識別碼計算的製作方法
2023-06-15 20:57:26
專利名稱：識別碼計算的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種提供認證服務的方法，例如，用於與數據處理系統的安全交易。
背景技術：
未公開的申請PCT/IB02/01582(代理人卷號PHUS 018056)DEVICEIDENTIFICATION AND CONTROL IN NETWORK ENVIRONMENT涉及一種家用器具控制網絡，包括將一個器具連接到所述網絡的模塊。當所述模塊與器具相互連接時，該模塊採用所述器具的標識符。該器具在其例如電源插頭中包括一個標籤，該標籤帶有識別信息，被所述模塊讀取並傳輸到一個控制器。該模塊本身可以具有與位置有關的識別符，用於使能與拓撲有關的軟體應用。
未公開的申請PCT/IB02/01015(代理人卷號PHUS018043)TASKMANAGEMENT SYSTEM涉及一種系統，用於管理包括目標的移動的任務。該系統包括附屬於該目標的一個指示器，和檢測目標的移動位置的傳感器，該傳感器用於一個監測組件，例如，該監測組件用於根據傳感器輸入，在用戶接口中產生和刪除執行任務的提示符。在一個實施例中，該指示器是例如連接到目標的射頻無源設備，該傳感器是傳統的接近傳感器，位於執行所述任務時所述目標將經過的路徑上，監測組件是連結到一個PDA(個人數字助理)的家庭網絡的一部分。在另一實施例中，用兩個或更多的傳感器在第一位置(起始位置)確定目標的位置和在第二位置(目的地)確定目標的位置，和/或目標移動的方向，而不僅僅在經過移動路徑中的一個位置時檢測目標的移動。在該兩個實施例中，當所述任務被執行時，傳感器在預定位置檢測目標的出現/消失，和/或目標的移動(通過檢測所述指示器)，並向所示監測組件提供一個信號，指示所述任務完成。所述監測組件於是產生一個響應，如自動消除執行所述任務的提示符。
在本文中稱為提示符中的ID的標識符數據、口令、或代碼用於要求用戶識別或認證的電子交易中的安全目的。這樣的交易的例子包括基於使用信用卡的交易。另一個例子是電子銀行。另一個例子是通過網際網路從遠端位置登錄進公司的數據網絡。另外的用途是標記(badge)訪問安全站點。
總體上，實現了下列方案。用戶已經被授予一個ID，該ID必須被記住，或者加密在某種令牌上，例如具有磁條的卡或固態存儲器、諸如蜂窩電話等的CE設備等。為了執行包含該ID的操作或交易，要求用戶將該ID發送到一個控制計算機(如，銀行計算機、電信服務提供商的計算機、安全伺服器等)。然後該計算機比較所發送的ID與本地存儲的編碼，以便根據匹配或不匹配作出授權決定。
發明內容
上述情況存在一些缺陷。例如，ID通常是恆定的(即，不隨時間變化)，在發送過程中可能被截取，或者包含該ID的令牌可能被盜。第一種缺陷可以通過使用一次加密編碼來避免每次請求與伺服器建立新的連接時，計算該ID的一個新值。但是，這只能解決部分安全問題，因為還是可能破譯該編碼或從一個獨立的來源獲得信息。經過一定時間的數據收集後，很可能反推出所要求的編碼。一次加密編碼不能解決令牌丟失或被盜的問題。
本發明的目的是提高安全性。本發明由獨立權利要求限定。從屬權利要求限定優選實施例。
在一個實施例中，發明人建議通過在用戶的個人電子設備之間分布ID的新值的計算來提高安全性。決定授權的伺服器或計算機對同一個人設備的每個單獨用戶進行一次模擬運行，以同步所述ID的值。在該情況下，僅盜取一個ID編碼卡或信用卡還不夠，沒有其它設備或該卡的用戶，該卡沒用。
本發明涉及使個人能夠使用唯一ID的方法。其使得用戶的PAN(個人區域網)的多個設備都能夠以在設備間分布的方式計算該ID。必須判斷用戶的ID是否正確的系統可以通過檢查該ID是否與運行在一臺遠程伺服器上的該PAN的模擬相一致來完成所述判斷。可選地，由PAN在不同場合產生的各種ID分別表示該特定用戶並對應於一個查找表中的入口。優選地，每個設備包括一個對應的FSM(有限狀態機)。該對應的FSM每經過一個時間步就根據一個對應的數學關係計算一個數量值。該對應的數學關係將例如在前一時間步由至少另外一個FSM計算的數量值，和由該相應的FSM計算的量估計的值的對應歷史作為參數。該對應的數學關係呈現一種事實上隨機的特性。
本發明的一個實施例是例如在個人設備上使用的軟體，用於使該設備調節一個FSM，並與另一設備通訊，以實現上述事實上隨機的系統。
