專利名稱：帶有生物特征識(shí)別功能的智能密碼鑰匙及其工作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種智能密碼鑰匙及其操作方法，特別是一種帶有生物特征識(shí)別功能的智能密碼鑰匙及其工作方法。
背景技術(shù)：
近幾年來(lái)，隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與電子商務(wù)的快速發(fā)展，越來(lái)越多的商務(wù)活動(dòng)轉(zhuǎn)移到網(wǎng)絡(luò)上開展，面對(duì)面的商業(yè)交易正在被不見(jiàn)面的商業(yè)交易所代替，這要求交易雙方有辦法快速準(zhǔn)確地表明自己的身份以及確認(rèn)對(duì)方的身份。
不僅在商業(yè)領(lǐng)域，政府部門為提高辦公效率，也將互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)引入工作之中。網(wǎng)絡(luò)使政務(wù)信息得以高速傳輸，同時(shí)更迫切地要求通信雙方能夠快速準(zhǔn)確地進(jìn)行身份確認(rèn)。
智能密碼鑰匙很好地滿足了網(wǎng)絡(luò)上個(gè)人身份認(rèn)證這個(gè)需求。智能密碼鑰匙內(nèi)置有可執(zhí)行RSA算法微處理器，可在其硬件內(nèi)部產(chǎn)生并存儲(chǔ)標(biāo)識(shí)持有者身份的“私鑰”，在通信過(guò)程中可利用該“私鑰”對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行“簽名”，以表明信息發(fā)送者的身份并供信息接收者驗(yàn)證。
由上所述，密碼鑰匙持有人的“私鑰”作為關(guān)鍵數(shù)據(jù)必須得到良好的“保密”，并且只能由持有人“授權(quán)”使用?，F(xiàn)有的技術(shù)通過(guò)將“私鑰”置入安全的存儲(chǔ)芯片中取得“保密”性，并利用持有人的“個(gè)人密碼(PIN)”完成對(duì)“私鑰”的使用“授權(quán)”。
近年來(lái)，生物特征識(shí)別技術(shù)獲得了很大的進(jìn)步，人的指紋、虹膜紋、聲音乃至面容均可作為人類的生物特征用于個(gè)人身份的確認(rèn)，其中尤以指紋的識(shí)別技術(shù)發(fā)展最為成熟，已經(jīng)形成了一些實(shí)用的硬件模塊。因此將生物特征識(shí)別技術(shù)與智能密碼鑰匙相結(jié)合，是提高智能密碼鑰匙的安全性、方便其應(yīng)用的必然趨勢(shì)。
目前，生物特征識(shí)別技術(shù)與智能密碼鑰匙的結(jié)合方式通常是主機(jī)(終端)分別連接一個(gè)生物特征識(shí)別模塊以及一個(gè)智能密碼鑰匙，并分別與這兩個(gè)不同的硬件進(jìn)行通信，完成身份識(shí)別操作。這種應(yīng)用形式有兩個(gè)缺點(diǎn)一是成本高，兩部分硬件自成系統(tǒng)，都有各自的數(shù)據(jù)通信接口，這要求增加一些硬件(如集線器)才能連接這兩部分。二是安全性差，生物特征識(shí)別模塊與智能密碼鑰匙硬件之間的結(jié)合不緊密，軟件各自獨(dú)立缺乏相互融合，容易受到攻擊。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明克服了上述智能密碼鑰匙與生物識(shí)別模塊分立工作的缺點(diǎn)，提供一種帶有生物特征識(shí)別功能的智能密碼鑰匙，及其工作方法。
本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采取的技術(shù)方案是一種帶有生物特征識(shí)別功能的智能密碼鑰匙，包括用于采集持有人生物特征信息的采集單元、用于將采集到的特征信息進(jìn)行分析判斷處理的處理單元、用于存儲(chǔ)包括所需固件程序、生物特征信息或算法的存儲(chǔ)單元和至少兩個(gè)輸入輸出單元，所述處理單元通過(guò)輸入輸出單元與所述采集單元相連接，所述存儲(chǔ)單元與所述處理單元相連，另一輸入輸出單元也與所述處理單元相連，用于連接主機(jī)。
