圖5和6所示：
[0071] (1)向RFID控制模塊1和機(jī)電鎖模塊2提供電源。
[0072] (2)在RFID控制模塊1端：RFID控制模塊1向機(jī)電鎖模塊2發(fā)送狀態(tài)查詢命令報(bào) 文并接收從機(jī)電鎖模塊2發(fā)出的ACK或NACK報(bào)文，若接收到的是NACK報(bào)文，則重新向機(jī)電 鎖模塊2發(fā)送狀態(tài)查詢命令報(bào)文，若接收到的是ACK報(bào)文，則進(jìn)一步接收從機(jī)電鎖模塊2發(fā) 出的狀態(tài)查詢應(yīng)答報(bào)文。在機(jī)電鎖模塊2端：機(jī)電鎖模塊2接收到狀態(tài)查詢命令報(bào)文后進(jìn) 行CRC8校驗(yàn)和MAC校驗(yàn)，若校驗(yàn)錯(cuò)誤發(fā)送NACK報(bào)文；若校驗(yàn)正確，則發(fā)送ACK報(bào)文并進(jìn)一 步判斷機(jī)電鎖是否已經(jīng)初始化，若已初始化，則發(fā)送已初始化應(yīng)答報(bào)文，若未初始化，則發(fā) 送未初始化應(yīng)答報(bào)文。
[0073] (3)在RFID控制模塊1端：RFID控制模塊1對(duì)接收到的狀態(tài)查詢應(yīng)答報(bào)文進(jìn)行 CRC8校驗(yàn)和MAC校驗(yàn)，若校驗(yàn)錯(cuò)誤，則向機(jī)電鎖模塊2發(fā)送NACK報(bào)文；若校驗(yàn)正確，則向機(jī) 電鎖模塊2發(fā)送ACK報(bào)文，并從狀態(tài)查詢應(yīng)答報(bào)文中進(jìn)一步判斷機(jī)電鎖是否已經(jīng)初始化。機(jī) 電鎖模塊2端：接收從RFID控制模塊1發(fā)出的ACK或NACK報(bào)文，若接收到的是NACK報(bào)文， 則重新向RFID控制模塊1發(fā)送狀態(tài)查詢應(yīng)答報(bào)文，若接收到的是ACK報(bào)文，則等待從RFID 控制模塊1發(fā)出的下一命令報(bào)文。
[0074] (4-a)若機(jī)電鎖未初始化，在RFID控制模塊1端：RFID控制模塊1向機(jī)電鎖模塊2 發(fā)送初始化命令報(bào)文，并接收從機(jī)電鎖模塊2發(fā)出的ACK或NACK報(bào)文，若接收到的是NACK 報(bào)文，則重新向機(jī)電鎖模塊2發(fā)送初始化命令報(bào)文，若接收到的是ACK報(bào)文，則進(jìn)一步接收 從機(jī)電鎖模塊2發(fā)出的初始化應(yīng)答報(bào)文。在機(jī)電鎖模塊2端：機(jī)電鎖模塊2接收到初始化 命令報(bào)文后進(jìn)行CRC8校驗(yàn)和MAC校驗(yàn)，若校驗(yàn)錯(cuò)誤發(fā)送NACK報(bào)文；若校驗(yàn)正確，則發(fā)送ACK 報(bào)文并執(zhí)行初始化命令然后向RFID控制模塊1發(fā)送初始化應(yīng)答報(bào)文。
[0075] (5-a)在RFID控制模塊1端：RFID控制模塊1對(duì)接收到的初始化應(yīng)答報(bào)文進(jìn)行 CRC8校驗(yàn)和MAC校驗(yàn)，若校驗(yàn)錯(cuò)誤，則向機(jī)電鎖模塊2發(fā)送NACK報(bào)文；若校驗(yàn)正確，則向機(jī) 電鎖模塊2發(fā)送ACK報(bào)文；然后進(jìn)入等待發(fā)送下一命令報(bào)文。機(jī)電鎖模塊2端：接收從RFID 控制模塊1發(fā)出的ACK或NACK報(bào)文，若接收到的是NACK報(bào)文，則重新向RFID控制模塊1 發(fā)送初始化應(yīng)答報(bào)文，若接收到的是ACK報(bào)文，則等待從RFID控制模塊1發(fā)出的下一命令 報(bào)文。
[0076] (4-b)若機(jī)電鎖已初始化，在RFID控制模塊1端：則RFID控制模塊1向機(jī)電鎖模 塊2發(fā)送初開/閉鎖命令報(bào)文，并接收從機(jī)電鎖模塊2發(fā)出的ACK或NACK報(bào)文，若接收到的 是NACK報(bào)文，則重新向機(jī)電鎖模塊2發(fā)送開/閉鎖命令報(bào)文，若接收到的是ACK報(bào)文，則進(jìn) 一步接收從機(jī)電鎖模塊2發(fā)出的開/閉鎖應(yīng)答報(bào)文。在機(jī)電鎖模塊2端：機(jī)電鎖模塊2接 收到開/閉鎖命令報(bào)文后進(jìn)行CRC8校驗(yàn)和MAC校驗(yàn)，若校驗(yàn)錯(cuò)誤發(fā)送NACK報(bào)文；若校驗(yàn)正 確，則發(fā)送ACK報(bào)文并執(zhí)行開/閉鎖命令然后向RFID控制模塊1發(fā)送開/閉鎖應(yīng)答報(bào)文。
