【技术实现步骤摘要】
基于无线通信技术和SAM技术的芯片卡制卡方法及系统
本专利技术涉及领域，具体是涉及一种基于无线通信技术和SAM技术的芯片卡制卡方法及系统。
技术介绍
传统的芯片卡制卡设备，要满足批量生产的需求，一台设备配备多个芯片卡读写头(通常为30个左右)，一般采用读写头固定，而芯片卡传动的方式，体积庞大、驱动电机多、布线错综复杂，电机、控制信号电缆、读写头通信电缆等相互交错、相互干扰(空间辐射干扰、电源传导干扰等)，因而设备故障率较高、生产效率较低。目前大多已采用改进后的旋转平台式制卡设备，读写头可多达64个，而体积大大减小，且布线大为简化，干扰大大减低，因而设备故障率大大减低、生产效率得到较大提高。读写头安装在旋转轮上，读写头与控制电脑间的通信电缆通过滑环连接，也正因采用这种设计，大大减小了设备的体积并简化了布线的复杂性。但是这种滑环连接的方式在设备长时间工作后，由于滑环簧片的机械磨损而导致接触不良，从而出现生产故障、影响生产效率。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了克服上述
技术介绍
的不足，提供一种基于无线通信技术和SAM技术的芯片卡制卡方法及系统，提高了生产效率和可靠性并且保证了数据的安全性。本专利技术提供一种基于无线通信技术和SAM技术的芯片卡制卡方法，包括以下步骤：在服务器与执行机构组件之间设置LoRa网关，在芯片卡读写头上设置LoRa节点；服务器通过LoRa网关中转，与执行机构组件之间采用LoRa方式进行通讯；服务器通过LoRa网关中转，与LoRa节点之间采用LoRa方式和GFSK方式进行通讯；在服务器中设有加密机，在执行机构组件、LoRa网关与LoRa节点中...
【技术保护点】
1.一种基于无线通信技术和SAM技术的芯片卡制卡方法，其特征在于：包括以下步骤：在服务器与执行机构组件之间设置LoRa网关，在芯片卡读写头上设置LoRa节点；服务器通过LoRa网关中转，与执行机构组件之间采用LoRa方式进行通讯；服务器通过LoRa网关中转，与LoRa节点之间采用LoRa方式和GFSK方式进行通讯；在服务器中设有加密机，在执行机构组件、LoRa网关与LoRa节点中均设有SAM安全模块；加密机用于执行服务器内的取随机数操作及加/解密操作，存储密钥及由其衍生的会话密钥；SAM安全模块用于执行取随机数操作及加/解密操作，存储密钥及由其衍生的会话密钥；服务器与执行机构组件之间的通信以密文+MIC的方式进行，并经LoRa网关中转；服务器向LoRa节点下发写卡数据以密文+MIC的方式进行，并经LoRa网关中转；服务器与LoRa节点之间的通信以密文+MIC方式进行，并经LoRa网关中转；服务器通过LoRa网关中转，向执行机构组件下达执行指令，执行机构组件将待生产的芯片卡传送至芯片卡读写头处；服务器通过LoRa网关中转，向LoRa节点下发写卡数据，LoRa节点控制芯片卡读写头将写卡数据...
【技术特征摘要】
1.一种基于无线通信技术和SAM技术的芯片卡制卡方法，其特征在于：包括以下步骤：在服务器与执行机构组件之间设置LoRa网关，在芯片卡读写头上设置LoRa节点；服务器通过LoRa网关中转，与执行机构组件之间采用LoRa方式进行通讯；服务器通过LoRa网关中转，与LoRa节点之间采用LoRa方式和GFSK方式进行通讯；在服务器中设有加密机，在执行机构组件、LoRa网关与LoRa节点中均设有SAM安全模块；加密机用于执行服务器内的取随机数操作及加/解密操作，存储密钥及由其衍生的会话密钥；SAM安全模块用于执行取随机数操作及加/解密操作，存储密钥及由其衍生的会话密钥；服务器与执行机构组件之间的通信以密文+MIC的方式进行，并经LoRa网关中转；服务器向LoRa节点下发写卡数据以密文+MIC的方式进行，并经LoRa网关中转；服务器与LoRa节点之间的通信以密文+MIC方式进行，并经LoRa网关中转；服务器通过LoRa网关中转，向执行机构组件下达执行指令，执行机构组件将待生产的芯片卡传送至芯片卡读写头处；服务器通过LoRa网关中转，向LoRa节点下发写卡数据，LoRa节点控制芯片卡读写头将写卡数据写入芯片卡。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：具体包括以下步骤：服务器经LoRa网关中转，向执行机构组件下达执行指令；LoRa网关接收服务器通过局域网下发的动作指令，启动LoRa发送功能，通知执行机构组件；执行机构组件接收LoRa网关下发的动作指令，做出相应动作，将待生产的芯片卡传送至相应LoRa节点的芯片卡读写头处；服务器经LoRa网关中转，向LoRa节点下发一帧写卡数据；LoRa网关接收服务器下发的写卡数据，启动GFSK发送功能，向所有LoRa节点并行转发写卡数据，等待LoRa节点写卡操作完成；第一组LoRa节点启动LoRa发送功能，上报写卡状态；LoRa网关启动并行的LoRa接收功能；LoRa网关接收来自第一组LoRa节点上报的写卡状态；LoRa网关通过局域网向服务器转发第一组LoRa节点上报的写卡状