所述處理單元可包括密鑰處理單元和生物特征處理單元，所述密鑰處理單元和生物特征處理單元通過(guò)輸入輸出單元相連，所述生物特征處理單元通過(guò)輸入輸出單元與所述采集單元連接，所述密鑰處理單元通過(guò)輸入輸出單元與主機(jī)相連。
所述處理單元可為一個(gè)微處理器，所述微處理器集成了包括密鑰處理單元和生物特征處理單元在內(nèi)的功能，所述微處理器分別與所述生物特征處理單元和主機(jī)相連。
所述生物特征可包括指紋特征、掌紋特征、虹膜紋特征、聲音特征、面容特征，對(duì)應(yīng)的所述采集單元可包括指紋圖像采集單元、掌紋圖像采集單元、虹膜紋圖像采集單元、聲音頻率采集單元和面容圖像采集單元。
所述生物特征可為指紋特征，所述采集單元可為指紋圖像采集單元。
所述生物特征處理單元和智能密碼鑰匙處理單元之間的輸入輸出單元，可采用包括串行接口、并行接口在內(nèi)的輸入輸出接口，進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。
所述生物特征處理單元和智能密碼鑰匙處理單元可分別連接有存儲(chǔ)單元。
所述生物特征處理單元與對(duì)應(yīng)的存儲(chǔ)單元或/和輸入輸出單元可集成在一個(gè)生物特征芯片中。
所述智能密碼鑰匙處理單元與對(duì)應(yīng)的存儲(chǔ)單元或/和輸入輸出單元可集成在一個(gè)智能密碼鑰匙主控芯片中。
所述用于連接主機(jī)的輸入輸出單元，可包括通用串行總線接口，并通過(guò)與主機(jī)的通用串行總線接口對(duì)應(yīng)相連，進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。
一種帶有生物特征識(shí)別功能的智能密碼鑰匙的工作方法，其特征在于包括以下步驟(1)智能密碼鑰匙連接到主機(jī)上時(shí)，主機(jī)對(duì)智能密碼鑰匙進(jìn)行初始化操作；(2)主機(jī)向智能密碼鑰匙發(fā)送命令；(3)智能密碼鑰匙分析并執(zhí)行主機(jī)發(fā)送來(lái)的命令；(4)智能密碼鑰匙向主機(jī)返回處理結(jié)果。
所述步驟(1)中主機(jī)對(duì)智能密碼鑰匙的初始化過(guò)程可以分為以下4個(gè)步驟a)主機(jī)向智能密碼鑰匙發(fā)出設(shè)備初始化命令；b)智能密碼鑰匙執(zhí)行命令首先完成自身的初始化操作；c)智能密碼鑰匙向生物特征識(shí)別模塊發(fā)出設(shè)備初始化命令；d)生物特征識(shí)別模塊執(zhí)行命令完成自身的初始化。
所述主機(jī)發(fā)送給智能密碼鑰匙的命令可包含下述3種形式I、發(fā)送給智能密碼鑰匙的命令，由智能密碼鑰匙自行處理；II、發(fā)送給智能密碼鑰匙的命令，智能密碼鑰匙在處理過(guò)程中需進(jìn)一步向生物特征識(shí)別模塊發(fā)送命令并取得結(jié)果；III、發(fā)送給生物特征識(shí)別模塊的命令，由智能密碼鑰匙轉(zhuǎn)發(fā)給生物特征識(shí)別模塊。
所述步驟(4)中智能密碼鑰匙向主機(jī)返回的處理結(jié)果包含下述2種內(nèi)容i、智能密碼鑰匙自身的命令執(zhí)行結(jié)果及錯(cuò)誤狀態(tài)；
ii、智能密碼鑰匙從生物特征識(shí)別模塊獲得的命令執(zhí)行結(jié)果及錯(cuò)誤狀態(tài)。
本發(fā)明通過(guò)公開了一種帶有生物特征識(shí)別功能的智能密碼鑰匙，包括生物特征采集單元、處理單元、存儲(chǔ)單元和輸入輸出單元，所述處理單元通過(guò)輸入輸出單元與所述采集單元相連接，所述存儲(chǔ)單元與所述處理單元相連，另一輸入輸出單元也與所述處理單元相連，用于連接主機(jī)，由于本發(fā)明采用人體的生物特征信息作為認(rèn)證信息，提升了智能密碼鑰匙的安全，安全有效地實(shí)現(xiàn)對(duì)智能密碼鑰匙持有人個(gè)人數(shù)據(jù)的保護(hù)，同時(shí)本發(fā)明還公開了以及一種帶有生物特征識(shí)別功能的智能密碼鑰匙的工作方法，使本發(fā)明能夠通過(guò)采集持有人的生物特征，提升了智能密碼鑰匙的安全性和使用性。


