一種電子標(biāo)簽數(shù)據(jù)處理方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及射頻識別，特別涉及一種電子標(biāo)簽數(shù)據(jù)處理方法。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，U盤，閃存盤等存儲系統(tǒng)作為一種靈活、快捷的存儲介質(zhì)在企業(yè)機(jī)構(gòu)中被廣泛使用。內(nèi)部人員如果將存有這些敏感信息的存儲系統(tǒng)帶出并在外部場合使用，則存在不慎泄露敏感信息的風(fēng)險(xiǎn)。目前，針對存儲系統(tǒng)的技術(shù)方案中，主要采用了加密存儲和用戶認(rèn)證的方式，保證系統(tǒng)中的信息不被非法使用者竊取，但是并沒有限制合法用戶對于設(shè)備的使用。部分針對限制設(shè)備使用環(huán)境的方案中，通過在上位機(jī)時安裝相應(yīng)的軟件模塊或硬件模塊，限制了設(shè)備的接入上位機(jī)，但是這類方案不容易對設(shè)備的使用進(jìn)行監(jiān)控。
[0003]因此，針對相關(guān)技術(shù)中所存在的上述問題，目前尚未提出有效的解決方案。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為解決上述現(xiàn)有技術(shù)所存在的問題，本發(fā)明提出了一種電子標(biāo)簽數(shù)據(jù)處理方法，用于控制存儲系統(tǒng)的安全使用區(qū)域，包括:
[0005]存儲系統(tǒng)在合法接入上位機(jī)時在受控區(qū)域的出口部署RFID讀寫器，利用存儲系統(tǒng)的RFID接口與外部射頻讀寫裝置相互鑒別，保證系統(tǒng)只有在接入受控區(qū)域內(nèi)的合法上位機(jī)的情況下才能進(jìn)行讀寫，若系統(tǒng)被帶出受控區(qū)域，存儲的私鑰將被刪除；存儲系統(tǒng)的私鑰管理模塊為每個用戶生成一個文件加密私鑰，用來對該用戶的文件進(jìn)行加解密。
[0006]優(yōu)選地，當(dāng)對訪問所述存儲系統(tǒng)的用戶進(jìn)行身份認(rèn)證時，在用戶身份認(rèn)證通過后，發(fā)起對其文件的數(shù)據(jù)讀寫請求，通知存儲系統(tǒng)的控制芯片進(jìn)行安全范圍認(rèn)證，與部署在受控區(qū)域內(nèi)的合法上位機(jī)上的RFID讀寫器進(jìn)行雙向鑒權(quán)，所述雙向鑒權(quán)對稱加密機(jī)制，首先RFID讀寫器產(chǎn)生一個挑戰(zhàn)隨機(jī)數(shù)Ra并發(fā)送給存儲系統(tǒng)，以發(fā)起認(rèn)證請求；控制芯片只有在收到MCU的安全范圍認(rèn)證通知的情況下，才響應(yīng)讀寫器的認(rèn)證請求，生成另外一個隨機(jī)數(shù)Rb，然后利用系統(tǒng)ID、Ra、Rb和系統(tǒng)主私鑰計(jì)算出Token BA，并發(fā)送給RFID讀寫器；讀寫器一旦收到包含TokenBA的消息，則利用根私鑰加密ID得到系統(tǒng)主私鑰，從而將加密部分解密，得到明文后檢驗(yàn)ID的正確性，并比較解密得到的隨機(jī)數(shù)是否與以上發(fā)送的挑戰(zhàn)隨機(jī)數(shù)一致，以驗(yàn)證TokenBA，驗(yàn)證通過后產(chǎn)生并向存儲系統(tǒng)發(fā)送Token,以激活系統(tǒng)；系統(tǒng)收到包含Tokens的消息后，將加密部分解密，同時檢驗(yàn)R A、&和ID的正確性；若上述驗(yàn)證通過，則系統(tǒng)確定了自身接入了受控區(qū)域內(nèi)的合法上位機(jī)，于是執(zhí)行激活命令，系統(tǒng)進(jìn)入激活狀態(tài)；
