CN201544537U - 配件加密装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种配件加密装置，设置于一个配件，该加密装置为射频电子标签。由于采用非接触式的射频电子标签对耗材进行加密，不易生锈及损坏，增加了可靠性；大大提高初始化的速度；便于编制多组密码，方便生产与管理，为不同需求编制不同的密码提供了可能；用物理方法对模块进行了封装，大大提高了加密的稳定性；具有自动保护功能保证信息安全。

Description

配件加密装置

技术领域

本实用新型涉及一种加密装置，尤指一种通过射频电子标签对耗材进行加密而具有防破解功能的配件加密装置。

背景技术

随着设备功能的日益丰富、精度更高，很多设备在使用中需要根据使用的情况不断更换，典型的如打印机墨盒、色带，以及彩色激光打印机的鼓、粉，标签打印机的转印带等这样的耗材，喷墨打印机是常见的打印设备，为现代化办公提供了极大的方便。例如现有的喷墨打印机大多使用可拆卸的墨盒装载打印使用的墨水，很多墨盒壳体安装有芯片，芯片设置有电子模块并设有多个触点，电子模块中存储有墨盒相关的信息，如墨盒型号、墨水颜色、墨盒中墨水剩余量数据等信息。当墨盒装入喷墨打印机后，喷墨打印机即读取存储在电子模块中的信息，并判断该墨盒是否适用于该喷墨打印机，同时判断墨盒中是否有充足的墨水，只有喷墨打印机判断墨盒适用且存储有充足的墨水时，喷墨打印机才进行打印工作。现有的部分墨盒芯片的电子模块记录的墨水剩余量数据是由喷墨打印机控制的，喷墨打印机每次打印前，先读取电子模块中存储的墨水剩余量数据，并根据每次打印纸张的类型、打印纸张的数量来计算消耗的墨水量，然后将原来的墨水剩余量减去该次打印消耗的墨水量计算当前墨盒中的墨水剩余量，最后将该墨水剩余量数据写回电子模块中。

另外，还有些机器是利用主控板上的芯片记录各耗材的使用情况，通过在耗材上设置复位装置或芯片来检测耗材是否在规定的寿命期限内使用。

以上方案有着以下这些共同的缺陷：

1、耗材上的芯片均采用接触式触点与主机相连，该些接触式触点存在着易生锈、易损坏的缺点，以至于在开机、复位或实时监测墨水使用量时，无法有效的对耗材进行认证。

2、该些芯片仅为简单的数据存贮，很容易被破解，使得耗材的使用量可任意被重写，以至于使耗材的使用情况以及是否为原装耗材的判断得不到保证，从而危及设备的正常运转。

3、该些芯片需要在安装于耗材之前就写入相应的数据，因而生产时针对不同的耗材需要备足不同的芯片，而利用机器主板控制芯片的内容又容易被破解，存在着严重的安全问题。

由于耗材本身是系统正常运行的关键，而现有的识别方法无法保护使用信息的安全，容易因用户修改信息而超期使用，或者使用一些假冒伪劣的产品，而影响设备的正常运转，所以就需要一种能够识别耗材真伪及使用状况的安全的方法，从而帮助主机能判断耗材(易损件)的合法性，进一步保护整个系统装置的运行。

实用新型内容

为了防止使用非原厂和伪冒的耗材对设备产生的破坏，本实用新型的主要目的在于提供一种配件加密装置，借助设备与射频电子标签通过经过加密信息联络的方法通信，对耗材进行加密保护的装置。

本实用新型的次一目的在于借助在各种设备的耗材上面加装射频电子标签(RFID)的方法，提供一种可方便快捷灵活识别耗材记录的加密装置。

本实用新型的进一步目的在于提供一种保护耗材信息安全完整的加密装置。

为达上述目的，本实用新型采用的技术手段为：

一种配件加密装置，设置于一个配件，该加密装置为射频电子标签。

本实用新型的方法的优点在于：

1、采用了非接触式的射频电子标签对耗材进行加密，克服了接触式触点易生锈、易损坏的缺点，增加了可靠性。

2、采用了非接触式的射频电子标签对耗材进行加密，可以在耗材装配后再对射频电子标签进行初始化，大大提高初始化的速度，同时非常便于编制多组密码。

3、由于提高了射频电子标签的初始化的速度，同时便于编制多组密码，因此非常方便生产与管理。为不同需求编制不同的密码提供了可能，如不同客户或不同区域可以通过编制不同的密码，从而解决窜货等很多的实际问题。

4、由于加射频标签射频读写模块中有独立的处理器，使用的单独的程序，并用物理方法对模块进行了封装，无法通过破解主机程序的方法获得全部密钥，从而大大提高了加密的稳定性。

5、借助在射频电子标签设置自动保护功能，在有人试图破解加密时，破解数次就自动损坏，保证信息安全。

附图说明

图1为本实用新型一种配件加密装置的结构示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案得到进一步的理解，现以具体实施例并结合附图做详细说明如下：