圖1為本發(fā)明中實(shí)施例1的硬件結(jié)構(gòu)框圖，圖2為本發(fā)明中實(shí)施例1的電路原理圖，圖3為本發(fā)明中實(shí)施例1的總體工作流程圖，圖4為本發(fā)明中實(shí)施例1的指紋圖像處理流程圖。
圖5為本發(fā)明中實(shí)施例2的電路原理圖。
具體實(shí)施例方式
因采集指紋的傳感器發(fā)展較為完善，因此本發(fā)明中的生物特征選定為指紋，并作為本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例1，如圖1所示，本發(fā)明由指紋傳感器、電源電路、指紋圖像處理芯片、狀態(tài)指示器、智能密碼鑰匙主控芯片和外部存儲(chǔ)器構(gòu)成。所述指紋圖像處理芯片是一個(gè)集成了指紋處理器、輸入輸出端口和存儲(chǔ)器的微處理器，其中存儲(chǔ)器包括RAM和ROM；所述智能密碼鑰匙主控芯片是一個(gè)集成了智能密碼鑰匙處理器、輸入輸出端口和存儲(chǔ)器的微處理器，其中存儲(chǔ)器包括RAM、FLASH、EEPROM。所述指紋傳感器經(jīng)過(guò)指紋圖像處理芯片內(nèi)的輸入輸出端口與指紋處理器相連，所述指紋處理器依次經(jīng)過(guò)指紋圖像處理芯片內(nèi)的輸入輸出端口和智能密碼鑰匙主控芯片的輸入輸出端口與所述智能密碼鑰匙處理器相連，所述智能密碼鑰匙處理器經(jīng)過(guò)另一輸入輸出端口與主機(jī)相連，所述電源電路分別與所述指紋圖像處理芯片和智能密碼鑰匙主控芯片相連，用于提供穩(wěn)定的工作電源，所述狀態(tài)指示電路與所述指紋圖像處理芯片中的輸入輸出端口相連，此外還有一個(gè)外部存儲(chǔ)器直接與所述指紋圖像處理芯片相連。
其具體的電路原理圖如圖2中所示，所述傳感器為劃擦式指紋傳感器U11，所述指紋圖像處理器為數(shù)字信號(hào)處理器U12，該處理器內(nèi)部具有RAM和ROM，外部存儲(chǔ)器為FLASH U13，用于存儲(chǔ)圖像處理軟件，指紋傳感器U11的Do0-Do3，De0-De3組成8位數(shù)據(jù)線，連接到所述數(shù)字信號(hào)處理器U12的D0-D7線，PCLK線和RST線分別連接到所述數(shù)字信號(hào)處理器U12的GPIO7和GPIO6線，TPE線連接到所述數(shù)字信號(hào)處理器U12的GPIO4線，OE線連接到所述數(shù)字信號(hào)處理器U12的RE_n線。所述外部FLASH U13的D0-D15線連接到所述數(shù)字信號(hào)處理器U12的D0-D15線，A0-A16線連接到所述數(shù)字信號(hào)處理器U12的A1-A17線，OE線連接到所述數(shù)字信號(hào)處理器U12的OE_n線，CS線連接到所述數(shù)字信號(hào)處理器U12的CE1_n線，WE線連接到所述數(shù)字信號(hào)處理器U12的WE_n線。
狀態(tài)顯示電路由單邏輯門U14、發(fā)光二極管LED和限流電阻R組成，所述單邏輯門U14的輸入端連接所述數(shù)字信號(hào)處理器U12的XF線，輸出端經(jīng)限流電阻R連接LED陰極，LED陽(yáng)極接電源正端。
所述數(shù)字信號(hào)處理器U12的SDA線和SCL線組成與智能密碼鑰匙主控芯片U15互相通信的串行口，用于進(jìn)行數(shù)據(jù)和信息的傳輸。所述數(shù)字信號(hào)處理器U12的CLKOUT線與智能密碼鑰匙芯片U15的時(shí)鐘輸入端連接，為智能密碼鑰匙提供時(shí)鐘信號(hào)，這樣使兩芯片采用同一時(shí)鐘信號(hào)，既能夠節(jié)省一個(gè)晶振電路，又能夠使兩芯片保持相同的時(shí)鐘頻率。