[0007]在數(shù)據(jù)讀寫過程中，控制芯片返回上述安全范圍認(rèn)證的結(jié)果，若認(rèn)證失敗，則拒絕用戶的數(shù)據(jù)讀寫請求，并提示當(dāng)前環(huán)境下不允許使用該存儲系統(tǒng)；若認(rèn)證成功，進(jìn)行后續(xù)的訪問控制和文件讀寫，具體過程如下:當(dāng)用戶請求操作某文件時，將用戶的操作等級與其對文件的訪問權(quán)限進(jìn)行比較，根據(jù)訪問控制策略做出判斷，允許或拒絕當(dāng)前操作；若操作符合訪問權(quán)限規(guī)定，向控制芯片請求該用戶的文件加密私鑰，并按照用戶的要求進(jìn)行文件的讀寫，當(dāng)執(zhí)行的是文件數(shù)據(jù)讀取操作時，首先從閃存中獲取密文數(shù)據(jù)，然后對數(shù)據(jù)進(jìn)行解密并向上位機(jī)返回用戶請求的明文文件；當(dāng)執(zhí)行的是文件數(shù)據(jù)寫入功能時，首先利用私鑰對數(shù)據(jù)進(jìn)行加密，然后將密文數(shù)據(jù)寫入NAND閃存，控制芯片每次提供文件加密私鑰之后，會將系統(tǒng)狀態(tài)設(shè)置為鎖定，下一次讀寫操作時重新進(jìn)行安全范圍認(rèn)證。
[0008]本發(fā)明相比現(xiàn)有技術(shù)，具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0009]本發(fā)明提出的方法采用了 RFID的處理，確保存儲系統(tǒng)的授權(quán)使用、加密存儲和可靠刪除，從而能夠嚴(yán)格控制存儲系統(tǒng)的安全使用區(qū)域，降低信息外泄的風(fēng)險(xiǎn)。
【附圖說明】
[0010]圖1是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的電子標(biāo)簽數(shù)據(jù)處理方法的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0011]下文與圖示本發(fā)明原理的附圖一起提供對本發(fā)明一個或者多個實(shí)施例的詳細(xì)描述。結(jié)合這樣的實(shí)施例描述本發(fā)明，但是本發(fā)明不限于任何實(shí)施例。本發(fā)明的范圍僅由權(quán)利要求書限定，并且本發(fā)明涵蓋諸多替代、修改和等同物。在下文描述中闡述諸多具體細(xì)節(jié)以便提供對本發(fā)明的透徹理解。出于示例的目的而提供這些細(xì)節(jié)，并且無這些具體細(xì)節(jié)中的一些或者所有細(xì)節(jié)也可以根據(jù)權(quán)利要求書實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。
[0012]本發(fā)明描述了一種安全的基于RFID的存儲數(shù)據(jù)處理方法，保證存儲系統(tǒng)的授權(quán)使用、加密存儲和可靠刪除，從而能夠控制存儲系統(tǒng)的安全使用區(qū)域，并在系統(tǒng)離開安全使用區(qū)域時，使用警告和私鑰刪除手段，顯著降低信息經(jīng)由存儲介質(zhì)外泄的風(fēng)險(xiǎn)。圖1是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的電子標(biāo)簽數(shù)據(jù)處理方法流程圖。本發(fā)明的一方面提供了一種運(yùn)行于存儲系統(tǒng)中的電子標(biāo)簽數(shù)據(jù)處理方法。