为了防止使用非原厂和伪冒的耗材对设备产生的破坏，我们设计了一种射频电子标签20加密装置，并借助设备本体10与射频电子标签20通过经过加密信息联络的方法通信，以对耗材进行加密保护。

本实用新型的一种通过射频电子标签20对耗材进行加密的方法，首先在耗材(易耗配件)上面安装射频电子标签20，并于设备本体10上另设有一个识辨和判读RFID的射频读写模块102，在设备和耗材的射频电子标签20上分别写入认证密钥，版本信息，认证信息等。该射频读写模块102可与设备本体10以通用模块的形式整合为一体，但优选为使用独立的处理器及单独的程序，并用物理方法对该射频读写模块102进行封装，从而无法通过破解主机程序的方法获得全部密钥，大大提高了加密的稳定性。在优选方案中，设备本体10上的密钥分成两部分，分别存储在设备存储器101(处理模块、存储模块)中及射频读写模块102中，再经过射频读写模块102将两部分密钥组合为一个完整的认证密钥，标签上则预设有该完整的认证密钥。在设备开机或复位的时候，设备首先需要使用该完整的认证密钥对耗材上的射频电子标签20进行认证，即对射频电子标签20的密码存储区201中的预存的认证密钥读取并比较，二者一致即认证成功。认证成功以后，由射频读写模块102产生会话密钥。设备主机使用会话密钥，对耗材上的射频电子标签20进行再次认证，启动密文传输，对其中的数据存储区202内的耗材使用量进行读写操作。设备在执行操作的时候可以定时或不定时地对耗材上的射频电子标签20进行密文读写，只有读写成功后才执行相关的操作，设备要将每次耗材使用的数量情况记录到射频电子标签20的数据存储区202之中。当射频电子标签20中记录的耗材使用量达到或超过理论值后，设备自动提示耗材使用完毕，要求使用者更换新的耗材。设备使用时如果检测不到加密射频电子标签20，将无法工作。设备在执行操作时将定时地对耗材上的射频电子标签20数据存储区202中记录的使用量的进行判断，只有当射频电子标签20中数据存储区202记录的耗材使用量低于设备设定的理论值的情况下，设备才能执行相关的操作。另外，该射频电子标签20可设置防破解功能，当有人想破解时，三次密码不正确，射频电子标签20将自动损坏，永久无法恢复。本方法也可以应用到那些必须定期更换的关键部件的设备上面，提醒使用者定期进行更行以防止问题的发生。

于本实施例中该射频电子标签20优选为符合ISO14443TYPE B标准的射频卡名为“Crypto RF Card”的系列射频卡，其优点在于，其根据不同的型号该系列卡片提供片内1K bits-64K bits不等的EEPROM存储器，而不同的型号的卡片除了容量和分区数量不同外，所支持的硬件接口和命令集完全兼容，方便系统的升级和成本控制；而且支持存储区规划：片内EEPROM采用流行的分区配置。不同型号的卡片的分区数量在4-16个之间；可以通过密码，权限的配置实现分区的合并和分拆，非常适合一卡多用；另外该卡片的密码、密钥、配置信息存储在一个独立的配置分区中。不占用用户存储分区的空间，这样极大的提高了存储空间的利用率。并有利于卡片的统一管理。尤其是每个密钥、密码都拥有独立的防止恶意破坏错误计数器SCAC，SC核对正确时，SC可读和擦写，SC核对不正确时，SC不能读和擦写而且将SCAC值减一，而SCAC初始值为4，SC核对每错1次将SCAC减1，SCAC等于0时，卡自毁，如果SC核对正确SCAC恢复为初始值4。另外该射频卡支持卡片的写锁存。

为了进一步确保信息的安全性，除了利用该些射频电子标签20本身的具有的加密手段，本实用新型进一步提供了一种打印机与该射频电子标签20配合的装置：(以下所说的主机指的是现有打印机的处理模块及存储模块)

首先，进行设备主机芯片初始化，设备主机中的程序必须到加密芯片103中读取程序运行必需的初始化配置等信息，才能完成主机的初始化(即有一小部分关键的程序存放在此加密芯片中)。

其次，将认证密钥分为两部分，分别写入主机及主机上的射频读写模块102中，该射频读写模块102将两部分密钥组合为一个完整的认证密钥后，并使用该完整的密钥对耗材上的射频电子标签20进行认证。

由于主机射频读写模块102中有独立的处理器，使用的单独的程序，并用物理方法对模块进行了封装，因而可确保无法通过破解主机程序的方法获得全部密钥，增加信息的安全性。

以下以热转印打印机为例具体说明其实施过程，且以ARM单片机作为设备主机详述该方案，但不限于该种主机设备。

一、加密信息的存储

1、首先，在ARM单片机的主板上另装有一个主板加密芯片103，里面存有程序运行必须的起始密钥，版本信息，认证信息等，保证程序的保密性。

2、射频电子标签20的有数个数据存储区202，各该独立的数据存储区202可以存储版本信息及认证信息以及用于存储打印头的使用次数，打印长度长度等耗材使用量信息。

3、另外，射频加密芯片认证的认证密钥，分两部分存储。一部分存储于ARM单片机中；另一部分存储在ARM单片机射频读写模块102中。

由射频读写模块102负责读取ARM单片机中的密钥部分，并结合存储在射频读写模块102中的部分，认证密钥整合之后，完成射频电子标签20的初始认证过程，产生并给ARM单片机提供会话密钥。ARM单片机利用本次会话密钥，进行数据的加密读写，以记录打印色带的使用情况。