[0077] (5-b)在RFID控制模塊1端：RFID控制模塊1對(duì)接收到的開/閉鎖應(yīng)答報(bào)文進(jìn) 行CRC8校驗(yàn)和MAC校驗(yàn)，若校驗(yàn)錯(cuò)誤，則向機(jī)電鎖模塊2發(fā)送NACK報(bào)文；若校驗(yàn)正確，則向 機(jī)電鎖模塊2發(fā)送ACK報(bào)文；然后進(jìn)入等待發(fā)送下一命令報(bào)文。機(jī)電鎖模塊2端：接收從 RFID控制模塊1發(fā)出的ACK或NACK報(bào)文，若接收到的是NACK報(bào)文，則重新向RFID控制模 塊1發(fā)送開/閉鎖應(yīng)答報(bào)文，若接收到的是ACK報(bào)文，則等待從RFID控制模塊1發(fā)出的下 一命令報(bào)文。
[0078] 由于初始化過程僅在該裝置首次使用時(shí)進(jìn)行，因此在步驟（4-b)，RFID控制模塊1 還可以向機(jī)電鎖模塊2發(fā)送開/閉鎖狀態(tài)查詢命令報(bào)文，以查詢機(jī)電鎖是處于開鎖還是閉 鎖狀態(tài)；相應(yīng)的，可以從向機(jī)電鎖模塊2中接收到開/閉鎖狀態(tài)查詢應(yīng)答報(bào)文。
[0079] 綜上所述，本發(fā)明提供了的電子密碼鎖裝置，該裝置結(jié)構(gòu)簡單，成本低；該裝置中 采用了一種加密的數(shù)據(jù)傳輸方法，解決了電子密碼鎖裝置中數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩詥栴}。
[0080] 需要說明的是，在本文中，諸如第一和第二等之類的關(guān)系術(shù)語僅僅用來將一個(gè)實(shí) 體或者操作與另一個(gè)實(shí)體或操作區(qū)分開來，而不一定要求或者暗示這些實(shí)體或操作之間存 在任何這種實(shí)際的關(guān)系或者順序。而且，術(shù)語"包括"、"包含"或者其任何其他變體意在涵 蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者設(shè)備不僅包括那些要 素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、方法、物品或者設(shè)備 所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語句"包括一個(gè)……"限定的要素，并不排除 在包括所述要素的過程、方法、物品或者設(shè)備中還存在另外的相同要素。
[0081] 雖然本發(fā)明是參照其示例性的實(shí)施例被具體描述和顯示的，但是本領(lǐng)域的普通技 術(shù)人員應(yīng)該理解，在不脫離由權(quán)利要求限定的本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以對(duì)其進(jìn) 行形式和細(xì)節(jié)的各種改變。
【權(quán)利要求】
1. 一種數(shù)據(jù)傳輸方法，用于在第一終端和第二終端之間傳輸報(bào)文數(shù)據(jù)，包括對(duì)所述報(bào) 文數(shù)據(jù)中的指令報(bào)文進(jìn)行加密的步驟，其特征在于，所述指令報(bào)文由指令頭、報(bào)文序號(hào)以及 指令數(shù)據(jù)組成，長度為24字節(jié)；其中，對(duì)指令報(bào)文進(jìn)行加密的步驟具體包括： 在弟一終端執(zhí)打： (a) 、采用通訊密鑰明文對(duì)所述報(bào)文序號(hào)執(zhí)行一次DES加密運(yùn)算，獲得通訊過程密鑰； (b) 、將所述指令報(bào)文按順序分割為三部分：前8字節(jié)、中8字節(jié)以及后8字節(jié)； (c) 、采用所述通訊過程密鑰對(duì)所述前8字節(jié)執(zhí)行一次DES加密運(yùn)算，得到的結(jié)果再與 所述中8字節(jié)執(zhí)行按位異或運(yùn)算，獲得第一加密結(jié)果；采用所述通訊過程密鑰對(duì)所述第一 