專利名稱：一種基于USB key的密碼鎖系統及其認證控制方法
技術領域：
本發明涉及一種鎖，尤其涉及一種基于USB key的密碼鎖系統及其認證控制方法。
背景技術：
USB Key是一種USB接口的小巧的硬件設備，其內部內置了 CPU、存儲器、芯片操作系統(C0S)，可以存儲用戶的密鑰和數字證書，利用USB Key內置的密碼算法實現對用戶身份的認證。每一個USB Key都具有硬件PIN碼保護，PIN碼和硬件構成了用戶使用USB Key的兩個必要因素，用戶只有同時取得了 USB Key和用戶PIN碼，才可以登入系統，即使用戶的PIN碼被泄露，只要用戶持有的USB Key不被盜取，合法用戶的身份就不會被仿
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目前使用最廣泛的特征載體有鑰匙和IC卡，使用鑰匙的機械鎖是最原始的保險柜鎖系統或門禁系統，使用非常方便、有效，但是有其自身明顯的缺點，如鑰匙一旦丟失，就可被他人利用。目前各類防盜保險柜或防盜門很多，防盜保險柜或防盜門的關鍵在于其鎖具，鎖若失效，防盜門也就沒有作用了，防盜保險柜、防盜門大多使用機械鎖、密碼電控鎖等，機械鎖具有性能穩定、使用簡單的優點，但其鑰匙數量少、重復率高，鑰匙易被仿制，且鑰匙孔易被堵塞破壞，而鍵盤電控密碼鎖壽命短，抗破壞能力差，采用滾動碼芯片的電控密碼鎖擴充不夠靈活，易因泄露密碼而使鎖失去作用。目前出現了不少采用特定人體生物特征作為識別密碼的電控鎖，如指紋識別、掌紋識別、虹膜識別、面像識別等電控鎖，但因其科技含量高，生產設計成本低，售價昂貴，只能在一些特殊場合使用。如中國專利授權公告號:CN101021111A，授權公告日:2007年08月22日，公開了一種保險密碼鎖系統，包括能旋轉的刻度盤、鎖芯、密碼盤機構、帶有鎖舌和卡爪的托盤，這種保險密碼鎖系統的不足之處在于其使用鑰匙作為特征載體，鑰匙數量少、重復率高，且鑰匙易被仿制，同時鑰匙孔易被堵塞破壞，因此這種保險密碼鎖系統存在安全性低、可靠性差的缺點。
發明內容
本發明是為了克服現有技術的不足之處，提供了一種基于USB key的密碼鎖系統及其認證控制方法，其安全性好、可靠性高、使用便利。為了實現上述目的，本發明采用以下技術方案
一種基于USB key的密碼鎖系統，包括鎖定機構，還包括控制裝置、控制鍵盤、USB key和可用于與所述USB key通訊連接的USB接口，所述控制裝置包括控制主機、存儲器和控制器，所述USB接口與控制主機連接，所述控制主機的輸出端與存儲器和控制器連接，所述控制鍵盤的輸出端與控制主機的輸入端連接。本發明采用USB key作為鑰匙,使用USB key來進行身份認證，由于USB key是不可復制的，因此可以有效避免傳統鑰匙在使用時出現被偽造和復制的情況，安全性好，可靠性高，人們在使用時只需要將隨身攜帶的USB key插入USB接口上，按下按鍵即可實現開鎖，操作便利；存儲器用于存放密鑰，在每次開鎖后，控制主機在存儲器中寫入一組對應的隨機碼以備下次開鎖時用，實現一次一密，控制鍵盤用于對控制主機發起對USB key進行認證的指令，而USB接口則用于外接USB key。作為優選，在所述USB key和控制主機內設有用于證明用戶身份的密鑰，在所述USB key內置有單向散列算法模塊。USB key中的密鑰和單向散列算法都用于對用戶進行身份驗證，驗證合格后控制主機會通過控制器控制鎖定機構開啟。作為優選，所述鎖定機構為電動門磁鎖或電磁離合鎖。作為優選，所述控制主機為微處理器，所述控制器為繼電器。本發明中的控制主機為微處理器，微處理器用于發出指令和指令的執行，而控制器用于控制鎖定機構的開啟和閉合，控制器采用繼電器，繼電器可以通過銜鐵的吸合和釋放來控制鎖定機構的開啟和閉