智能密碼鑰匙主控芯片為單芯片微控制器U15，該芯片內(nèi)包括了處理器、存儲(chǔ)器和輸入輸出端口。所述單芯片微控制器U15的IO0線和IO1線組成與指紋識(shí)別模塊互相通信的串行口，連接所述數(shù)字信號(hào)處理器U12的SDA線和SCL線。所述單芯片微控制器U15的X1線連接所述數(shù)字信號(hào)處理器U12的CLKOUT線，獲得所述數(shù)字信號(hào)處理器U12產(chǎn)生的時(shí)鐘信號(hào)。所述單芯片微控制器U15的D+線和D-線組成與主機(jī)互相通信的通用串行總線接口，并與主機(jī)的通用串行總線接口相連，從而使本實(shí)施例更加具有通用性，能夠應(yīng)用于所有帶有通用串行總線接口的PC機(jī)、POS機(jī)以及數(shù)碼產(chǎn)品等。
所述電源電路包括穩(wěn)壓塊U16、U17和肖特基二極管D。所述智能密碼鑰匙主控芯片U15所需的+3.3V輸入輸出端口電源由穩(wěn)壓塊U16型LDO產(chǎn)生，+2.5V核心電源由肖特基二極管D產(chǎn)生。所述數(shù)字信號(hào)處理器U12的+3.3V輸入輸出端口電源也由穩(wěn)壓塊U16型LDO產(chǎn)生，+1.5V核心電壓由穩(wěn)壓塊U17產(chǎn)生。由主機(jī)提供+5V穩(wěn)定電源，該電源連接到穩(wěn)壓塊U16的電源輸入端。穩(wěn)壓塊U16輸出端連接所述數(shù)字信號(hào)處理器U12的DVDD線和所述單芯片微控制器U15的VCC3.3線，并連接肖特基二極管D的陽(yáng)極和穩(wěn)壓塊U17電源輸入端。肖特基二極管D陰極連接所述單芯片微控制器U15的VCC2.5線。穩(wěn)壓塊U17輸出端連接所述數(shù)字信號(hào)處理器U12的CVDD線。
本實(shí)施例中生物特征識(shí)別模塊與智能密碼鑰匙的時(shí)鐘信號(hào)由以下電路產(chǎn)生所述數(shù)字信號(hào)處理器U12的XIN線和XOUT線連接一個(gè)石英晶體X1，同時(shí)各通過(guò)一個(gè)電容接GND。該石英晶體與所述數(shù)字信號(hào)處理器U12內(nèi)部震蕩電路產(chǎn)生的時(shí)鐘信號(hào)供所述數(shù)字信號(hào)處理器U12核心使用，同時(shí)所述數(shù)字信號(hào)處理器U12的CLKOUT線為智能密碼鑰匙主控芯片U15輸出一個(gè)時(shí)鐘信號(hào)。
本實(shí)施例中的電路中，智能密碼鑰匙控制部分可以采用現(xiàn)有的智能密碼鑰匙電路，并使用空余的兩個(gè)輸入輸出端口作為串行接口，與所述指紋圖像處理單元進(jìn)行通信，從而使本發(fā)明更易于實(shí)現(xiàn)。
工作過(guò)程如圖3中所示，連接有生物特征識(shí)別模塊的智能密碼鑰匙連接到主機(jī)上，在主機(jī)的控制下進(jìn)行初始化，主機(jī)對(duì)智能密碼鑰匙的初始化過(guò)程可以分為以下4個(gè)步驟(a)主機(jī)向智能密碼鑰匙發(fā)出設(shè)備初始化命令。
(b)智能密碼鑰匙執(zhí)行命令首先完成自身的初始化操作。
(c)智能密碼鑰匙向生物特征識(shí)別模塊發(fā)出設(shè)備初始化命令。
(d)生物特征識(shí)別模塊執(zhí)行命令完成自身的初始化。
主機(jī)發(fā)送命令取得智能密碼鑰匙的應(yīng)用狀態(tài)。智能密碼鑰匙向主機(jī)報(bào)告持有人的生物特征信息是否已經(jīng)預(yù)存到硬件中。
如果持有人生物特征信息還沒(méi)有預(yù)存到智能密碼鑰匙中，主機(jī)將終止進(jìn)行后續(xù)操作，并向持有人顯示一個(gè)錯(cuò)誤信息。
如果持有人生物特征信息已經(jīng)預(yù)存到智能密碼鑰匙中，主機(jī)將向智能密碼鑰匙發(fā)送命令要求采集持有人生物特征數(shù)據(jù)并驗(yàn)證。智能密碼鑰匙向生物特征識(shí)別模塊發(fā)送命令要求采集特征信息，并將采集到的數(shù)據(jù)與預(yù)存數(shù)據(jù)進(jìn)行匹配計(jì)算。
匹配結(jié)果會(huì)返回給主機(jī)，且只有匹配正確之后智能密碼鑰匙才會(huì)允許主機(jī)進(jìn)一步訪問(wèn)受保護(hù)的數(shù)據(jù)。如果匹配結(jié)果不正確，智能密碼鑰匙將拒絕主機(jī)訪問(wèn)受保護(hù)的數(shù)據(jù)。
智能密碼鑰匙向主機(jī)返回的處理結(jié)果包含下述2種內(nèi)容(a)智能密碼鑰匙自身的命令執(zhí)行結(jié)果及錯(cuò)誤狀態(tài)。