加密結(jié)果執(zhí)行一次DES加密運(yùn)算，得到的結(jié)果再與所述后8字節(jié)執(zhí)行按位異或運(yùn)算，獲得第 二加密結(jié)果；采用所述通訊過程密鑰對(duì)所述第一加密結(jié)果執(zhí)行一次DES加密運(yùn)算，得到的 結(jié)果再與所述后8字節(jié)執(zhí)行按位異或運(yùn)算，獲得第一 MAC值； (d) 、第一終端將報(bào)文數(shù)據(jù)和第一 MAC值傳輸?shù)降诙K端； 在第二終端執(zhí)行： (e) 、對(duì)接收到的報(bào)文數(shù)據(jù)，參照步驟（a)、（b)和（c)，計(jì)算獲得第二MAC值； (f) 、數(shù)據(jù)校驗(yàn)：對(duì)比第一 MAC值和第二MAC值，若相同，則校驗(yàn)正確；若不同，則校驗(yàn)錯(cuò) 誤。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)據(jù)傳輸方法，其特征在于，還包括步驟：在第一終端對(duì)所述 報(bào)文數(shù)據(jù)執(zhí)行CRC8校驗(yàn)算法，以對(duì)用戶指令進(jìn)行完整性校驗(yàn)，獲得第一 CRC值發(fā)送到第二 終端；第二終端接收到所述報(bào)文數(shù)據(jù)之后對(duì)所述報(bào)文數(shù)據(jù)執(zhí)行CRC8校驗(yàn)算法獲得第二CRC 值；在數(shù)據(jù)校驗(yàn)的步驟中還對(duì)CRC值進(jìn)行校驗(yàn)，對(duì)比第一 CRC值和第二CRC值，若相同，則校 驗(yàn)正確；若不同，則校驗(yàn)錯(cuò)誤。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的數(shù)據(jù)傳輸方法，其特征在于，所述CRC8校驗(yàn)算法為： CRC8-CCITT, X8+X7+X3+X2+1。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)據(jù)傳輸方法，其特征在于，步驟（a)中，若報(bào)文序號(hào)的字節(jié) 不足8位，則右補(bǔ)0x00至8字節(jié)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1-4任一所述的數(shù)據(jù)傳輸方法，其特征在于，在首次使用第一終端和 第二終端時(shí)進(jìn)行初始化的步驟，具體包括：在第一終端采用初始密鑰對(duì)通訊密鑰明文執(zhí)行 一次DES加密運(yùn)算，獲得通訊密鑰密文傳送到第二終端；第二終端接收到通訊密鑰密文之 后，使用初始密鑰對(duì)所述通訊密鑰密文進(jìn)行解密獲得所述通訊密鑰明文并保存，完成初始 化。
6. -種電子密碼鎖裝置，包括RFID控制模塊和機(jī)電鎖模塊，其特征在于，所述RFID控 制模塊和機(jī)電鎖模塊分別包括存儲(chǔ)單元、通信單元、校驗(yàn)單元、第一加解密單元和第二加解 密單兀；所述RFID控制模塊和機(jī)電鎖模塊之間米用權(quán)利要求1-5所述的數(shù)據(jù)傳輸方法傳輸 報(bào)文數(shù)據(jù)，其中， 存儲(chǔ)單元被設(shè)置為存儲(chǔ)初始密鑰和通訊密鑰明文； 通信單元被設(shè)置為實(shí)現(xiàn)所述RFID控制模塊和機(jī)電鎖模塊之間相互通信； 第一加解密單元被設(shè)置為執(zhí)行CRC8校驗(yàn)算法以及執(zhí)行一次DES加密運(yùn)算； 第二加解密單元被設(shè)置為多次DES加密算法； 校驗(yàn)單元被設(shè)置為對(duì)所述RFID控制模塊和機(jī)電鎖模塊之間傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進(jìn)行校驗(yàn)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的電子密碼鎖裝置，其特征在于，所述第二加密單元執(zhí)行3次 DES加密算法。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的電子密碼鎖裝置，其特征在于，所述RFID控制模塊中的存儲(chǔ) 單元包括第一存儲(chǔ)芯片和第二存儲(chǔ)芯片，其中，所述第一存儲(chǔ)芯片的頻率為13. 56MHz，所述 第一存儲(chǔ)芯片連接有第一 RFID天線，所述第二存儲(chǔ)芯片的頻率為900MHz，所述第二存儲(chǔ)芯 片連接有第二RFID天線；所述RFID控制模塊中的通信單元、校驗(yàn)單元、第一加解密單元和 第二加解密單元集成于一微處理器中；所述微處理器分別與所述第一存儲(chǔ)芯片和第二存儲(chǔ) 芯片連接。
