專利名稱：一種利用磁雙向通信的方法及系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無線通信領(lǐng)域，具體涉及一種利用磁雙向通信的方法及系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著移動(dòng)終端的普及，利用移動(dòng)終端進(jìn)行電子支付的需求變得非常迫切，目前有多種實(shí)現(xiàn)方案，其中一種方案是通過在移動(dòng)終端SIM (Subscriber Identity Module)卡或SD (Secure Digital Memory Card)卡等智能卡中集成2. 4G射頻通信模塊、磁信號(hào)磁感應(yīng)模塊來實(shí)現(xiàn)的。這種方案的磁通信為單向通信，通過裝在手機(jī)中的SIM卡或SD卡檢測(cè)耦合到的磁信號(hào)強(qiáng)度及接收的磁信息，來激活SIM卡或SD卡上的射頻通信模塊進(jìn)行射頻數(shù)據(jù)交換。這種射頻數(shù)據(jù)交換一般應(yīng)用在電子錢包支付、公交地鐵刷卡等等諸多領(lǐng)域。 在磁通信為單向通信的射頻通信系統(tǒng)中，作為第一磁射頻裝置的讀卡器發(fā)送磁信息，作為裝在移動(dòng)終端的SIM卡或SD卡內(nèi)的第二磁射頻裝置接收磁信息，當(dāng)?shù)诙派漕l裝置接收到磁信道信息后，按照公開的變換公式對(duì)其進(jìn)行變換，生成射頻通信使用的頻點(diǎn)、地址和會(huì)話密鑰。在電子支付過程中，系統(tǒng)的安全性很大程度上依賴于磁信道的通信距離。當(dāng)?shù)谝淮派漕l裝置端被惡意篡改，加大其磁信號(hào)發(fā)射功率時(shí)，將會(huì)導(dǎo)致裝載有第二磁射頻裝置的移動(dòng)終端與該被篡改的第一磁射頻裝置通信距離增大，從而造成刷卡距離超過預(yù)定刷卡距離等不安全因素；另外在磁通信為單向通信的射頻通信系統(tǒng)中，射頻通信雙方所使用的通信協(xié)議版本不能在射頻通信之前協(xié)商出來，必須借助于額外的射頻交互才能確定。由上可見，在磁通信為單向通信的射頻通信系統(tǒng)中，普遍存在著第一磁射頻裝置端磁信號(hào)發(fā)射功率被惡意篡改導(dǎo)致刷卡距離增遠(yuǎn)、刷卡安全性降低以及射頻通信雙方所使用的通信協(xié)議版本不能在射頻通信之前確定等問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種利用磁雙向通信的方法及系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)在進(jìn)行射頻通信之前雙方能夠利用磁場(chǎng)信號(hào)進(jìn)行雙向通信以確定身份合法，從而提高射頻通信的安全性。本發(fā)明為了解決上述技術(shù)問題，公開了一種利用磁雙向通信的方法，該方法為所述第一磁射頻裝置和第二磁射頻裝置之間通過雙向解析交變磁場(chǎng)信號(hào)以確定通信雙方的身份合法并由射頻通道進(jìn)行數(shù)據(jù)交互。進(jìn)一步，所述方法包括如下步驟
所述第一磁射頻裝置通過第一磁信道發(fā)射第一交變磁場(chǎng)信號(hào)，所述第一交變磁場(chǎng)信號(hào)包含第一磁射頻裝置生成的第一隨機(jī)數(shù)和第一磁射頻裝置所支持的第一射頻協(xié)議版本信息；
所述第二磁射頻裝置檢測(cè)磁信號(hào)強(qiáng)度并接收第一交變磁場(chǎng)信號(hào)，通過對(duì)第一交變磁場(chǎng)信號(hào)進(jìn)行解析以生成第二交變磁場(chǎng)信號(hào)，并經(jīng)第二磁信道發(fā)射第二交變磁場(chǎng)信號(hào)；
所述第一磁射頻裝置接收第二交變磁場(chǎng)信號(hào)，并根據(jù)對(duì)第二交變磁場(chǎng)信號(hào)與第一交變磁場(chǎng)信號(hào)的比較結(jié)果確定通信雙方的身份以判斷第一磁射頻裝置與第二磁射頻裝置之間是否能夠通過射頻通道進(jìn)行數(shù)據(jù)交互。進(jìn)一步，所述第一磁射頻裝置生成的第一隨機(jī)數(shù)經(jīng)第一磁射頻裝置變換生成第一特征碼，所述第一特征碼保存在第一磁射頻裝置中。進(jìn)一步，所述“第二磁射頻裝置檢測(cè)磁信號(hào)強(qiáng)度并接收第一交變磁場(chǎng)信號(hào)，通過對(duì)第一交變磁場(chǎng)信號(hào)進(jìn)行解析以生成第二交變磁場(chǎng)信號(hào)，并經(jīng)第二磁信道發(fā)射第二交變磁場(chǎng)信號(hào)”的方法包括如下步驟
所述第二磁射頻裝置檢測(cè)磁信號(hào)強(qiáng)度并通過第一磁信道接收第一交變磁場(chǎng)信號(hào)；所述第二磁射頻裝置通過對(duì)第一交變磁場(chǎng)信號(hào)進(jìn)行解析以獲取第一隨機(jī)數(shù)和第一磁射頻裝置所支持的第一射頻協(xié)議版本信息，同時(shí)生成第二隨機(jī)數(shù)；
所述第二磁射頻裝置通過解析出的第一隨機(jī)數(shù)，并對(duì)第一隨機(jī)數(shù)進(jìn)行變換生成第二特征碼；·
所述第二磁射頻裝置通過解析出的第一磁射頻裝置所支持的第一射頻協(xié)議版本信息，并根據(jù)自身所支持的射頻協(xié)議版本信息而確定雙方進(jìn)行射頻通信時(shí)相互支持的第二射頻協(xié)議版本信息；