(b)智能密碼鑰匙從生物特征識(shí)別模塊獲得的命令執(zhí)行結(jié)果及錯(cuò)誤狀態(tài)。
上述過(guò)程中，主機(jī)發(fā)送給智能密碼鑰匙的命令包含下述3種形式1)發(fā)送給智能密碼鑰匙的命令，由智能密碼鑰匙自行處理。
2)發(fā)送給智能密碼鑰匙的命令，智能密碼鑰匙在處理過(guò)程中需進(jìn)一步向生物特征識(shí)別模塊發(fā)送命令并取得結(jié)果。
3)發(fā)送給生物特征識(shí)別模塊的命令，由智能密碼鑰匙轉(zhuǎn)發(fā)給生物特征識(shí)別模塊。
指紋特征數(shù)據(jù)在智能密碼鑰匙中以如下方式進(jìn)行存儲(chǔ)由智能密碼鑰匙中的EEPROM中專門分配一塊空間，用于存儲(chǔ)指紋特征數(shù)據(jù)。在分配好的存儲(chǔ)空間首部寫入一串特征數(shù)據(jù)描述信息，用于管理和驗(yàn)證。該描述信息包括下內(nèi)容組成 標(biāo)識(shí)用于對(duì)特征數(shù)據(jù)進(jìn)行管理。
長(zhǎng)度指出全部指紋特征數(shù)據(jù)所占存儲(chǔ)空間尺寸。
用途用于指出后續(xù)數(shù)據(jù)為指紋特征數(shù)據(jù)，以便軟件區(qū)分。
安全狀態(tài)指出后續(xù)指紋特征數(shù)據(jù)能夠使用所必需的安全狀態(tài)值。
切換狀態(tài)指出當(dāng)指紋特征數(shù)據(jù)正確驗(yàn)證之后智能密碼鑰匙應(yīng)切換到的安全狀態(tài)值。
更新控制標(biāo)志指出后續(xù)指紋特征數(shù)據(jù)能夠被更新所必需的安全狀態(tài)值。
錯(cuò)誤計(jì)數(shù)器當(dāng)指紋特征數(shù)據(jù)驗(yàn)證出錯(cuò)次數(shù)達(dá)到這個(gè)計(jì)數(shù)器給定的次數(shù)時(shí)，指紋驗(yàn)證將被禁用。
主機(jī)通過(guò)向智能密碼鑰匙發(fā)送以下形式的命令控制其工作1、登記指紋這條命令的用途是向智能密碼鑰匙中登記一個(gè)指紋的特征數(shù)據(jù)，以備訪問(wèn)受保護(hù)的數(shù)據(jù)之前進(jìn)行驗(yàn)證，本條命令用于智能密碼鑰匙的發(fā)放過(guò)程中。
智能密碼鑰匙在執(zhí)行這條命令時(shí)會(huì)進(jìn)一步向指紋識(shí)別模塊發(fā)送命令，取得指紋識(shí)別模塊提取出的特征數(shù)據(jù)，并記錄到EEPROM中。如果指紋識(shí)別模塊還未采集持有者的指紋，智能密碼鑰匙將向主機(jī)返回一個(gè)錯(cuò)誤代碼。
2、驗(yàn)證指紋這條命令的用途是要求智能密碼鑰匙從指紋識(shí)別模塊中取出采集到的指紋特征數(shù)據(jù)，并與EEPROM中已經(jīng)登記的指紋特征數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)。
其中“標(biāo)識(shí)”就是EEPROM中登記的指紋特征數(shù)據(jù)描述信息的第1字節(jié)。
3、重新采集指紋這條命令的用途是要求指紋識(shí)別模塊丟棄已經(jīng)采集到的指紋特征數(shù)據(jù)，重新從傳感器讀取一副指紋圖像并提取特征。本命令是由智能密碼鑰匙轉(zhuǎn)發(fā)給指紋識(shí)別模塊的。
4、選擇應(yīng)用這條命令的用途是選擇智能密碼鑰匙中一組數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)包括指紋特征數(shù)據(jù)與受保護(hù)的持有人數(shù)據(jù)。
智能密碼鑰匙在執(zhí)行這條命令時(shí)，會(huì)對(duì)內(nèi)部安全狀態(tài)進(jìn)行一次“初始化”，同時(shí)還會(huì)向指紋識(shí)別模塊發(fā)送“初始化”命令。
智能密碼鑰匙通過(guò)向指紋識(shí)別模塊發(fā)送以下形式的命令控制其工作1、模塊初始化這條命令在智能密碼鑰匙收到“選擇應(yīng)用”命令后向指紋識(shí)別模塊發(fā)出，用于初始化指紋識(shí)別模塊。