二、加密过程描述：

设备初始化：ARM单片机出厂前使用PC机软件，对主板加密芯片103进行初始化(起始密钥、版本信息、认证信息等)。

射频读写模块102初始化：ARM单片机初始化的同时利用PC机软件，将色带认证密钥的一部分存储进射频读写模块102，另一部分存入ARM单片机的设备存储器101(设备主机管理的存储器)。

色带初始化：耗材上的标签在嵌入色带之前，可在独立的初始化设备上写入完整的认证密钥，以及相关的认证信息，并将使用次数等初始化为零，或输入耗材的可用数额。因该射频电子标签20是非接触式的，因而该些信息的部分或全部也可在出厂之前写入，或者返厂再造后重新初始化。

在设备开机或复位的时候，ARM单片机需要使用起始密钥对主板加密芯片103进行重新认证，认证成功后，ARM单片机从主板加密芯片103中读取程序运行必须的初始化配置信息，使程序得以正常运行。

程序正常运行过程中当需要打印或需要读取耗材信息时，ARM单片机将其保存的部分色带认证密钥传递给射频读写模块102，射频读写模块102将存储在其中的另一部分密钥与ARM单片机传递来的密钥组合成一个完整的认证密钥，并使用这个认证密钥通过天线104对耗材上的射频电子标签20进行初始化认证，即对射频电子标签20的密码存储区201中的预存的认证密钥读取并比较，二者一致即认证成功。认证通过后，射频读写模块102产生会话密钥，ARM单片机使用该会话密钥对色带上的射频标签进行再次认证，启动密文传输。该射频电子标签20的数据存储区202分为数个独立的数据存储区202，其数量以4个为佳，所述各该独立的数据存储区202可以存储版本信息及认证信息。密文传输启动后，即可对耗材使用量进行读写操作。将色带的使用信息通过射频读写模块102进行传递，并由射频读写模块102完成对射频电子标签20的数据写入。该方案优选为于射频读写模块102中设有独立的处理器，使用单独的程序，并用物理方法对模块进行封装，并可设有防破解模块，因而无法通过破解主机程序的方法获得全部密钥，从而大大提高了加密的稳定性。

在程序中，ARM单片机在执行关键操作的时候可以不定时地对主板加密芯片103或色带射频标签进行密文读写。只有读写成功后才执行相关的操作。

这种加密方式的优点：

由于采用了非接触式的射频电子标签20对耗材进行加密，克服了接触式触点易生锈、易损坏的缺点，增加了可靠性。

采用了非接触式的射频电子标签20对耗材进行加密，可以在耗材装配后再对射频电子标签20进行初始化，大大提高初始化的速度，同时非常便于编制多组密码。

由于提高了射频电子标签20的初始化的速度，同时便于编制多组密码，因此非常方便生产与管理。为不同需求编制不同的密码提供了可能，如不同客户或不同区域可以通过编制不同的密码，从而解决窜货等很多的实际问题。

另外由于加射频标签射频读写模块102中有独立的处理器，使用的单独的程序，并用物理方法对模块进行了封装，因而无法通过破解主机程序的方法获得全部密钥，从而大大提高了加密的稳定性。

Claims (10)

1.一种配件加密装置，设置于一个配件，其特征在于，该加密装置为射频电子标签。

2.如权利要求1所述的一种配件加密装置，其特征在于，该配件设置于一个设备本体上，该设备本体上设有一个用于存储部分认证密钥的设备存储器，一个用于存储另一部分认证密钥的射频读写模块。

3.如权利要求2所述的一种配件加密装置，其特征在于，该设备本体的主板上另装有一个存有程序运行必须的起始密钥、版本信息、认证信息的主板加密芯片。

4.如权利要求3所述的一种配件加密装置，其特征在于，该射频读写模块与该设备本体整合为一体，或用物理方法对独立封装。

5.如权利要求2、3或4所述的一种配件加密装置，其特征在于，该射频电子标签设有至少一个用于识别射频读写模块密钥的密码存储区及至少一个存储该配套设备使用量的数据存储区。

6.如权利要求5所述的一种配件加密装置，其特征在于，该射频电子标签的数据存储区分为数个独立的数据存储区。

7.如权利要求6所述的一种配件加密装置，其特征在于，所述各该独立的数据存储区为可以存储版本信息及认证信息的独立数据存储区。

8.如权利要求7所述的一种配件加密装置，其特征在于，该射频电子标签为Crypto RF Card系列射频卡。

9.如权利要求8所述的一种配件加密装置，其特征在于，该设备本体为打印机，该配件为打印机耗材。

10.如权利要求9所述的一种配件加密装置，其特征在于，该配件为该设备的易耗品。

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