所述第二磁射頻裝置通過第二磁信道發(fā)射第二隨機(jī)數(shù)、第二特征碼以及第二射頻協(xié)議版本信息。進(jìn)一步，所述“第一磁射頻裝置接收第二交變磁場(chǎng)信號(hào)，并根據(jù)對(duì)第二交變磁場(chǎng)信號(hào)與第一交變磁場(chǎng)信號(hào)的比較結(jié)果確定通信雙方的身份以判斷第一磁射頻裝置與第二磁射頻裝置之間是否能夠通過射頻通道進(jìn)行數(shù)據(jù)交互”的方法包括如下步驟
所述第一磁射頻裝置通過第二磁信道接收第二交變磁場(chǎng)信號(hào)，并對(duì)第二交變磁場(chǎng)信號(hào)進(jìn)行解析以獲取第二隨機(jī)數(shù)、第二特征碼以及第二射頻協(xié)議版本信息；
所述第一磁射頻裝置將解析出的第二特征碼與第一特征碼進(jìn)行比較，若兩者相等，則表明第一磁射頻裝置與第二磁射頻裝置雙方的通信身份合法，繼續(xù)下列步驟使雙方通過射頻通道進(jìn)行數(shù)據(jù)交換；否則雙方終止通信；
所述第一磁射頻裝置和第二磁射頻裝置按照相同的方法對(duì)第一隨機(jī)數(shù)和第二隨機(jī)數(shù)進(jìn)行解析，以獲取雙方進(jìn)行射頻通信的地址、頻點(diǎn)和會(huì)話密鑰；
所述第一磁射頻裝置和第二磁射頻裝置按照確定的第二射頻協(xié)議版本信息和相同的射頻通信地址、頻點(diǎn)和會(huì)話密鑰進(jìn)行射頻數(shù)據(jù)交互。本發(fā)明還公開了一種利用磁雙向通信的系統(tǒng)，包括第一磁射頻裝置和第二磁射頻裝置，所述第一磁射頻裝置和第二磁射頻裝置之間通過雙向解析交變磁場(chǎng)信號(hào)以確定通信雙方的身份合法并由射頻通道進(jìn)行數(shù)據(jù)交互。進(jìn)一步，所述第一磁射頻裝置，用于通過第一磁信道發(fā)射第一交變磁場(chǎng)信號(hào)，所述第一交變磁場(chǎng)信號(hào)包含第一磁射頻裝置生成的第一隨機(jī)數(shù)和第一磁射頻裝置所支持的第一射頻協(xié)議版本信息；并接收第二交變磁場(chǎng)信號(hào)，根據(jù)對(duì)第二交變磁場(chǎng)信號(hào)與第一交變磁場(chǎng)信號(hào)的比較結(jié)果確定通信雙方的身份以判斷第一磁射頻裝置與第二磁射頻裝置之間是否能夠通過射頻通道進(jìn)行數(shù)據(jù)交互；
所述第二磁射頻裝置，用于檢測(cè)磁信號(hào)強(qiáng)度并接收第一交變磁場(chǎng)信號(hào)，通過對(duì)第一交變磁場(chǎng)信號(hào)進(jìn)行解析以生成第二交變磁場(chǎng)信號(hào)，并經(jīng)第二磁信道發(fā)射第二交變磁場(chǎng)信號(hào)。
進(jìn)一步，所述第一磁射頻裝置包括至少一個(gè)第一主處理器、至少一個(gè)用于生成第一隨機(jī)數(shù)的第一隨機(jī)數(shù)發(fā)生器、至少一個(gè)用于發(fā)射第一交變磁場(chǎng)信號(hào)的第一磁信號(hào)發(fā)射模塊、至少一個(gè)用于接收第二交變磁場(chǎng)信號(hào)的第一磁信號(hào)接收模塊、至少一個(gè)用于收發(fā)射頻數(shù)據(jù)的第一射頻收發(fā)模塊、至少一個(gè)用于對(duì)收發(fā)的射頻數(shù)據(jù)進(jìn)行加解密的第一加解密模塊；
所述第二磁射頻裝置包括到少一個(gè)第二主處理器、至少一個(gè)用于生成第二隨機(jī)數(shù)的第二隨機(jī)數(shù)發(fā)生器、至少一個(gè)用于發(fā)射第二交變磁場(chǎng)信號(hào)的第二磁信號(hào)發(fā)射模塊、至少一個(gè)用于接收第一交變磁場(chǎng)信號(hào)的第二磁信號(hào)接收模塊、至少一個(gè)用于收發(fā)射頻數(shù)據(jù)的第二射頻收發(fā)模塊、至少一個(gè)用于對(duì)收發(fā)的射頻數(shù)據(jù)進(jìn)行加解密的第二加解密模塊。進(jìn)一步，所述第一主處理器、第一隨機(jī)數(shù)發(fā)生器和第一磁信號(hào)發(fā)射模塊依次串聯(lián)連接；所述第一主處理器與第一磁信號(hào)接收模塊相連接；所述第一主處理器、第一加解密模塊和第一射頻收發(fā)模塊依次串聯(lián)連接； 所述第二主處理器與第二磁信號(hào)接收模塊相連接；所述第二主處理器、第二隨機(jī)數(shù)發(fā)生器和第二磁信號(hào)發(fā)射模塊依次串聯(lián)連接；所述第二主處理器、第二加解密模塊和第二射頻收發(fā)模塊依次串聯(lián)連接。進(jìn)一步，所述第一磁信號(hào)發(fā)射模塊包括至少一個(gè)編碼電路、至少一個(gè)調(diào)制電路、至少一個(gè)驅(qū)動(dòng)電路和至少一個(gè)低頻發(fā)射線圈，所述編碼電路、調(diào)制電路、驅(qū)動(dòng)電路和低頻發(fā)射線圈依次串聯(lián)連接；所述第二磁信號(hào)發(fā)射模塊包括至少一個(gè)編碼電路、至少一個(gè)調(diào)制電路、至少一個(gè)驅(qū)動(dòng)電路和至少一個(gè)低頻發(fā)射線圈，所述編碼電路、調(diào)制電路、驅(qū)動(dòng)電路和低頻發(fā)射線圈依次串聯(lián)連接。進(jìn)一步，所述第一磁信號(hào)接收模塊包括至少一個(gè)低頻磁感應(yīng)電路、至少一個(gè)低頻放大濾波電路和至少一個(gè)低頻解調(diào)電路，所述低頻磁感應(yīng)電路、低頻放大濾波電路和低頻解調(diào)電路依次串聯(lián)連接；所述第二磁信號(hào)接收模塊包括至少一個(gè)低頻磁感應(yīng)電路、至少一個(gè)低頻放大濾波電路和至少一個(gè)門限判斷及解調(diào)電路，所述低頻磁感應(yīng)電路、低頻放大濾波電路和門限判斷及解調(diào)電路依次串聯(lián)連接。