9. 權(quán)利要求6-8任一所述的電子密碼鎖裝置的控制方法，所述電子密碼鎖裝置包括 RFID控制模塊和機(jī)電鎖模塊，其特征在于，該方法包括： 所述機(jī)電鎖模塊接收由所述RFID控制模塊發(fā)送的命令報(bào)文并對(duì)所述命令報(bào)文進(jìn)行校 驗(yàn)，若校驗(yàn)正確，則向所述RFID控制模塊發(fā)送ACK報(bào)文并執(zhí)行相應(yīng)的命令，然后再向所述 RFID控制模塊發(fā)送應(yīng)答報(bào)文；若校驗(yàn)錯(cuò)誤，則向所述RFID控制模塊發(fā)送NACK報(bào)文，由所述 RFID控制模塊重新發(fā)送命令報(bào)文； 所述RFID控制模塊接收由所述機(jī)電鎖模塊發(fā)送的應(yīng)答報(bào)文并對(duì)所述應(yīng)答報(bào)文進(jìn)行校 驗(yàn)，若校驗(yàn)正確，則向所述機(jī)電鎖模塊發(fā)送ACK報(bào)文并進(jìn)入等待發(fā)送下一命令報(bào)文的狀態(tài)； 若校驗(yàn)錯(cuò)誤，則向所述機(jī)電鎖模塊發(fā)送NACK報(bào)文，由所述機(jī)電鎖模塊重新發(fā)送應(yīng)答報(bào)文； 其中，所述RFID控制模塊和所述機(jī)電鎖模塊之間的命令報(bào)文和應(yīng)答報(bào)文的傳輸采用 權(quán)利要求1-5所述的數(shù)據(jù)傳輸方法。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的控制方法，其特征在于，所述命令報(bào)文包括狀態(tài)查詢、初始 化、開鎖和閉鎖命令報(bào)文，所述應(yīng)答報(bào)文包括機(jī)電鎖狀態(tài)、初始化、開鎖和閉鎖應(yīng)答報(bào)文。
11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的控制方法，其特征在于，該方法具體包括步驟： (1) 、所述RFID控制模塊向所述機(jī)電鎖模塊發(fā)送狀態(tài)查詢命令報(bào)文，所述機(jī)電鎖模塊 根據(jù)狀態(tài)查詢命令報(bào)文檢查機(jī)電鎖模塊是否已初始化，若已初始化，則向所述RFID控制模 塊發(fā)送已初始化應(yīng)答報(bào)文，并檢查機(jī)電鎖的開/閉鎖狀態(tài)，向所述RFID控制模塊發(fā)送開/ 閉鎖狀態(tài)應(yīng)答報(bào)文；若未初始化，則向所述RFID控制模塊發(fā)送未初始化應(yīng)答報(bào)文； (2) 當(dāng)所述RFID控制模塊接收到未初始化應(yīng)答報(bào)文時(shí)，則向所述機(jī)電鎖模塊發(fā)送初始 化命令報(bào)文，所述機(jī)電鎖模塊根據(jù)初始化命令報(bào)文執(zhí)行初始化命令，然后向所述RFID控制 模塊發(fā)送已初始化應(yīng)答報(bào)文； (3) 當(dāng)所述RFID控制模塊接收到已初始化應(yīng)答報(bào)文時(shí)，則向所述機(jī)電鎖模塊發(fā)送開鎖 或閉鎖命令報(bào)文，所述機(jī)電鎖模塊根據(jù)開鎖或閉鎖命令報(bào)文執(zhí)行開鎖或閉鎖命令，然后向 所述RFID控制模塊發(fā)送開鎖或閉鎖應(yīng)答報(bào)文。
12. 根據(jù)權(quán)利要求10或11所述的控制方法，其特征在于，所述初始化命令僅在該電子 密碼鎖裝置首次使用時(shí)執(zhí)行一次。
【文檔編號(hào)】H04L1/00GK104104499SQ201410364199
【公開日】2014年10月15日 申請(qǐng)日期:2014年7月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月28日
【發(fā)明者】劉連生 申請(qǐng)人:深圳寶嘉電子設(shè)備有限公司