口 ο 作為優選，所述控制裝置固定安裝于保險柜箱體內，所述USB接口電路和控制鍵盤固定設于保險柜門上。作為優選,所述控制裝置固定安裝于大門內，所述USB key接口和控制鍵盤固定設于大門上。作為優選，所述控制裝置還包括報警器，所述報警器與控制主機連接。當USB key插入USB接口并進行驗證時，如果控制主機運行后得出驗證不符合，則控制主機給報警器發出指令，報警器發出警報，報警器使得該密碼鎖系統的安全性得到提高。作為優選，所述報警器為語音揚聲器或蜂鳴器，或電話報警器。作為優選，所述保險柜或大門內配置有電源管理裝置和備用蓄電池，所述電源管理裝置內設有變壓整流穩壓電路、電壓檢測電路、電源切換電路和充電電路。在斷電的情況下，安裝在保險柜或大門內的備用蓄電池可以起到提供電源的作用，保證保險柜或大門能夠正常使用。一種基于USB key的密碼鎖系統認證控制方法，包括以下步驟
a.將USBkey插入USB key接口上并按下認證按鍵向控制主機發送驗證請求,所述控制主機發送一個隨機數給所述USB key ；
b.USB key使用所述隨機數與存儲在USB key中的密鑰進行RSA運算，得到運算結果A，同時，控制主機對所述隨機數與存儲在存儲器中的密鑰進行RSA運算，得到運算結果B，然后控制主機對所述結果A和結果B進行比較；
c.當所述結果A和結果B進行比較的結果為相同時，所述控制主機發送一個開啟指令給控制器，控制器控制所述鎖定機構開啟；當結構A和結果B進行比較的結果不相同時，控制主機不發送開啟指令給控制器，所述鎖定機構處于閉合狀態，同時控制主機發送指令給報警器，報警器發出警報。與現有技術相比，本發明具有如下有益效果克服了傳統機械鎖易破解的問題，本發明使用USB key作為鑰匙，很大程度上提高了密碼的強度，也免去了使用者記憶數字密碼的麻煩，并且認正算法簡便高效，不會出現如指紋識別或人臉識別的誤判情形，大大的提高了穩定可靠程度，同時USB key使用方便，便于攜帶藏匿，不可復制偽造，因此使用USBkey作為鑰匙，其安全性好。
圖I為本發明的一種原理方框圖。圖2為本發明用于保險柜時的一種結構示意圖。圖3為本發明認證控制方法的一種流程方框圖。 圖中，I—控制主機，2—控制器，3— USB接口，4一存儲器，5—鎖定機構，6—USBkey, 7一報警器，8—控制鍵盤，9一控制裝置，10一保險柜，11 一保險柜門。
具體實施例方式下面結合附圖和具體實施方式
對本發明作進一步的描述。如圖I所示的一種基于USB key的密碼鎖系統，包括鎖定機構5，還包括控制裝置、 控制鍵盤8、USB key6和可用于與所述USB key6通訊連接的USB接口 3，所述控制裝置包括控制主機I、存儲器4、控制器2，所述USB接口 3與控制主機I連接，所述控制主機I的輸出端與存儲器4和控制器2連接,所述控制鍵盤8的輸出端與控制主機I的輸入端連接。如圖2所示的本發明用于保險柜(箱)的一實施例，所述的控制裝置固定安裝于保險柜10的內部，所述USB接口 3和控制鍵盤8固定設于保險柜門11上；較佳地，本發明用于保險柜(箱)時，還可以在控制主機上連接一個震動傳感器，這樣保險柜(箱)搬動或明顯移動時，震動傳感器可以出發報警器發出報警信號。本發明除了用于保險柜(箱)外，還可用于各種門上，當本發明被用于大門上時，只需將控制裝置9固定安裝于大門內，將所述USB接口 3和控制鍵盤8固定安裝于大門上。如圖3所示的一種基于USB key的密碼鎖系統認證控制方法，包括以下步驟
a.將USBkey插入USB key接口上并按下認證按鍵向控制主機發送驗證請求,所述控制主機發送一個隨機數給所述USB key ；
b.USB key使用所述隨機數與存儲在USB key中的密鑰進行RSA運算，得到運算結果A，同時，控制主機對所述隨機數與存儲在存儲器中的密鑰進行RSA運算，得到運算結果B，然后控制主機對所述結果A和結果B進行比較；
c.當所述結果A和結果B進行比較的結果為相同時，所述控制主機發送一個開啟指令給控制器，控制器控制所述鎖定機構開啟；當結構A和結果B進行比較的結果不相同時，控制主機不發送開啟指令給控制器，所述鎖定機構處于閉合狀態，同時控制主機發送指令給報警器，報警器發出警報。較佳地，本發明中所指出的控制裝置還包括報警器7，所述報警器7與控制主機I連接，本發明中的報警器可為語音揚聲器，也可以采用蜂鳴器，還可以采用電話報警器。在本發明中，所述鎖定機構5可采用電動門磁鎖或電磁離合鎖，還可以采用其他結構的鎖具。本發明中所指的控制主機I為微處理器，控制器2為繼電器。