2、重新采集指紋這條命令在智能密碼鑰匙收到“重新采集指紋”命令后向指紋識(shí)別模塊發(fā)出，用于丟棄指紋識(shí)別模塊已經(jīng)采集的數(shù)據(jù)，重新從傳感器讀取指紋并處理。
3、取指紋特征數(shù)據(jù)這條命令在智能密碼鑰匙收到“登記指紋”或“驗(yàn)證指紋”命令后向指紋識(shí)別模塊發(fā)出，用于取得已經(jīng)采集到的指紋特征數(shù)據(jù)。
指紋識(shí)別模塊在執(zhí)行完智能密碼鑰匙的命令之后，將向智能密碼鑰匙返回以下數(shù)據(jù)1、當(dāng)執(zhí)行“取指紋特征數(shù)據(jù)”命令時(shí)，如果指紋特征數(shù)據(jù)已提取到，則智能密碼鑰匙將把提取到的全部特征點(diǎn)數(shù)據(jù)返回給智能密碼鑰匙，并附加錯(cuò)誤碼。如果指紋特征數(shù)據(jù)沒(méi)有提取完成，則智能密碼鑰匙將只返回錯(cuò)誤碼。
2、當(dāng)執(zhí)行“初始化”或“重新采集指紋”命令時(shí)，指紋識(shí)別模塊將只向智能密碼鑰匙返回錯(cuò)誤碼所述指紋圖像采集處理流程如圖4中所示，在所述描述信息之后記錄指紋特征數(shù)據(jù)，特征數(shù)據(jù)包括特征點(diǎn)的X，Y坐標(biāo)及一個(gè)角度參數(shù)，每一指紋總特征點(diǎn)數(shù)不多于64個(gè)。指紋識(shí)別模塊通過(guò)以下步驟獲得指紋特征數(shù)據(jù)(1)數(shù)字信號(hào)處理器U12從指紋傳感器U11采集一幅指紋圖像；(2)數(shù)字信號(hào)處理器U12根據(jù)采集到的圖像計(jì)算直方圖；(3)數(shù)字信號(hào)處理器U12計(jì)算并校正方向圖；(4)數(shù)字信號(hào)處理器U12對(duì)圖像進(jìn)行二值化處理；(5)數(shù)字信號(hào)處理器U12對(duì)圖像進(jìn)行細(xì)化處理；(6)數(shù)字信號(hào)處理器U12從細(xì)化的圖像中尋找特征點(diǎn)，并記錄特征數(shù)據(jù)。
本發(fā)明的另一種優(yōu)選實(shí)施例2，如圖5中所示，由指紋傳感器U21、微控制器U22、外接程序存儲(chǔ)器U23、外接數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器U24、電源穩(wěn)壓芯片U25及外圍電路組成。
所述電源穩(wěn)壓芯片U25的輸入端與主機(jī)的+5V電源相連，輸出端得到3.3V的穩(wěn)定輸出，并通過(guò)一個(gè)二極管D的降壓后得到一個(gè)2.5V的穩(wěn)定電壓輸出。所述電源穩(wěn)壓芯片U25的輸出端分別連接U21、U22、U23、U24的Vcc3.3端，同時(shí)經(jīng)一個(gè)二極管D的負(fù)極輸出端連接所述微處理器U22的Vcc2.5端。所述微處理器U22的D+/D-線連接通用串行總線接口，并與所述主機(jī)的信號(hào)端相連，與主機(jī)進(jìn)行串行通信。所述微處理器U22的GPIO3線依次連接電阻R和發(fā)光二極管LED后連接到Vcc3.3V端，構(gòu)成狀態(tài)指示電路，對(duì)電路的工作狀態(tài)進(jìn)行指示。U22的XIN和XOUT線接晶體X1并通過(guò)兩個(gè)電容接地，構(gòu)成晶振電路。所述微控制器U22內(nèi)部還集成有FLASH和RAM存儲(chǔ)器。微控制器U22的RD線分別連接所述指紋傳感器U21的OE線和外接數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器U24的OE線。所述微控制器U22的數(shù)據(jù)線A2-A18分別連接所述外接程序存儲(chǔ)器U23的A0-A16和外接數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器U24的A0-A16。