進(jìn)一步，所述第一射頻收發(fā)模塊包括至少一個(gè)射頻收發(fā)電路以及一個(gè)射頻天線，所述射頻收發(fā)電路與射頻天線相連接；所述第二射頻收發(fā)模塊包括至少一個(gè)射頻收發(fā)電路以及一個(gè)射頻天線，所述射頻收發(fā)電路與射頻天線相連接。采用上述本發(fā)明技術(shù)方案的有益效果為本發(fā)明使進(jìn)行射頻通信的雙方在接入射頻通信前利用磁場(chǎng)信號(hào)進(jìn)行雙向通信，以確定通信雙方的身份合法以及雙方進(jìn)行射頻通信時(shí)所使用的射頻通信協(xié)議版本、射頻通信的頻點(diǎn)、地址和會(huì)話密鑰，從而提高射頻通信的安全性。


圖I為本發(fā)明實(shí)施例中利用磁雙向通信的系統(tǒng)邏輯結(jié)構(gòu)示意 圖2為本發(fā)明實(shí)施例中利用磁雙向通信系統(tǒng)的第一磁射頻裝置的結(jié)構(gòu)示意 圖3為本發(fā)明實(shí)施例中利用磁雙向通信系統(tǒng)的第二磁射頻裝置的結(jié)構(gòu)示意 圖4為本發(fā)明實(shí)施例中利用磁雙向通信的方法流程 圖5為本發(fā)明實(shí)施例中利用磁雙向通信的方法實(shí)施流程圖。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的原理和特征進(jìn)行描述，所舉實(shí)例只用于解釋本發(fā)明，并非用于限定本發(fā)明的范圍。本發(fā)明一實(shí)施例提供了一種利用磁雙向通信的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括至少一個(gè)第一磁射頻裝置和至少一個(gè)第二磁射頻裝置，所述第一磁射頻裝置和第二磁射頻裝置之間通過雙向解析交變磁場(chǎng)信號(hào)以確定通信雙方的身份合法并由射頻通道進(jìn)行數(shù)據(jù)交互。圖I為本發(fā)明實(shí)施例中利用磁雙向通信的系統(tǒng)邏輯結(jié)構(gòu)示意圖，以下結(jié)合圖I對(duì) 本發(fā)明的系統(tǒng)進(jìn)行詳細(xì)說明，如圖I所示所述系統(tǒng)包括第一磁射頻裝置100和第二磁射頻裝置200，在本發(fā)明實(shí)施例中，所述第一磁射頻裝置100可以為讀卡器件；所述第二磁射頻裝置200可以置于移動(dòng)終端中或者置于移動(dòng)終端內(nèi)的SM卡、UM卡、USIM卡、TF卡或SD卡中，其中，所述移動(dòng)終端是指可以移動(dòng)的終端，可以是手機(jī)、個(gè)人數(shù)字助理PDA或者筆記本電腦等。所述第一磁射頻裝置100和第二磁射頻裝置200之間通過磁信道301、302雙向解析交變磁場(chǎng)信號(hào)以確定雙方的身份是否合法，如果雙方的身份合法則由射頻通道303進(jìn)行數(shù)據(jù)交互。圖2為本發(fā)明實(shí)施例中利用磁雙向通信系統(tǒng)的第一磁射頻裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖2所示在本實(shí)施例中，所述第一磁射頻裝置100包括至少一個(gè)第一主處理器102、至少一個(gè)用于生成第一隨機(jī)數(shù)的第一隨機(jī)數(shù)發(fā)生器101、至少一個(gè)用于發(fā)射第一交變磁場(chǎng)信號(hào)的第一磁信號(hào)發(fā)射模塊120、至少一個(gè)用于接收第二交變磁場(chǎng)信號(hào)的第一磁信號(hào)接收模塊130、至少一個(gè)用于收發(fā)射頻數(shù)據(jù)的第一射頻收發(fā)模塊140、至少一個(gè)用于對(duì)收發(fā)的射頻數(shù)據(jù)進(jìn)行加解密的第一加解密模塊103。其中，所述第一主處理器102、第一隨機(jī)數(shù)發(fā)生器101和第一磁信號(hào)發(fā)射模塊120依次串聯(lián)連接；所述第一主處理器102與第一磁信號(hào)接收模塊130相連接；所述第一主處理器102、第一加解密模塊103和第一射頻收發(fā)模塊140依次串聯(lián)連接。在本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施例中，所述第一磁信號(hào)發(fā)射模塊120包括至少一個(gè)編碼電路121、至少一個(gè)調(diào)制電路122、至少一個(gè)驅(qū)動(dòng)電路123和至少一個(gè)低頻發(fā)射線圈124，所述編碼電路121、調(diào)制電路122、驅(qū)動(dòng)電路123和低頻發(fā)射線圈124依次串聯(lián)連接；所述第一磁信號(hào)接收模塊130包括至少一個(gè)低頻磁感應(yīng)電路133、至少一個(gè)低頻放大濾波電路132和至少一個(gè)低頻解調(diào)電路131，所述低頻磁感應(yīng)電路133、低頻放大濾波電路132和低頻解調(diào)電路131依次串聯(lián)連接；所述第一射頻收發(fā)模塊140包括至少一個(gè)射頻收發(fā)電路141以及一個(gè)射頻天線142,所述射頻收發(fā)電路141與射頻天線142相連接。