态；LoRa网关启动LoRa发送功能，向第二组LoRa节点下发取写卡状态指令；LoRa网关启动并行的LoRa接收功能；同时，第二组LoRa节点已启动LoRa通信模块的LoRa接收功能；第二组LoRa节点收到LoRa网关下发的取写卡状态指令后，启动LoRa发送功能，上报写卡状态；LoRa网关接收来自第二组LoRa节点上报的写卡状态；LoRa网关通过局域网向服务器转发第二组LoRa节点上报的写卡状态；重复以上操作，直至最后一组LoRa节点完成向服务器上报写卡状态；重复以上操作，直至全部写卡数据发送完毕；服务器根据收到的写卡状态，通过LoRa网关向执行机构组件下达相应动作执行指令；LoRa网关启动LoRa发送功能，向执行机构组件转发执行指令；执行机构组件启动LoRa接收功能，接收LoRa网关转发的执行指令，执行相应动作，分别将卡片运送至正品卡槽和废品卡槽。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述服务器中设有加密机，执行机构组件、LoRa网关及LoRa节点中均设有SAM安全模块；加密机用于执行服务器的取随机数操作及加/解密操作，存储密钥及由其衍生的会话密钥；SAM安全模块分别用于执行机构组件、LoRa网关及LoRa节点的取随机数操作及加/解密操作，存储密钥及由其衍生的会话密钥，具体包括以下步骤：在系统初始化阶段，将密钥分别导入加密机及各SAM安全模块；服务器与LoRa网关相互身份认证；并各自进行密钥衍生，得到各自的会话密钥；服务器经LoRa网关中转，与执行机构组件相互身份认证；并各自进行密钥衍生得到各自的会话密钥；服务器经LoRa网关中转，依次与每一个LoRa节点相互身份认证；并各自进行密钥衍生得到各自的会话密钥。4.如权利要求3所述的方法，其特征在于：所述服务器与LoRa网关相互身份认证；并各自进行密钥衍生，得到各自的会话密钥其执行步骤具体为：服务器主机从加密机中取16字节的随机数rnd_gw，封装一个“authen_gw”JSON对象：LoRa网关收到服务器PULL_RESP的“authen_gw”JSON对象，先做base64解码；然后验证MIC的正确性，如果MIC正确，则认可服务器的合法性及authen_gw.data的正确性；SAM安全模块解密srnd_gw得到rnd_gw:LoRa网关SAM安全模块用rnd_gw分别分散AppKey_W和NwkKey_W得到会话密钥AppSKey_W和NwkSKey_W：服务器收到LoRa网关PUSH_DATA的“resp_gw”JSON对象，先做base64解码；加密机用自己的rnd_gw分别分散AppKey_W和NwkKey_W得到会话密钥AppSKey_W和NwkSKey_W：然后验证MIC的正确性并解密srnd_gw1，如果MIC1＝MIC且rnd_gw1＝rnd_gw，则认可LoRa网关的合法性。5.如权利要求3所述的方法，其特征在于：所述服务器经LoRa网关中转，与执行机构组件相互身份认证；并各自进行密钥衍生得到各自的会话密钥，其执行步骤具体为：服务器主机从加密机中取16字节的随机数rnd_d，封装一个“authen_device”JSON对象：LoRa网关收到服务器PULL_RESP的“authen_device”JSON对象，先做base64解码；然后验证MIC的正确性，如果MIC正确，则将authen_device.data的base64解码不做解析地以LoRa的方式转发给执行机构组件；执行机构组件收到authen_device.data的base64解码，先验证mic_d：如果mic_d1＝mic_d，则认可服务器的合法性且srnd_d有效，解密srnd_d得到rnd_d:执行机构组件SAM安全模块用rnd_d分别分散AppKey_D和NwkKey_D得到会话密钥AppSKey_D和NwkSKey_D：SAM安全模块加密rnd_d并生成mic：执行机构组件将srnd_dd+mic_dd以LoRa的方式上报给LoRa网关；LoRa网关封装一个“resp_device”JSON对象：服务器收到LoRa网关PUSH_DATA的“resp_device”JSON对象，先做base64解码，并验证mic_gw的正确性；加密机用自己的rnd_d分别分散AppKey_D和NwkKey_D得到会话密钥AppSKey_D和NwkSKey_D：然后验证mic_dd的正确性并解密srnd_dd，如果mic_dd1＝mic_dd且rnd_dd1＝rnd_dd，则认可执行机构组件的合法性。6.