[0013]存儲系統(tǒng)主要由MCU、閃存、控制芯片、RFID標(biāo)簽芯片和天線組成，一方面通過USB接口與接入上位機(jī)通信，另一方面通過兩個RFID接口分別兩個RFID讀寫器通信。
[0014]MCU是系統(tǒng)的控制中心，它通過USB接口與接入上位機(jī)進(jìn)行通信，執(zhí)行對上位機(jī)的訪問等級控制，并配合接入上位機(jī)的接口程序，對用戶身份進(jìn)行認(rèn)證。MCU的另一個重要任務(wù)是利用RS545接口與控制芯片進(jìn)行通信，完成安全范圍認(rèn)證與數(shù)據(jù)讀寫，并在各項(xiàng)認(rèn)證都完成后執(zhí)行對文件的訪問控制和高速的文件數(shù)據(jù)加解密操作。
[0015]用戶的文件數(shù)據(jù)以密文的形式安全地存儲在閃存之中，閃存的存儲單元組織形式采用FAT文件系統(tǒng)，MCU內(nèi)有專門的控制程序?qū)ζ溥M(jìn)行控制。
[0016]控制芯片作為一個安全芯片存儲了系統(tǒng)的所有安全信息，包括系統(tǒng)狀態(tài)、系統(tǒng)主私鑰、系統(tǒng)支持的上位機(jī)等級和用戶信息(用戶名、口令和該用戶的文件加密私鑰)，這些信息大都在進(jìn)行初始化操作時設(shè)置或生成。另外，控制芯片還負(fù)責(zé)接收并執(zhí)行來自MCU的各種命令，包括對系統(tǒng)狀態(tài)、系統(tǒng)支持的上位機(jī)等級、用戶口令的查詢與驗(yàn)證以及對當(dāng)前環(huán)境進(jìn)行認(rèn)證的命令。該芯片在RFID讀寫器的讀寫距離內(nèi)與其進(jìn)行通信，以進(jìn)行安全范圍認(rèn)證和近距離的私鑰刪除。
[0017]遠(yuǎn)距離RFID芯片用來與射頻讀寫器進(jìn)行通信；另外該芯片還帶有一個I2C接口，可以與MCU相連。在存儲系統(tǒng)離開受控區(qū)域時，一旦進(jìn)入遠(yuǎn)距離射頻讀寫器的讀寫范圍(5m)，讀寫器就向該標(biāo)簽芯片遠(yuǎn)距離寫入一個超范圍警告標(biāo)志；當(dāng)系統(tǒng)在下次接入上位機(jī)時，MCU首先會檢測RFID標(biāo)簽芯片中是否有上述警告標(biāo)志，若有則控制控制芯片進(jìn)行可靠的私鑰刪除。
[0018]與系統(tǒng)進(jìn)行通信的RFID讀寫器由運(yùn)行遠(yuǎn)距離設(shè)備識別程序的服務(wù)器控制，該讀寫器同樣部署在受控區(qū)域的出口，在系統(tǒng)離開受控區(qū)域時進(jìn)行超范圍警告標(biāo)志的寫入。
[0019]為了實(shí)現(xiàn)存儲系統(tǒng)與接入上位機(jī)的安全交互，需要考慮硬件芯片和軟件實(shí)現(xiàn)的安全關(guān)聯(lián)和功能分配。由主控模塊和安全模塊組成，其中主控模塊在硬件上基于MCU，包含鑒別、訪問控制和文件加解密幾個子模塊，安全模塊在硬件上基于控制芯片和RFID標(biāo)簽芯片，包含安全范圍監(jiān)控和信息管理兩個子模塊；射頻讀寫器部分由RFID讀寫器模塊組成，其中RFID讀寫器模塊又分為初始化、安全范圍認(rèn)證和私鑰刪除幾個子模塊。