圖3為本發(fā)明實(shí)施例中利用磁雙向通信系統(tǒng)的第二磁射頻裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖3所示在該實(shí)施方式中，所述第二磁射頻裝置200包括到少一個(gè)第二主處理器202、至少一個(gè)用于生成第二隨機(jī)數(shù)的第二隨機(jī)數(shù)發(fā)生器201、至少一個(gè)用于發(fā)射第二交變磁場(chǎng)信號(hào)的第二磁信號(hào)發(fā)射模塊230、至少一個(gè)用于接收第一交變磁場(chǎng)信號(hào)的第二磁信號(hào)接收模塊220、至少一個(gè)用于收發(fā)射頻數(shù)據(jù)的第二射頻收發(fā)模塊240、至少一個(gè)用于對(duì)收發(fā)的射頻數(shù)據(jù)進(jìn)行加解密的第二加解密模塊203。其中，所述第二主處理器202與第二磁信號(hào)接收模塊230相連接；所述第二主處理器202、第二隨機(jī)數(shù)發(fā)生器201和第二磁信號(hào)發(fā)射模塊220依次串聯(lián)連接；所述第二主處理器202、第二加解密模塊203和第二射頻收發(fā)模塊240依次串聯(lián)連接。在本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施例中，所述第二磁信號(hào)發(fā)射模塊230包括至少一個(gè)編碼電路234、至少一個(gè)調(diào)制電路233、至少一個(gè)驅(qū)動(dòng)電路232和至少一個(gè)低頻發(fā)射線圈231，所述編碼電路234、調(diào)制電路233、驅(qū)動(dòng)電路232和低頻發(fā)射線圈231依次串聯(lián)連接；所述第二磁信號(hào)接收模塊220包括至少一個(gè)低頻磁感應(yīng)電路221、至少一個(gè)低頻放大濾波電路222和至少一個(gè)門限判斷及解調(diào)電路223，所述低頻磁感應(yīng)電路221、低頻放大濾波電路222和門限判斷及解調(diào)電路223依次串聯(lián)連接；所述第二射頻收發(fā)模塊240包括至少一個(gè)射頻收發(fā)電路242以及一個(gè)射頻天線241，所述射頻收發(fā)電路242與射頻天線241相連接。在本發(fā)明上述實(shí)施例中，所述系統(tǒng)還具有以下特點(diǎn)所述調(diào)制電路、解調(diào)電路可以采用但不限于FSK(Frequency_shift keying)頻移鍵控方式；所述加解密模塊可以采用但不限于3DES算法；所述隨機(jī)數(shù)發(fā)生器可以采用但不限于SHAl算法；所述加解密模塊、隨機(jī)數(shù)發(fā)生器可以內(nèi)置于主處理器中，也可以使用外置獨(dú)立的模塊；所述接口模塊可以是但不限于UART、7816、SDI0接口 ；所述磁信道可以是但不限于lk、2k、9k、20k、25k、125k?！?br> 該實(shí)施方式中，所述第一磁射頻裝置100通過第一磁信號(hào)發(fā)射模塊120經(jīng)第一磁信道301發(fā)射第一交變磁場(chǎng)信號(hào),所述第一交變磁場(chǎng)信號(hào)包含第一隨機(jī)數(shù)發(fā)生器101生成的第一隨機(jī)數(shù)R和第一磁射頻裝置100所支持的第一射頻協(xié)議版本信息Pr ;所述第二磁射頻裝置200檢測(cè)磁信號(hào)強(qiáng)度，由第二磁信號(hào)接收模塊220通過第一磁信道301接收第一交變磁場(chǎng)信號(hào)，并對(duì)第一交變磁場(chǎng)信號(hào)進(jìn)行解析以生成第二交變磁場(chǎng)信號(hào)，由第二磁信號(hào)發(fā)射模塊230通過第二磁信道302發(fā)射第二交變磁場(chǎng)信號(hào)，所述第二交變磁場(chǎng)信號(hào)內(nèi)攜帶有由第二隨機(jī)數(shù)發(fā)生器201生成的第二隨機(jī)數(shù)；所述第一磁射頻裝置100檢測(cè)磁信號(hào)強(qiáng)度，并由第一磁信號(hào)接收模塊130通過第二磁信道302接收第二交變磁場(chǎng)信號(hào)，并根據(jù)對(duì)第二交變磁場(chǎng)信號(hào)與第一交變磁場(chǎng)信號(hào)的比較結(jié)果確定通信雙方的身份，以判斷第一磁射頻裝置100的第一射頻收發(fā)模塊140與第二磁射頻裝置200的第二射頻收發(fā)模塊240之間是否能夠通過射頻通道303進(jìn)行數(shù)據(jù)交互。本發(fā)明針對(duì)移動(dòng)通信中第一磁射頻裝置與第二磁射頻裝置之間近距離交易的身份認(rèn)證問題，提出了一種由帶有交變磁場(chǎng)信號(hào)收發(fā)功能及射頻信號(hào)收發(fā)功能的第一磁射頻裝置和與之對(duì)應(yīng)的帶有交變磁場(chǎng)信號(hào)收發(fā)功能及射頻信號(hào)收發(fā)功能的第二磁射頻裝置組成的近距離通信系統(tǒng)。本發(fā)明利用交變磁場(chǎng)信號(hào)使通信系統(tǒng)通過第一磁射頻裝置到第二磁射頻裝置以及第二磁射頻裝置到第一磁射頻裝置的雙向檢測(cè)來達(dá)到對(duì)通信雙方的身份進(jìn)行認(rèn)證，只有當(dāng)?shù)谝淮派漕l裝置能夠正確解析第二磁射頻裝置的交變磁場(chǎng)信號(hào)并判斷其身份合法后，才開啟射頻通信和刷卡交易，如此完成磁雙向通信控制，達(dá)到對(duì)通信雙向身份的限制，以確保通信安全。本發(fā)明另一實(shí)施例還提供了一種利用磁雙向通信的方法，所述方法應(yīng)用于包含至少一個(gè)第一磁射頻裝置和至少一個(gè)第二磁射頻裝置的近距離通信系統(tǒng)中，該方法為所述第一磁射頻裝置和第二磁射頻裝置之間通過雙向解析交變磁場(chǎng)信號(hào)以確定通信雙方的身份合法并由射頻通道進(jìn)行數(shù)據(jù)交互。圖4為本發(fā)明實(shí)施例中利用磁雙向通信的方法流程圖，如圖4所示，所述方法包括如下步驟