所述微控制器U22的數(shù)據(jù)線D0-D31線分別連接所述外接程序存儲(chǔ)器U23的D0-D31線、外接數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器U24的D0-D31線以及所述指紋傳感器U21的D0-D7線，所述微控制器U22的WR線連接所述外接程序存儲(chǔ)器U23的WE線和所述外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器U24的WE線。所述微處理器U22的A19線連接外接程序存儲(chǔ)器U23的片選信號(hào)線CS線，A20線連接外接數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器U24的片選信號(hào)線CS線。所述微處理器U22GPIO0連接所述指紋傳感器U21的TPE線，GPIO1線連接指紋傳感器U21的RST線，GPIO2線連接指紋傳感器U21的PCLK線。
本實(shí)施例的工作過(guò)程可以與第一個(gè)實(shí)施例完全相同，但是將生物特征識(shí)別功能與智能密碼鑰匙的功能在同一個(gè)芯片中完成，即所述微處理器芯片既完成了生物特征的采集處理功能，又完成智能密碼鑰匙所提供的數(shù)據(jù)安全存儲(chǔ)運(yùn)算管理功能，從而具有更低的制造成本，和更簡(jiǎn)單的硬件結(jié)構(gòu)。
權(quán)利要求
1.一種帶有生物特征識(shí)別功能的智能密碼鑰匙，其特征在于包括用于采集持有人生物特征信息的采集單元、用于將采集到的特征信息進(jìn)行分析判斷處理的處理單元、用于存儲(chǔ)包括所需固件程序、生物特征信息或算法的存儲(chǔ)單元和至少兩個(gè)輸入輸出單元，所述處理單元通過(guò)輸入輸出單元與所述采集單元相連接，所述存儲(chǔ)單元與所述處理單元相連，另一輸入輸出單元也與所述處理單元相連，用于連接主機(jī)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶有生物特征識(shí)別功能的智能密碼鑰匙，其特征在于所述處理單元包括密鑰處理單元和生物特征處理單元，所述密鑰處理單元和生物特征處理單元通過(guò)輸入輸出單元相連，所述生物特征處理單元通過(guò)輸入輸出單元與所述采集單元連接，所述密鑰處理單元通過(guò)輸入輸出單元與主機(jī)相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶有生物特征識(shí)別功能的智能密碼鑰匙，其特征在于所述處理單元為一個(gè)微處理器，所述微處理器集成了包括密鑰處理單元和生物特征處理單元在內(nèi)的功能，所述微處理器分別與所述采集單元和主機(jī)相連。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的帶有生物特征識(shí)別功能的智能密碼鑰匙，其特征在于所述生物特征包括指紋特征、掌紋特征、虹膜紋特征、聲音特征、面容特征，對(duì)應(yīng)的所述采集單元包括指紋圖像采集單元、掌紋圖像采集單元、虹膜紋圖像采集單元、聲音頻率采集單元和面容圖像采集單元。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的帶有生物特征識(shí)別功能的智能密碼鑰匙，其特征在于所述生物特征為指紋特征，所述采集單元為指紋圖像采集單元。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的帶有生物特征識(shí)別功能的智能密碼鑰匙，其特征在于所述生物特征處理單元和智能密碼鑰匙處理單元之間的輸入輸出單元，采用包括串行接口、并行接口在內(nèi)的輸入輸出接口，進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的帶有生物特征識(shí)別功能的智能密碼鑰匙，其特征在于所述生物特征處理單元和智能密碼鑰匙處理單元分別連接有存儲(chǔ)單元。
8.根據(jù)權(quán)利要求2或7所述的帶有生物特征識(shí)別功能的智能密碼鑰匙，其特征在于所述生物特征處理單元與對(duì)應(yīng)的存儲(chǔ)單元或/和輸入輸出單元集成在一個(gè)生物特征芯片中。
