专利名称：电子动态口令装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种信息系统安全认证的配套器件，尤其涉及一种电子动态口令
装置。
背景技术：
目前大多数的计算机网络系统都是使用传统的"用户名+静态口令"方式来进行 用户身份认证的。如果用户不去修改静态口令，那么这个口令就一直是固定不变的，长期有 效的。静态口令很容易被人偷看到，或被窃取或解密，这种认证方式的安全性最低。 另一种应用较多的是列阵式动态口令卡，口令卡上以矩阵的形式印有若干字符 串。使用时，认证系统会随机给出一组口令卡坐标，客户根据坐标从卡片上找到口令组合后 输入认证系统，通过身份认证。其不足之处认证系统需要记录每张口令卡的每组坐标的字 符串，数据量大，录入字符串时需要大量的人力和时间，比较费时费力。 与上述两种认证方式相比，安全性较高又不费时费力的是时钟同步型口令卡，时 钟同步型口令卡一般由CPU处理内核以及与CPU处理内核相连的按键中断模块、LCD驱动 模块和串口通讯模块构成，按键中断模块与按键相连，LCD驱动模块与LCD显示装置相连， 这类口令卡虽然配有高精度的晶振来提高实时时钟的精度，但是由于温度的变化，晶振的 频率会出现较大的偏差，导致时钟误差很大。而时钟同步型口令卡对时钟的要求非常高， 一旦口令卡在工作一段时间后时钟出现较大误差，其显示的口令和系统认证的口令会不一 致，导致口令卡无法使用。

发明内容本实用新型主要解决原有时钟同步型口令卡随着温度的变化时钟会出现较大的 误差，造成其显示的口令和系统认证的口令不能一致，导致口令卡无法使用的技术问题；提 供一种具有温度补偿功能的电子动态口令装置，使温度的变化不会影响时钟的准确性，从 而使其显示的口令和系统认证的口令一致，确保口令卡能正常使用。 本实用新型的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的本实用新型包 括CPU处理内核以及与CPU处理内核相连的按键中断模块、LCD驱动模块和串口通讯模块， 按键中断模块与按键相连，LCD驱动模块与LCD显示装置相连，还包括温度采集模块和温度 传感器，所述的温度传感器与所述的温度采集模块相连，所述的温度采集模块与所述的CPU 处理内核相连。本实用新型在给消费者使用前，认证机构将本实用新型的串口通讯模块与 PC机相连，通过上位机软件对本实用新型设置参数上位机通过串口通讯模块将系统的实 时时间传送给本实用新型，使本实用新型的时钟和认证中心的实时时钟保持一致；上位机 通过串口通讯模块将唯一的密钥传送给本实用新型，作为识别每个电子动态口令装置的ID 号。通过串口通讯模块将每一个电子动态口令装置与认证系统对应，大大减少人工录入信 息的工作量。本实用新型内部配有实时时钟，可以在每一个固定时间周期内，根据实时时间 利用CPU处理内核中的内部算法和内置密钥生成一个令牌动态口令并在LCD显示装置上显
3示，使用者将显示的口令输入认证系统，通过身份认证。由于该动态口令与时钟有关，要求 时钟非常精确。本实用新型通过温度传感器获得与温度相对应的数值，该数值经过温度采 集模块输送给CPU处理内核，CPU处理内核根据晶振的温度反曲线图计算出时钟误差，然后
进行时钟补偿，使本电子动态口令装置的内部实时时钟不受温度的影响，达到精确的目的， 从而使其显示的口令和系统认证的口令一致，确保口令卡能正常使用。不使用本实用新型
时，通过按键关闭LCD显示装置，使LCD显示装置进入休眠状态，减少功耗，从而延长本实用 新型的使用寿命。 作为优选，所述的CPU处理内核、按键中断模块、LCD驱动模块、串口通讯模块和温 度采集模块集成于一个微控制芯片内。将以前需要许多元器件才能搭建构成的CPU处理内 核、按键中断模块、LCD驱动模块、串口通讯模块和温度采集模块由一片微控制芯片来实现， 大大减少了电子动态口令装置需要用到的元器件，有效简化电路结构和线路连接，也縮小 PCB板的面积，以便控制整个电子动态口令装置的体积，使其携带更轻便，同时也减小功耗， 提高精度和稳定性。 