步驟S401，所述第一磁射頻裝置通過第一磁信道發(fā)射第一交變磁場(chǎng)信號(hào)，所述第一交變磁場(chǎng)信號(hào)包含第一磁射頻裝置生成的第一隨機(jī)數(shù)和第一磁射頻裝置所支持的第一射頻協(xié)議版本信息；
本實(shí)施方式中，所述第一交變磁場(chǎng)信號(hào)包含第一磁射頻裝置生成的第一隨機(jī)數(shù)R和第一磁射頻裝置所支持的第一射頻協(xié)議版本信息P1，所述第一磁射頻裝置通過第一磁信道發(fā)射第一隨機(jī)數(shù)R和第一射頻協(xié)議版本信息Pl ;并對(duì)第一隨機(jī)數(shù)R進(jìn)行變換生成第一特征碼Rl,同時(shí)將第一特征碼Rl保存在第一磁射頻裝置中。步驟S402，所述第二磁射頻裝置檢 測(cè)磁信號(hào)強(qiáng)度并接收第一交變磁場(chǎng)信號(hào)，通過對(duì)第一交變磁場(chǎng)信號(hào)進(jìn)行解析以生成第二交變磁場(chǎng)信號(hào)，并經(jīng)第二磁信道發(fā)射第二交變磁場(chǎng)信號(hào)；
在本實(shí)施例中，所述第二磁射頻裝置檢測(cè)磁信號(hào)強(qiáng)度并通過第一磁信道接收第一交變磁場(chǎng)信號(hào)，并對(duì)第一交變磁場(chǎng)信號(hào)進(jìn)行解析以獲取第一隨機(jī)數(shù)R和第一磁射頻裝置所支持的第一射頻協(xié)議版本信息P1，同時(shí)生成第二隨機(jī)數(shù)C ;然后利用解析出的第一隨機(jī)數(shù)R，使用與第一磁射頻裝置相同的變換方法，對(duì)第一隨機(jī)數(shù)R進(jìn)行變換生成第二特征碼R2 ;同時(shí)根據(jù)解析出的第一磁射頻裝置所支持的第一射頻協(xié)議版本信息Pl，再結(jié)合自身所支持的射頻協(xié)議版本信息而確定雙方進(jìn)行射頻通信時(shí)相互所支持的第二射頻協(xié)議版本信息P2 ;最后通過第二磁信道發(fā)射第二隨機(jī)數(shù)C、第二特征碼R2以及第二射頻協(xié)議版本信息P2。步驟S403，所述第一磁射頻裝置接收第二交變磁場(chǎng)信號(hào)，并根據(jù)對(duì)第二交變磁場(chǎng)信號(hào)與第一交變磁場(chǎng)信號(hào)的比較結(jié)果確定通信雙方的身份以判斷第一磁射頻裝置與第二磁射頻裝置之間是否能夠通過射頻通道進(jìn)行數(shù)據(jù)交互。該實(shí)施方式中，所述第一磁射頻裝置通過第二磁信道接收第二交變磁場(chǎng)信號(hào)，并對(duì)第二交變磁場(chǎng)信號(hào)進(jìn)行解析以獲取第二隨機(jī)數(shù)C、第二特征碼R2以及第二射頻協(xié)議版本信息P2;然后將解析出的第二特征碼R2與保存的第一特征碼Rl進(jìn)行比較，若兩者相等，則說明第二磁射頻裝置發(fā)射的第二交變磁場(chǎng)信號(hào)是對(duì)第一磁射頻裝置的第一交變磁場(chǎng)信號(hào)的響應(yīng)，則判定第一磁射頻裝置與第二磁射頻裝置雙方的通信身份合法，可以使雙方通過射頻通道繼續(xù)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換；否則雙方不能使用射頻通道進(jìn)行通信，但是可以重復(fù)上述步驟雙向解析交變磁場(chǎng)信號(hào)以重新確定通信雙方的身份是否合法。當(dāng)判定第一磁射頻裝置與第二磁射頻裝置雙方的通信身份合法時(shí)，所述第一磁射頻裝置和第二磁射頻裝置按照相同的方法對(duì)第一隨機(jī)數(shù)R和第二隨機(jī)數(shù)C進(jìn)行解析，以獲取雙方進(jìn)行射頻通信的地址Addr、頻點(diǎn)Freq和會(huì)話密鑰S ;在本實(shí)施方式中，因第一磁射頻裝置和第二磁射頻裝置使用的解析方法相同、輸入?yún)?shù)相同(都為第一隨機(jī)數(shù)R和第二隨機(jī)數(shù)C)，因此獲得的射頻通信的地址AddrJlg Freq和會(huì)話密鑰S也均相同。此時(shí)，所述第一磁射頻裝置和第二磁射頻裝置按照確定的雙方進(jìn)行射頻通信時(shí)相互所支持的第二射頻協(xié)議版本信息P2和相同的射頻通信地址AddrJlg Freq和會(huì)話密鑰S進(jìn)行射頻數(shù)據(jù)交互。因本發(fā)明使進(jìn)行射頻通信的雙方在接入射頻通信前利用磁場(chǎng)信號(hào)進(jìn)行雙向通信，以確定通信雙方的身份合法以及雙方進(jìn)行射頻通信時(shí)所使用的射頻通信協(xié)議版本、射頻通信的頻點(diǎn)、地址和會(huì)話密鑰，從而在一定程度上提高了射頻通信的安全性。以下結(jié)合上述本發(fā)明實(shí)施例的方法和系統(tǒng)以及圖5詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施流程，圖5為本發(fā)明實(shí)施例中利用磁雙向通信的方法實(shí)施流程圖，如圖5所示步驟S500:所述第一磁射頻裝置的第一隨機(jī)數(shù)發(fā)生器生成隨機(jī)數(shù)R，并對(duì)R進(jìn)行變換生成R的特征碼Rl，Rl=fr (R)，本實(shí)施例中可以是使用3DES加密算法進(jìn)行變換，將R做為密鑰，對(duì)R進(jìn)行加密得到密文，取全部或者部分密文作為Rl，因此Rl可以比R短，然后將該隨機(jī)數(shù)R通過第一磁信道301發(fā)送出去洱和Rl用于認(rèn)證第一磁射頻裝置所收到的磁信道反饋信息是否為對(duì)第一磁射頻裝置的響應(yīng)，同時(shí)防止Rl被截獲而泄露R ；