如权利要求3所述的方法，其特征在于：所述服务器经LoRa网关中转，依次与每一个LoRa节点相互身份认证；并各自进行密钥衍生得到各自的会话密钥，其执行步骤具体为：服务器分别与每一个LoRa节点之间相互身份认证并衍生会话密钥，以下是服务器与其中一个LoRa节点之间的相互身份认证及会话密钥的衍生的执行的具体步骤：服务器主机从加密机中分别取两组16字节的随机数rnd_n1和rnd_n2，封装一个“authen_node1”JSON对象：LoRa网关收到服务器PULL_RESP的“authen_node11”JSON对象，先做base64解码；然后验证MIC的正确性，如果MIC正确，则将authen_node11.data的base64解码不做解析地以LoRa的方式转发给LoRa节点11；LoRa节点11收到authen_node11.data的base64解码，先分别验证mic_n1和mic_n2：如果mic_n11＝mic_n1且mic_n22＝mic_n2，则认可服务器的合法性且srnd_n1和srnd_n2有效，分别解密srnd_n1和srnd_n2得到rnd_n1和rnd_n2:LoRa节点11的SAM安全模块用rnd_n1分别分散AppKey_N和NwkKey_N得到会话密钥AppSKey_N和NwkSKey_N：LoRa节点11的SAM安全模块用rnd_n2分别分散AppKey_N1和NwkKey_N1得到会话密钥AppSKey_N1和NwkSKey_N1：SAM安全模块加密rnd_n1和rnd_n2并生成mic_n111和mic_n222：LoRa节点11将srnd_111+mic_111+srnd_222+mic_222以LoRa的方式上报给LoRa网关；LoRa网关封装一个“resp_node11”JSON对象：服务器收到LoRa网关PUSH_DATA的“resp_node11”JSON对象，先做base64解码，并验证mic_gw的正确性；加密机用自己的rnd_n1分别分散AppKey_N和NwkKey_N得到会话密钥AppSKey_N和NwkSKey_N：加密机用自己的rnd_n2分别分散AppKey_N1和NwkKey_N1得到会话密钥AppSKey_N1和NwkSKey_N1：然后验证mic_n111和mic_n222的正确性并解密srnd_n111和srnd_n222，如果mic_n111和mic_n222正确，rnd_n1111＝rnd_n111且rnd_n2222＝rnd_n222，则认可LoRa节点11的合法性。7.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述服务器与执行机构组件之间的通信以密文+MIC的方式进行，并经LoRa网关中转；服务器向LoRa节点下发写卡数据以密文+MIC的方式进行，并经LoRa网关中转；服务器与LoRa节点之间的通信以密文+MIC方式进行，并经LoRa网关中转，具体包括以下步骤：服务器首先使用应用会话密钥AppSKey对写卡数据加密生成写卡数据密文，再使用网络会话密钥NwkSKey对写卡数据密文做MIC签名，然后将写卡数据密文和MIC一起经LoRa网关中转，下发给LoRa节点；LoRa节点收到LoRa网关中转的写卡数据密文及MIC签名，首先使用网络会话密钥NwkSKey验证数据的正确性和完整性，再使用应用会话密钥AppSKey对写卡数据密文解密，然后写卡；LoRa节点首先使用应用会话密钥AppSKey对写卡状态加密生成写卡状态密文，再使用网络会话密钥NwkSKey对写卡状态密文做MIC签名，然后将写卡状态密文和MIC一起经LoRa网关中转，上报给服务器；服务器收到经LoRa网关中转的写卡状态密文及MIC签名，首先使用网络会话密钥NwkSKey验证数据的正确性和完整性，再使用应用会话密钥AppSKey对写卡状态密文解密，然后依据写卡状态向执行机构组件下达相应动作执行指令。8.如权利要求3所述的方法，其特征在于：所述在系统个人化阶段，将密钥分别导入加密机及各SAM安全模块时：导入加密机内的密钥包括：AppKey_w/NwkKey_w/AppKey_W/NwkKey_W/AppKey_d/NwkKey_d/AppKey_D/NwkKey_D/AppKey_nx(x＝1～64)/NwkKey_nx(x＝1～64)/AppKey_N/NwkKey_N/AppKey_Ny(y＝1～8)/NwkKey_Ny(y＝1～8)；导入LoRa网关的SAM安全模块内的密钥包括：AppKey_w/NwkKey_w/AppKey_W/NwkKey_W；导入执行机构组件的SAM安全模块内的密钥包括：AppKey_d/NwkKey_d/AppKey_D/NwkKey_D；导入LoRa节点的SAM安全模块内的密钥包括：AppKey_nx/NwkKey_nx/AppKey_N/NwkKey_N/AppKey_Ny/NwkKey_Ny；加密机内的衍生的会话密钥包括：AppSKey_W/NwkSKey_W/AppKey_D/NwkKey_D/AppSKey_N/NwkSKey_N/AppSKey_Nx(x＝1～8)/NwkSKey_Nx(x＝1～8)；LoRa网关的SAM安全模块内衍生的会话密钥包括：Ap...
【专利技术属性】
技术研发人员：程诗猛，董逢华，
申请(专利权)人：武汉天喻信息产业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42
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