較佳地，本發明在用于保險柜或大門時，在保險柜或大門內配置有電源管理裝置和備用蓄電池，所述電源管理裝置內設有變壓整流穩壓電路、電壓檢測電路、電源切換電路、充電電路。本發明中所提出的存儲器采用非易失性EEPR0M，型號為FM24C02，這種存儲器除了用于保持密鑰之外，還可用于保存保險柜(箱)開門情況的歷史記錄，其所存的數據在斷電的情況下可以長時間的保存。本發明中所述的USB key為現有技術中常見的USB key，在USB key內置有單向散列算法和微型智能卡處理器，微型智能卡處理器可以實現數據摘要、數據加解密和簽名的各種算法，本發明中USB key所采用的單向散列算法為HMAC — MD5算法。根據上述說明，本領域的技術人員可以對本發明作出許多修改和其他實施方式，因此可以理解，本發明不局限于所公開的特定實施方式，其他人不應對本發明的精神和權利要求的范圍進行各種變更來 實施。
權利要求
1.一種基于USB key的密碼鎖系統，包括鎖定機構，其特征在干還包括控制裝置、控制鍵盤、USB key和可用于與所述USB key通訊連接的USB接ロ，所述控制裝置包括控制主機、存儲器和控制器，所述USB接ロ與控制主機連接，所述控制主機的輸出端與存儲器和控制器連接，所述控制鍵盤的輸出端與控制主機的輸入端連接。
2.根據權利要求I所述的ー種基于USBkey的密碼鎖系統，其特征在于在所述USBkey和控制主機內設有用于證明用戶身份的密鑰，在所述USB key內置有單向散列算法模塊。
3.根據權利要求I所述的ー種基于USBkey的密碼鎖系統，其特征在于所述鎖定機構為電動門磁鎖或電磁離合鎖。
4.根據權利要求I或2所述的ー種基于USBkey的密碼鎖系統，其特征在干所述控制主機為微處理器，所述控制器為繼電器。
5.根據權利要求I所述的ー種基于USBkey的密碼鎖系統，其特征在干所述控制裝置固定安裝于保險柜箱體內，所述USB接口和控制鍵盤固定設于保險柜門上。
6.根據權利要求I所述的ー種基于USBkey的密碼鎖系統，其特征在于所述控制裝置固定安裝于大門內，所述USB key接ロ電路和控制鍵盤固定設于大門上。
7.根據權利要求I或5或6所述的ー種基于USBkey的密碼鎖系統，其特征在于所述控制裝置還包括報警器，所述報警器與控制主機連接。
8.根據權利要求7所述的ー種基于USBkey的密碼鎖系統，其特征在于所述報警器為語音揚聲器或蜂鳴器，或電話報警器。
9.根據權利要求5或6所述的ー種基于USBkey的密碼鎖系統，其特征在干所述保險柜或大門內配置有電源管理裝置和備用蓄電池，所述電源管理裝置內設有變壓整流穩壓電路、電壓檢測電路、電源切換電路和充電電路。
10.一種基于USB key的密碼鎖系統認證控制方法，其特征在干包括以下步驟 a.將USBkey插入USB key接口上并按下認證按鍵向控制主機發送驗證請求,所述控制主機發送ー個隨機數給所述USB key ； b.USB key使用所述隨機數與存儲在USB key中的密鑰進行RSA運算，得到運算結果A，同時，控制主機對所述隨機數與存儲在存儲器中的密鑰進行RSA運算，得到運算結果B，然后控制主機對所述結果A和結果B進行比較； c.當所述結果A和結果B進行比較的結果為相同時，所述控制主機發送ー個開啟指令給控制器，控制器控制所述鎖定機構開啟；當結構A和結果B進行比較的結果不相同時，控制主機不發送開啟指令給控制器，所述鎖定機構處于閉合狀態，同時控制主機發送指令給報警器，報警器發出警報。
全文摘要
本發明公開了一種基于USBkey的密碼鎖系統，包括鎖定機構，還包括控制裝置、控制鍵盤、USBkey和可用于與所述USBkey通訊連接的USB接口，所述控制裝置包括控制主機、存儲器和控制器，所述USB接口與控制主機連接，所述控制主機的輸出端與存儲器和控制器連接，所述控制鍵盤的輸出端與控制主機的輸入端連接。本發明旨在提供一種安全性好、可靠性高、使用便利的密碼鎖系統。
文檔編號E05B45/10GK102852400SQ201210231848
公開日2013年1月2日 申請日期2012年7月6日 優先權日2012年7月6日
發明者黃金火 申請人:寧波諾依克電子有限公司