步驟S501 :第一磁射頻裝置的第一主處理器將隨機(jī)數(shù)R和支持第一磁射頻裝置的最新射頻協(xié)議版本信息Pl發(fā)送給第一磁信號(hào)發(fā)射模塊；
步驟S502 :第一磁射頻裝置的第一磁信號(hào)發(fā)射模塊發(fā)送攜帶R和Pl的第一交變磁場(chǎng)信號(hào);
步驟S600 :第二磁射頻裝置使用第二磁信號(hào)接收模塊檢測(cè)磁信號(hào)強(qiáng)度并接收磁信道數(shù)據(jù)信息； 步驟S601 :如果第二磁射頻裝置檢測(cè)到信號(hào)強(qiáng)度大于設(shè)定值門限值且接收到有效的磁信道數(shù)據(jù)，則解析出數(shù)據(jù)，準(zhǔn)備下一步；否則繼續(xù)檢測(cè)磁信號(hào)強(qiáng)度并接收磁信道數(shù)據(jù)信息；
步驟S602、S603 :當(dāng)?shù)诙派漕l裝置接收到有效的磁信道數(shù)據(jù)信息(第一交變磁場(chǎng)信號(hào))后，對(duì)其進(jìn)行解析，獲取其隨機(jī)數(shù)R，并使用與第一磁射頻裝置相同的算法，換算出R的特征碼R2，R2將作為回應(yīng)信息發(fā)送給第一磁射頻裝置，用于認(rèn)證該回應(yīng)信息是否為第一磁射頻裝置所發(fā)出的第一交變磁場(chǎng)信號(hào)的反饋(正常情況下特征碼R2應(yīng)該與第一磁射頻裝置生成的特征碼Rl相等);所述第二磁射頻裝置的第二隨機(jī)數(shù)發(fā)生器生成隨機(jī)數(shù)C，隨機(jī)數(shù)C與隨機(jī)數(shù)R用于變換射頻通信使用的頻點(diǎn)、地址和會(huì)話密鑰；第二磁射頻裝置對(duì)接收到有效的磁信道數(shù)據(jù)信息(第一交變磁場(chǎng)信號(hào))進(jìn)行解析，獲取第一磁射頻裝置支持的最新射頻協(xié)議版本信息P1，并結(jié)合其本身所支持的最新射頻協(xié)議版本信息Pc，使用某一協(xié)商方式，確定出系統(tǒng)即將使用的射頻協(xié)議版本信息P2，P2=fp (PI, Pc)。本實(shí)施例中，所述的協(xié)商方式可以是根據(jù)已知的雙方各自所支持的射頻協(xié)議版本信息而選擇其共同支持、并兼容的射頻協(xié)議版本信息；
步驟S604、S605 :所述第二磁射頻裝置的第二主處理器將攜帶有隨機(jī)數(shù)C、特征碼R2、雙方都支持的射頻協(xié)議版本信息P2的第二交變磁場(chǎng)信號(hào)傳給第二磁信號(hào)發(fā)射模塊，第二磁信號(hào)發(fā)射模塊通過第二磁信道302發(fā)送攜帶有C、R2、P2的第二交變磁場(chǎng)信號(hào)至第一磁射頻裝置，作為對(duì)第一磁射頻裝置的磁信道信息的回應(yīng)；
步驟S503 :第一磁射頻裝置使用第一磁信號(hào)接收模塊檢測(cè)磁信號(hào)強(qiáng)度并接收磁信道信息，如果能接收到第二磁射頻裝置回應(yīng)的磁信道信息，則對(duì)其進(jìn)行解析獲取該信息中的隨機(jī)數(shù)C、特征碼R2、雙方都支持的射頻協(xié)議版本信息P2，并且將特征碼R2與特征碼Rl進(jìn)行比較(R2和Rl都是隨機(jī)數(shù)R變換而成的)，如果特征碼R2與Rl相等，則證明該回應(yīng)信息是給第一磁射頻裝置的，即該回應(yīng)信息(第二交變磁場(chǎng)信號(hào))是對(duì)第一磁射頻裝置的第一交變磁場(chǎng)信號(hào)的響應(yīng)；如果特征碼R2與Rl不相等，則說明該回應(yīng)信息不是對(duì)第一磁射頻裝置的的響應(yīng)，此時(shí)第一磁射頻裝置使用第一磁信號(hào)接收模塊繼續(xù)檢測(cè)磁信號(hào)強(qiáng)度并接收磁信道信息對(duì)其進(jìn)行判定；
步驟S504、S505 :當(dāng)所述第一磁射頻裝置接收到第二磁射頻裝置回應(yīng)的磁信道信息，并判定特征碼R2與Rl相等時(shí)，解析出系統(tǒng)即將使用的雙方都支持的射頻協(xié)議版本信息P2，并將隨機(jī)數(shù)C和隨機(jī)數(shù)R作為參數(shù)，按照某種變換方式，分別變換出射頻通信頻點(diǎn)Freq、射頻通信地址Addr和射頻通信的會(huì)話密鑰S，其中Freq=fc(R，C)，Addr=fa (R，C)，S= S=f s (R,C)；
步驟S606、S607:同樣的，第二磁射頻裝置發(fā) 送回應(yīng)的磁信道信息(第二交變磁場(chǎng)信號(hào))后，以隨機(jī)數(shù)R和C為參數(shù)，按照與第一磁射頻裝置相同的變換方式，分別變換出射頻通信頻點(diǎn)Freq、射頻通信地址Addr和射頻通信的會(huì)話密鑰S，其中Freq=fc (R，C)，Addr=fa(R,C)，S= S=fs (R, C)；