作为优选，所述的温度传感器为热敏电阻R，所述的温度采集模块包括比较器U， 热敏电阻R和参考电阻Rref 、充放电电容Cl相连，该连接点接比较器U的同相输入端，充放 电电容Cl的另一端接地，热敏电阻R的另一端接所述的CPU处理内核的一个端口 Pl，参考 电阻Rref的另一端接所述的CPU处理内核的另一个端口P2，比较器U的反相输入端接四分 之一的VCC电压，比较器U的输出端接电阻Rl和电容C2的串联电路，电阻Rl和电容C2的 连接点与所述的CPU处理内核的信号输入端口相连，电容C2的另一端接地。本实用新型将 热敏电阻作为温度传感器接入比较器，通过与参考电阻的阻值的比较，得出温度传感器的 阻值，通过查温度传感器的阻值——温度对应表得到电子动态口令装置的环境温度，然后 根据晶振的温度反曲线图计算出时钟误差，据此进行时钟补偿，确保电子动态口令装置的 实时时钟与认证系统的实时时钟一致。 本实用新型的有益效果是通过温度传感器及温度采集模块的设置，根据使用的 环境温度，对晶振因温度变化引起的时钟误差进行一个温度补偿，使本实用新型内部的实 时时钟达到精确，与认证系统的实时时钟保持一致，从而使本实用新型显示的口令和系统 认证的口令一致，确保口令卡能正常使用。

图1是本实用新型的一种电路原理框图。 图2是本实用新型中温度传感器和温度采样模块的一种电路连接示意图。 图中1. CPU处理内核，2.按键中断模块，3. LCD驱动模块，4.串口通讯模块，5. LCD
显示装置，6.温度采集模块，7.温度传感器，8.微控制芯片，9.按键。
具体实施方式下面通过实施例，并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步具体的说明。
实施例1 :本实施例的电子动态口令装置，如图1所示，包括CPU处理内核1以及 与CPU处理内核1相连的按键中断模块2、 LCD驱动模块3、串口通讯模块4和温度采集模 块6，按键中断模块2与按键9相连，LCD驱动模块3与LCD显示装置5相连，温度采集模块6和温度传感器7相连。本实施例中，CPU处理内核1、按键中断模块2、LCD驱动模块3、串 口通讯模块4和温度采集模块6集成于一个微控制芯片8内，微控制芯片8采用低功耗且 保密性好的MSP430F系列单片机。如图2所示，本实施例中温度传感器7采用热敏电阻R， 温度采集模块6包括比较器U。热敏电阻R和参考电阻Rref、充放电电容Cl相连，该连接 点接比较器U的同相输入端，充放电电容C1的另一端接地，热敏电阻R的另一端接CPU处 理内核1的一个端口 Pl，参考电阻Rref的另一端接CPU处理内核1的另一个端口 P2，比较 器U的反相输入端接四分之一的VCC电压，比较器U的输出端接电阻Rl和电容C2的串联 电路，电阻Rl和电容C2的连接点与CPU处理内核1的信号输入端口相连，电容C2的另一 端接地。 本实用新型在给消费者使用前，认证机构将本实用新型的串口通讯模块与PC机 相连，通过上位机软件对本实用新型设置参数上位机通过串口通讯模块将系统的实时时 间传送给本实用新型，使本实用新型的时钟和认证中心的实时时钟保持一致；上位机通过 串口通讯模块将唯一的密钥传送给本实用新型，作为识别每个电子动态口令装置的ID号。 本实用新型内部配有实时时钟，由于温度的变化对作为时钟源的晶振的影响比较 大，通过温度传感器测量环境温度，以补偿时钟偏差。图2中参考电阻Rref阻值已知，热敏 电阻R为温度传感器，其阻值随温度的变化而变化。先断开热敏电阻R对应的端口 Pl，然 后将参考电阻Rref对应的端口 P2置为高电平，通过参考电阻Rref对电容Cl充电到最大 量，之后将端口 P2置为低电平，电容Cl通过参考电阻Rref放电，此时打开定时器，进入低 功耗，等待捕获中断发生。放电过程中当电容C1上的电压低于比较器反相输入端接的基准 电压时，比较器输出状态翻转触发捕获中断，此时读取计数器时间即为电容C1通过参考电 阻Rref的放电时间，记为Tref 。接着，再将端口 P2置为高电平，通过参考电阻Rref对电容 Cl充电到最大量，再断开端口 P2，并将端口 Pl置为低电平，电容C1通过热敏电阻R放电， 此时打开定时器，进入低功耗，等待捕获中断发生。放电过程中当电容Cl上的电压低于比 较器反相输入端接的基准电压时，比较器输出状态翻转触发中断，此时读取计数器时间即 为电容Cl通过热敏电阻R的放电时间，记为Tx。由公式 R = (Tx/Tref) XRref 算出热敏电阻阻值后，查询电阻与温度关系表，找出所测电阻值在表中所在的范 围，根据阻值与温度的关系计算出该范围内的电阻温度的变化率，再根据温度表的温度变 化规律求出温度值。最后由晶振的温度曲线图，得到温度对应的晶振误差，进而计算出时钟 的误差，作出时钟补偿，使本实用新型内部的实时时钟达到精确，与认证系统的实时时钟保