[0020]存儲系統(tǒng)的加解密模塊對系統(tǒng)中的所有文件進(jìn)行加密存儲，在用戶對系統(tǒng)進(jìn)行讀、寫操作時進(jìn)行相應(yīng)文件的加解密。若存儲系統(tǒng)丟失，非法使用者只能獲取密文數(shù)據(jù)，從而保護(hù)系統(tǒng)中重要文件的安全。同時，加解密操作對用戶透明，并且不會改變文件本身的屬性。
[0021]用戶管理模塊管理企業(yè)內(nèi)部環(huán)境中存儲系統(tǒng)的用戶信息，在每個存儲系統(tǒng)初始化時由管理員統(tǒng)一設(shè)置用戶名和口令。每個系統(tǒng)可對應(yīng)多個用戶，后期使用過程中管理員可以對用戶進(jìn)行添加和刪除。在用戶訪問存儲系統(tǒng)的過程中，對用戶身份進(jìn)行認(rèn)證。
[0022]文件訪問控制模塊每個用戶對應(yīng)一個文件加密私鑰，當(dāng)用戶創(chuàng)建文件時，利用這個用戶的文件私鑰來加密文件，并為每個文件維護(hù)一個訪問控制列表。經(jīng)過身份認(rèn)證后，系統(tǒng)只呈現(xiàn)出該用戶的文件，并按照預(yù)定的策略對文件進(jìn)行嚴(yán)格的訪問控制，避免由于系統(tǒng)的交叉使用帶來的安全隱患。
[0023]上位機(jī)等級控制模塊在接入上位機(jī)的USB插座和存儲系統(tǒng)的USB插頭上分別設(shè)置上位機(jī)訪問等級檢測針腳，當(dāng)存儲系統(tǒng)接入上位機(jī)時，根據(jù)USB插座上檢測針腳的電平信號來對上位機(jī)系統(tǒng)的訪問等級進(jìn)行認(rèn)證，保證只有符合等級要求的上位機(jī)才能訪問存儲系統(tǒng)。
[0024]安全范圍監(jiān)控模塊在合法接入上位機(jī)時在受控區(qū)域的出口部署RFID讀寫器，利用存儲系統(tǒng)上的RFID接口與外部射頻讀寫裝置相互鑒別，保證系統(tǒng)只有在接入了受控區(qū)域內(nèi)的合法上位機(jī)的情況下才能進(jìn)行正常讀寫，若系統(tǒng)被帶出受控區(qū)域，存儲的私鑰將被刪除。
[0025]私鑰管理模塊為每個用戶生成一個文件加密私鑰，用來對該用戶的文件進(jìn)行加解密，該文件私鑰存儲于系統(tǒng)中的安全存儲區(qū)域，由專門的私鑰管理程序?qū)ζ溥M(jìn)行控制。另夕卜，為了確保私鑰刪除操作可以安全完成，還需在受控區(qū)域的出口部署RFID讀寫器，從而在存儲系統(tǒng)離開受控區(qū)域時，通過系統(tǒng)上的RFID接口遠(yuǎn)距離寫入一個超范圍警告標(biāo)志，保證系統(tǒng)在下次接入上位機(jī)時進(jìn)行可靠刪除。
[0026]管理員在初始化上位機(jī)時對存儲系統(tǒng)進(jìn)行必要的初始化操作。為了保證系統(tǒng)接收到的初始化信息的真實(shí)性和完整性，在設(shè)置好系統(tǒng)主私鑰后，所有由初始化上位機(jī)導(dǎo)入的數(shù)據(jù)都添加了校驗(yàn)值，系統(tǒng)對數(shù)據(jù)校驗(yàn)成功后才將相應(yīng)的初始化信息存儲于系統(tǒng)的安全區(qū)域。
[0027](I)每一個存儲系統(tǒng)都有一個唯一 ID號，在出廠時寫入系統(tǒng)內(nèi)部。初始化上位機(jī)首先請求系統(tǒng)的這個唯一 ID，根據(jù)該ID生成系統(tǒng)主私鑰并傳入系統(tǒng)，用于后續(xù)的安全范圍監(jiān)控。主私鑰的生成方法為:初始化上位機(jī)擁有一個根私鑰，用根私鑰加密每個系統(tǒng)的ID即