步驟S506、S608 :第一磁射頻裝置和第二磁射頻裝置完成磁信號(hào)雙向數(shù)據(jù)交換后，也就是進(jìn)行了雙方的身份確定后，開始由射頻通道303進(jìn)行射頻數(shù)據(jù)交互，以完成射頻接入；步驟S507、S609 :若射頻交互成功，第一磁射頻裝置和第二磁射頻裝置至此完成了射頻接入；否則射頻接入失敗，重新開始接入。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種利用磁雙向通信的方法，其特征在于，第一磁射頻裝置和第二磁射頻裝置之間通過雙向解析交變磁場(chǎng)信號(hào)以確定通信雙方的身份合法并由射頻通道進(jìn)行數(shù)據(jù)交互。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟 所述第一磁射頻裝置通過第一磁信道發(fā)射第一交變磁場(chǎng)信號(hào)，所述第一交變磁場(chǎng)信號(hào)包含第一磁射頻裝置生成的第一隨機(jī)數(shù)和第一磁射頻裝置所支持的第一射頻協(xié)議版本信息； 所述第二磁射頻裝置檢測(cè)磁信號(hào)強(qiáng)度并接收第一交變磁場(chǎng)信號(hào)，通過對(duì)第一交變磁場(chǎng)信號(hào)進(jìn)行解析以生成第二交變磁場(chǎng)信號(hào)，并經(jīng)第二磁信道發(fā)射第二交變磁場(chǎng)信號(hào)； 所述第一磁射頻裝置接收第二交變磁場(chǎng)信號(hào)，并根據(jù)對(duì)第二交變磁場(chǎng)信號(hào)與第一交變磁場(chǎng)信號(hào)的比較結(jié)果確定通信雙方的身份以判斷第一磁射頻裝置與第二磁射頻裝置之間是否能夠通過射頻通道進(jìn)行數(shù)據(jù)交互。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述第一磁射頻裝置生成的第一隨機(jī)數(shù)經(jīng)第一磁射頻裝置變換生成第一特征碼，所述第一特征碼保存在第一磁射頻裝置中。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述“第二磁射頻裝置檢測(cè)磁信號(hào)強(qiáng)度并接收第一交變磁場(chǎng)信號(hào)，通過對(duì)第一交變磁場(chǎng)信號(hào)進(jìn)行解析以生成第二交變磁場(chǎng)信號(hào)，并經(jīng)第二磁信道發(fā)射第二交變磁場(chǎng)信號(hào)”的方法包括如下步驟 所述第二磁射頻裝置檢測(cè)磁信號(hào)強(qiáng)度并通過第一磁信道接收第一交變磁場(chǎng)信號(hào)； 所述第二磁射頻裝置通過對(duì)第一交變磁場(chǎng)信號(hào)進(jìn)行解析以獲取第一隨機(jī)數(shù)和第一磁射頻裝置所支持的第一射頻協(xié)議版本信息，同時(shí)生成第二隨機(jī)數(shù)； 所述第二磁射頻裝置通過解析出的第一隨機(jī)數(shù)，并對(duì)第一隨機(jī)數(shù)進(jìn)行變換生成第二特征碼； 所述第二磁射頻裝置通過解析出的第一磁射頻裝置所支持的第一射頻協(xié)議版本信息，并根據(jù)自身所支持的射頻協(xié)議版本信息而確定雙方進(jìn)行射頻通信時(shí)相互支持的第二射頻協(xié)議版本信息； 所述第二磁射頻裝置通過第二磁信道發(fā)射第二隨機(jī)數(shù)、第二特征碼以及第二射頻協(xié)議版本信息。
5.根據(jù)權(quán)利要求2 4任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述“第一磁射頻裝置接收第二交變磁場(chǎng)信號(hào)，并根據(jù)對(duì)第二交變磁場(chǎng)信號(hào)與第一交變磁場(chǎng)信號(hào)的比較結(jié)果確定通信雙方的身份以判斷第一磁射頻裝置與第二磁射頻裝置之間是否能夠通過射頻通道進(jìn)行數(shù)據(jù)交互”的方法包括如下步驟 所述第一磁射頻裝置通過第二磁信道接收第二交變磁場(chǎng)信號(hào)，并對(duì)第二交變磁場(chǎng)信號(hào)進(jìn)行解析以獲取第二隨機(jī)數(shù)、第二特征碼以及第二射頻協(xié)議版本信息； 所述第一磁射頻裝置將解析出的第二特征碼與第一特征碼進(jìn)行比較，若兩者相等，則表明第一磁射頻裝置與第二磁射頻裝置雙方的通信身份合法，繼續(xù)下列步驟使雙方通過射頻通道進(jìn)行數(shù)據(jù)交換；否則雙方終止通信； 所述第一磁射頻裝置和第二磁射頻裝置按照相同的方法對(duì)第一隨機(jī)數(shù)和第二隨機(jī)數(shù)進(jìn)行解析，以獲取雙方進(jìn)行射頻通信的地址、頻點(diǎn)和會(huì)話密鑰； 所述第一磁射頻裝置和第二磁射頻裝置按照確定的第二射頻協(xié)議版本信息和相同的射頻通信地址、頻點(diǎn)和會(huì)話密鑰進(jìn)行射頻數(shù)據(jù)交互。
6.一種利用磁雙向通信的系統(tǒng)，其特征在于，包括第一磁射頻裝置和第二磁射頻裝置，所述第一磁射頻裝置和第二磁射頻裝置之間通過雙向解析交變磁場(chǎng)信號(hào)以確定通信雙方的身份合法并由射頻通道進(jìn)行數(shù)據(jù)交互。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于， 所述第一磁射頻裝置，用于通過第一磁信道發(fā)射第一交變磁場(chǎng)信號(hào)，所述第一交變磁場(chǎng)信號(hào)包含第一磁射頻裝置生成的第一隨機(jī)數(shù)和第一磁射頻裝置所支持的第一射頻協(xié)議版本信息；并接收第二交變磁場(chǎng)信號(hào)，根據(jù)對(duì)第二交變磁場(chǎng)信號(hào)與第一交變磁場(chǎng)信號(hào)的比較結(jié)果確定通信雙方的身份以判斷第一磁射頻裝置與第二磁射頻裝置之間是否能夠通過射頻通道進(jìn)行數(shù)據(jù)交互； 所述第二磁射頻裝置，用于檢測(cè)磁信號(hào)強(qiáng)度并接收第一交變磁場(chǎng)信號(hào)，通過對(duì)第一交變磁場(chǎng)信號(hào)進(jìn)行解析以生成第二交變磁場(chǎng)信號(hào)，并經(jīng)第二磁信道發(fā)射第二交變磁場(chǎng)信號(hào)。