持一致。 本实用新型中CPU处理内核内部嵌入一个加密算法，用三组8个字节的密钥将一 个8子节的时间参数加密成8字节数字字符的口令，然后将这8字节的口令输出到LCD显 示缓存，最后显示在LCD显示装置上。使用者将显示的8位数字口令和静态的密钥手动输 入信息认证中心，信息认证中心根据输入的密钥和当前时间做一次同样的加密算法，得到 的口令与输入的8位数字口令符合，则认证通过。电子动态口令装置的CPU处理内核根据 实时时钟，每隔60秒重新计算一次口令，使口令动态更新，保证口令一次性实时有效，提高 安全性。 本实用新型具备下列优点一是内部配有实时时钟，可以在每一个固定时间周期
5内，根据实时时间利用内部算法和内置密钥生成一个令牌动态口令并在LCD上显示，并且 该口令一次性实时有效，提高了 口令的安全性。二是通过温度传感器和温度采集模块，根据 使用环境温度，对晶振因温度变化引起的时钟误差作出温度补偿，使内部的实时时钟精确， 确保显示的口令和系统认证的口令一致，保证电子动态口令装置能正常使用。三是电子动 态口令装置不用时，通过按键关闭LCD显示装置，使其进入休眠状态，减少功耗，延长使用 寿命。四是在给消费者使用前，认证机构只要将PC机与电子动态口令装置的串口通讯模块 连接，通过上位机软件对电子动态口令装置设置参数，即可将每一个电子动态口令装置与 认证系统对应，大大减少人工录入信息的工作量。
权利要求一种电子动态口令装置，包括CPU处理内核(1)以及与CPU处理内核(1)相连的按键中断模块(2)、LCD驱动模块(3)和串口通讯模块(4)，按键中断模块(2)与按键(9)相连，LCD驱动模块(3)与LCD显示装置(5)相连，其特征在于还包括温度采集模块(6)和温度传感器(7)，所述的温度传感器(7)与所述的温度采集模块(6)相连，所述的温度采集模块(6)与所述的CPU处理内核(1)相连。
2. 根据权利要求1所述的电子动态口令装置，其特征在于所述的CPU处理内核(1)、按 键中断模块(2)、 LCD驱动模块(3)、串口通讯模块(4)和温度采集模块(6)集成于一个微 控制芯片(8)内。
3. 根据权利要求1或2所述的电子动态口令装置，其特征在于所述的温度传感器(7) 为热敏电阻R，所述的温度采集模块(6)包括比较器U，热敏电阻R和参考电阻Rref、充放电 电容Cl相连，该连接点接比较器U的同相输入端，充放电电容Cl的另一端接地，热敏电阻R 的另一端接所述的CPU处理内核(1)的一个端口Pl，参考电阻Rref的另一端接所述的CPU 处理内核(1)的另一个端口P2，比较器U的反相输入端接四分之一的VCC电压，比较器U的 输出端接电阻Rl和电容C2的串联电路，电阻Rl和电容C2的连接点与所述的CPU处理内 核(1)的信号输入端口相连，电容C2的另一端接地。
专利摘要本实用新型涉及一种电子动态口令装置，包括CPU处理内核以及与CPU处理内核相连的按键中断模块、LCD驱动模块、串口通讯模块和温度采集模块，按键中断模块与按键相连，LCD驱动模块与LCD显示装置相连，温度采集模块和温度传感器相连。并且CPU处理内核、按键中断模块、LCD驱动模块、串口通讯模块和温度采集模块集成于一个微控制芯片内。本实用新型根据使用的环境温度，对晶振因温度变化引起的时钟误差进行一个温度补偿，使本实用新型内部的实时时钟达到精确，与认证系统的实时时钟保持一致，从而使由LCD显示装置显示的口令和系统认证的口令一致，确保口令卡能正常使用。
文档编号G01K7/22GK201504238SQ20092030938
公开日2010年6月9日 申请日期2009年9月1日 优先权日2009年9月1日
发明者任迪明, 郝强 申请人:利尔达科技有限公司