9.根據(jù)權(quán)利要求2或7所述的帶有生物特征識(shí)別功能的智能密碼鑰匙，其特征在于所述智能密碼鑰匙處理單元與對(duì)應(yīng)的存儲(chǔ)單元或/和輸入輸出單元集成在一個(gè)智能密碼鑰匙主控芯片中。
10.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的帶有生物特征識(shí)別功能的智能密碼鑰匙，其特征在于所述用于連接主機(jī)的輸入輸出單元，包括通用串行總線接口，并通過(guò)與主機(jī)的通用串行總線接口對(duì)應(yīng)相連，進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。
11.一種帶有生物特征識(shí)別功能的智能密碼鑰匙的工作方法，其特征在于包括以下步驟(1)智能密碼鑰匙連接到主機(jī)上時(shí)，主機(jī)對(duì)智能密碼鑰匙進(jìn)行初始化操作；(2)主機(jī)向智能密碼鑰匙發(fā)送命令；(3)智能密碼鑰匙分析并執(zhí)行主機(jī)發(fā)送來(lái)的命令；(4)智能密碼鑰匙向主機(jī)返回處理結(jié)果。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的帶有生物特征識(shí)別功能的智能密碼鑰匙的工作方法，其特征在于所述步驟(1)中主機(jī)對(duì)智能密碼鑰匙的初始化過(guò)程可以分為以下4個(gè)步驟(a)主機(jī)向智能密碼鑰匙發(fā)出設(shè)備初始化命令；(b)智能密碼鑰匙執(zhí)行命令首先完成自身的初始化操作；(c)智能密碼鑰匙向生物特征識(shí)別模塊發(fā)出設(shè)備初始化命令；(d)生物特征識(shí)別模塊執(zhí)行命令完成自身的初始化。
13.根據(jù)權(quán)利要求11或12所述的帶有生物特征識(shí)別功能的智能密碼鑰匙的工作方法，其特征在于所述主機(jī)發(fā)送給智能密碼鑰匙的命令包含下述3種形式1)發(fā)送給智能密碼鑰匙的命令，由智能密碼鑰匙自行處理；2)發(fā)送給智能密碼鑰匙的命令，智能密碼鑰匙在處理過(guò)程中需進(jìn)一步向生物特征識(shí)別模塊發(fā)送命令并取得結(jié)果；3)發(fā)送給生物特征識(shí)別模塊的命令，由智能密碼鑰匙轉(zhuǎn)發(fā)給生物特征識(shí)別模塊。
14.根據(jù)權(quán)利要求11或12所述的帶有生物特征識(shí)別功能的智能密碼鑰匙的工作方法，其特征在于所述智能密碼鑰匙向主機(jī)返回的處理結(jié)果包含下述2種內(nèi)容i.智能密碼鑰匙自身的命令執(zhí)行結(jié)果及錯(cuò)誤狀態(tài)；ii.智能密碼鑰匙從生物特征識(shí)別模塊獲得的命令執(zhí)行結(jié)果及錯(cuò)誤狀態(tài)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種帶有生物特征識(shí)別功能的智能密碼鑰匙及其工作方法。本發(fā)明通過(guò)公開了一種帶有生物特征識(shí)別功能的智能密碼鑰匙，包括生物特征采集單元、處理單元、存儲(chǔ)單元和輸入輸出單元，所述處理單元通過(guò)輸入輸出單元與所述采集單元相連接，所述存儲(chǔ)單元與所述處理單元相連，另一輸入輸出單元也與所述處理單元相連，用于連接主機(jī)，由于本發(fā)明采用人體的生物特征信息作為認(rèn)證信息，提升了智能密碼鑰匙的安全，安全有效地實(shí)現(xiàn)對(duì)智能密碼鑰匙持有人個(gè)人數(shù)據(jù)的保護(hù)，同時(shí)本發(fā)明還公開了以及一種帶有生物特征識(shí)別功能的智能密碼鑰匙的工作方法，使本發(fā)明能夠通過(guò)采集持有人的生物特征，提升了智能密碼鑰匙的安全性和使用性。
文檔編號(hào)H04L9/10GK1710852SQ20051008713
公開日2005年12月21日 申請(qǐng)日期2005年7月26日 優(yōu)先權(quán)日2005年7月26日
發(fā)明者陸舟, 于華章 申請(qǐng)人:北京飛天誠(chéng)信科技有限公司