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的系統(tǒng)，其特征在于， 所述第一磁射頻裝置包括至少一個(gè)第一主處理器、至少一個(gè)用于生成第一隨機(jī)數(shù)的第一隨機(jī)數(shù)發(fā)生器、至少一個(gè)用于發(fā)射第一交變磁場(chǎng)信號(hào)的第一磁信號(hào)發(fā)射模塊、至少一個(gè)用于接收第二交變磁場(chǎng)信號(hào)的第一磁信號(hào)接收模塊、至少一個(gè)用于收發(fā)射頻數(shù)據(jù)的第一射頻收發(fā)模塊、至少一個(gè)用于對(duì)收發(fā)的射頻數(shù)據(jù)進(jìn)行加解密的第一加解密模塊； 所述第二磁射頻裝置包括到少一個(gè)第二主處理器、至少一個(gè)用于生成第二隨機(jī)數(shù)的第二隨機(jī)數(shù)發(fā)生器、至少一個(gè)用于發(fā)射第二交變磁場(chǎng)信號(hào)的第二磁信號(hào)發(fā)射模塊、至少一個(gè)用于接收第一交變磁場(chǎng)信號(hào)的第二磁信號(hào)接收模塊、至少一個(gè)用于收發(fā)射頻數(shù)據(jù)的第二射頻收發(fā)模塊、至少一個(gè)用于對(duì)收發(fā)的射頻數(shù)據(jù)進(jìn)行加解密的第二加解密模塊。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其特征在于， 所述第一主處理器、第一隨機(jī)數(shù)發(fā)生器和第一磁信號(hào)發(fā)射模塊依次串聯(lián)連接；所述第一主處理器與第一磁信號(hào)接收模塊相連接；所述第一主處理器、第一加解密模塊和第一射頻收發(fā)模塊依次串聯(lián)連接； 所述第二主處理器與第二磁信號(hào)接收模塊相連接；所述第二主處理器、第二隨機(jī)數(shù)發(fā)生器和第二磁信號(hào)發(fā)射模塊依次串聯(lián)連接；所述第二主處理器、第二加解密模塊和第二射頻收發(fā)模塊依次串聯(lián)連接。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述第一磁信號(hào)發(fā)射模塊包括至少一個(gè)編碼電路、至少一個(gè)調(diào)制電路、至少一個(gè)驅(qū)動(dòng)電路和至少一個(gè)低頻發(fā)射線圈，所述編碼電路、調(diào)制電路、驅(qū)動(dòng)電路和低頻發(fā)射線圈依次串聯(lián)連接；所述第二磁信號(hào)發(fā)射模塊包括至少一個(gè)編碼電路、至少一個(gè)調(diào)制電路、至少一個(gè)驅(qū)動(dòng)電路和至少一個(gè)低頻發(fā)射線圈，所述編碼電路、調(diào)制電路、驅(qū)動(dòng)電路和低頻發(fā)射線圈依次串聯(lián)連接。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述第一磁信號(hào)接收模塊包括至少一個(gè)低頻磁感應(yīng)電路、至少一個(gè)低頻放大濾波電路和至少一個(gè)低頻解調(diào)電路，所述低頻磁感應(yīng)電路、低頻放大濾波電路和低頻解調(diào)電路依次串聯(lián)連接；所述第二磁信號(hào)接收模塊包括至少一個(gè)低頻磁感應(yīng)電路、至少一個(gè)低頻放大濾波電路和至少一個(gè)門限判斷及解調(diào)電路，所述低頻磁感應(yīng)電路、低頻放大濾波電路和門限判斷及解調(diào)電路依次串聯(lián)連接。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述第一射頻收發(fā)模塊包括至少一個(gè)射頻收發(fā)電路以及一個(gè)射頻天線，所述射頻收發(fā)電路與射頻天線相連接；所述第二射頻收發(fā)模塊包括至少 一個(gè)射頻收發(fā)電路以及一個(gè)射頻天線，所述射頻收發(fā)電路與射頻天線相連接。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種利用磁雙向通信的方法及系統(tǒng)，使進(jìn)行射頻通信的第一磁射頻裝置和第二磁射頻裝置在接入射頻通信前利用磁場(chǎng)信號(hào)進(jìn)行雙向通信，只有當(dāng)?shù)谝淮派漕l裝置能夠正確解析第二磁射頻裝置返回的第二交變磁場(chǎng)信號(hào)并判斷其身份合法時(shí)，并且雙方通過協(xié)商確定進(jìn)行射頻通信時(shí)所使用的射頻通信協(xié)議版本、射頻通信的頻點(diǎn)、地址和會(huì)話密鑰后，才能夠開啟射頻通信。本發(fā)明提供的利用磁雙向通信的方法及系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)在進(jìn)行射頻通信之前雙方能夠利用磁場(chǎng)信號(hào)進(jìn)行雙向通信以確定身份，并且改善了射頻通信使用的協(xié)議版本不能在射頻通信之前協(xié)商的問題，從而提高通信的安全性。
文檔編號(hào)H04B5/00GK102957454SQ20111024841
公開日2013年3月6日 申請(qǐng)日期2011年8月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月26日
發(fā)明者李富儀 申請(qǐng)人:國(guó)民技術(shù)股份有限公司