一种智能卡系统及其动态密钥更新认证方法

1.一种智能卡系统，其特征在于：包括智能卡，射频读写器以及远端服务器；其中，所述远端服务器包括时间戳生成与验证模块，安全模块，超时处理模块，监控显示屏以及警报器；其中，所述时间戳生成与验证模块用于不定时向所述射频读写器提供系统时间戳信息，并验证所述射频读写器返回的利用新、旧设备指纹码加密的时间戳信息和所述远程服务器利用射频读写器的新、旧设备指纹码对返回值解密后的时间戳信息是否一致；所述安全模块用于将所述远端服务器与所述射频读写器之间传输的数据进行加密和解密。
所述射频读写器包括MCU模块，射频收发模块，通信接口模块，FLASH存储模块。其中，所述FLASH存储模块用于存储基于时间戳的新旧设备指纹码；所述MCU模块包含一个动态密码生成模块和数据加解密模块，动态密码生成模块用于当射频读写器接收到所述远端服务器发送的新时间戳时，判断新时间戳是否大于所述FLASH存储模块中保存的旧时间戳，当成立时，启动所述动态密码生成模块，生成一组动态密码作为新设备指纹码，并利用新、旧设备指纹码分别对新时间戳进行加密后作为密码更新确认返回值，发送给所述远端服务器，数据加解密模块完成数据加密和解密功能；所述通信接口模块包含RS232接口、RS485接口或USB接口。
2.如权利要求1所述的智能卡系统，其特征在于：所述安全模块包括用于使用对称密码通信的数据进行加解密运算的对称密码算法模块，以及用于进行哈希运算的哈希运算模块。
3.如权利要求2所述的智能卡系统，其特征在于：所述远端服务器通过所述时间戳生成与验证模块不定时向所述射频读写器发送一组新生成的时间戳，并同时将所述时间戳通过所述安全模块生成一组新的设备指纹码；所述射频读写器收到新时间戳后，所述MCU模块判断收到的新时间戳是否大于旧时间戳；当新时间戳大于旧时间戳时，射频读写器重新计算后生成新的设备指纹码作为数据传输加解密码，并将新时间戳分别经新、旧设备指纹码加密后返传给所述远端服务器作为动态密钥更新确认信息。否则仅将时间戳经旧设备指纹码加密后返传给所述远端服务器作为动态密钥更新确认信息。
4.如权利要求3所述的智能卡系统，其特征在于：所述远端服务器及时接收到所述射频读写器返回值后，所述远端服务器分别利用该射频读写器的新、旧设备指纹码对收到的返回信息进行解密后进行比较判定，当返回的新时间戳值与所述远端服务器已生成的新时间戳一致时，说明所述远端服务器收到所述射频读写器返回的动态密钥更新确认信息，智能卡系统动态密钥更新完成，所述智能卡系统认定线路端不存在恶意攻击的安全隐患，启用该射频读写器的新设备指纹码作为加解密密钥对收发数据进行加密和解密；当不一致时，重新进行一次更新认证。连续三次更新认证后，仍不一致时，所述智能卡系统认定线路端存在严重干扰或发生断路，终止通信，所述警报器启动。
5.如权利要求4所述的智能卡系统，其特征在于：所述远端服务器发送新生成的时间戳后，启动所示超时处理模块，当超时处理模块计时时间到时，仍未收到所述射频读写器返回的动态密钥更新完成确认信息时，重新启动所示超时处理模块，并进行再一次更新认证；
重新进行一次更新认证后，所述远端服务器收到所述射频读写器返回的动态密钥更新确认信息，所述智能卡系统认定线路端不存在恶意攻击。若重新进行三次更新认证后，所述远端服务器仍未收到所述射频读写器返回的动态密钥更新确认信息，所述智能卡系统认定线路端存在严重干扰或发生断路，终止通信，所述警报器启动。
6.一种如权利要求1至4项任意一项所述的智能卡系统的动态密钥更新认证方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤一：所述远端服务器通过所述时间戳生成与验证模块不定时向所述射频读写器发送一组新生成的时间戳，并同时将所述时间戳通过所述安全模块生成一组新的设备指纹码；
步骤二：所述射频读写器收到新时间戳后，所述MCU模块调出所述FLASH存储模块的旧时间戳，并判断新时间戳是否大于旧时间戳；
步骤三：若新时间戳大于旧时间戳，将所述FLASH存储模块的旧时间戳更换为该新时间戳，启动所述动态密码生成模块，生成新的设备指纹码，并分别利用新、旧设备指纹码对新时间戳进行加密后作为密码更新确认值，发送给所述远端服务器；否则所述射频读写器只利用旧设备指纹码对新时间戳进行加密，作为返回值；
步骤四：所述远端服务器对所述射频读卡器的返回值分别经新、旧设备指纹码解密后进行判断，当返回的新时间戳值与所述远端服务器已生成的新时间戳一致时，所述智能卡系统动态密码更新完成，认定线路端不存在恶意攻击的安全隐患，否则所述智能卡系统启动重新更新认证程序或启动所述警报器；
步骤五：当对所述智能卡进行数据读写时，所述远程服务器利用新设备指纹码作为密钥对数据信息进行加密后传输或解密接收数据，所述射频读卡器利用新设备指纹码对所述智能卡读入数据加密后传输或解密从线路传输过来的信息。
7.如权利要求6所述的智能卡系统的动态密钥更新认证方法，其特征在于：当远端服务器接收到所述射频读写器返回值后，利用所述远端服务器生成的新设备指纹码对返回值进行解密，当所解密出的时间戳值跟新时间戳值一致时，所述智能卡系统的新设备指纹码更新完毕，并可认定线路端不存在恶意攻击的安全隐患；收到的时间戳信息与所述远端服务器时间戳不一致时，或未收到所述射频读写器返回信息时，所示超时处理模块启动，重新进行一次时间戳传输认证；连续三次更新认证后，所述远端服务器仍未收到所述射频读写器返回的正确时间戳信息，所述智能卡系统认定线路端存在严重干扰或发生短路，终止通信，所述警报器启动。
8.如权利要求7所述的智能卡系统的动态密钥更新认证方法，其特征在于：所述智能卡系统的密钥更新认证后，在所述远端服务器上的所述监控显示屏显示认证结果。

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