另一實施例是例如一種用於PAN中的個人設備。該設備調節一個FSM，並能夠與該PAN中的另一設備通訊，以實現該事實上隨機的系統。
另一實施例是銀行信用卡系統、有條件訪問系統、或另一種安全系統的服務程序。該服務程序判斷用戶是否有權訪問系統。該服務程序運行該用戶的PAN的模擬。該服務程序可以被委託給獨立於該被保護系統的信託方，或者也可以是該系統整體的一部分。
在一個更具體的例子中，本發明考慮一種分布式信息處理系統，其包括一組相互作用的設備或用具，構成例如一個個人區域網(PAN)。這些設備最好通過短距離無線協議如Bluetooth通訊。所述組包括例如蜂窩電話、數字鐘、PDA、車鑰匙的鑰匙鏈、嵌入一個不明顯目標如珠寶或別針，或甚至在使用可佩帶電子設備的衣服中的電子設備等。該組設備對每個用戶是唯一的。這些設備內部具有有限狀態機(FSM)。一個(遠程)控制伺服器運行該組的FSM的模擬器。每個對應設備的FSM在每個時間步計算依賴於前一步中其它設備的FSM的值以及還可能依賴於對應設備的內部狀態(例如根據設備存儲器和I/O消息緩衝器的內容)以及依賴於先前值的歷史的對應數值。選擇該數學關係使其導致FSM的集合作為動態過程運轉，為了實踐目的，該動態過程被認為是非周期的隨機過程。模擬器在伺服器上進行相同的工作。模擬器與設備FSM的結果應當相同。一旦匹配，就認為該用戶為授權用戶。一旦不匹配，就認為該用戶為未授權的，並可以產生一個告警。所述ID值例如是由具體的一個FSM計算的當前數值，或者是來自不同FSM的值的組合，或者是值的一個序列等。
系統的安全性在於以下事實，即，黑客如果要侵入系統，則必須具有在某一步所有FSM的值的瞬時值，並考慮歷史來收集這些步驟的值，並進入每個設備的內部狀態。所有這些操作必須在一個時間步中完成，這是一項複雜的計算任務，特別是由於系統的分布特性，幾乎是不可能的。幾個安全層可以獨立應用或相結合，以加強系統的保護、魯棒、和安全性。
系統的建立可以取決於用戶在其PAN中帶有什麼設備或用具。可以用一個自動控制器來初始化伺服器和/或相應地初始化設備。例如，可以使用如未公開的申請PCT控制系統PCT/IB02/01015(代理人卷號PHUS018043)TASK MANAGEMENT SYSTEM，來判斷用戶帶有什麼。
下面參考附圖舉例解釋本發明，附圖1中示出本發明的系統的圖。
具體實施例方式
在下面的討論中，採用如下定義系統在PAN中考慮的設備的集合；設備系統的組件，包括基於CPU的控制器；設備狀態信息(DSI)根據設備存儲器中的規則計算的控制編碼，可能包括設備的I/O消息緩衝器；控制伺服器系統外的計算機，其監視系統的操作；模擬器作為FSM的分布網絡模擬系統的模擬軟體。
附圖是本發明的系統100的框圖。系統100包括系統102，如，一個PAN。系統102包括設備104、106、...、108。每個設備104-108具有一個對應的FSM110、112、...、114。系統100進一步包括控制伺服器116，其運行一個模擬器118，在軟體中模擬系統102的特性。模擬器118的結果與設備104-108的狀態在求值器120中比較，以判斷用戶是否被授權。
在第一安全層中，模擬器118在控制伺服器116上執行。對於每個離散的時間步，每個設備104-108的CPU計算與該設備相關的DSI。該DSI與模擬器118所計算的對應於該設備的DSI編碼比較。這些值之間的不匹配表示例如操作失敗或系統102的非法改編程序。
Xk(t)＝Fk(X1(t-1)，X2(t-1)，...，XM(t-1)，Sk，Xk(t-2)，Xk(t-3)，Xk(t-4)，...，Xk(t-N))是定義一個FSM的一個數學表達式。在每個時間步t都根據該表達式計算每個設備(k)的Xk(t)值，其中「t」是當前時間；「k」是設備(k)的索引或標號，假設設備的個數等於M(在圖示例子中，M等於3)，則其取值範圍為1-M；「Sk」是設備(k)的DSI；「Fk」(.，.，.)是數學向量函數的第k個元素，其這樣選擇，使得M個公式的組描述一個隨機的非周期動態過程。
相應地，對於確定的「k」，Xk(t)依賴於在前一時間步所獲得的所有設備104-108的值X，依賴於設備(k)的DSI，以及依賴於設備(k)的值X的歷史。所考慮的歷史的長度是由數N決定的。模擬器118在每個時間步中利用同樣的數學關係對所有的「k」計算這些Xk(t)值。當用戶試圖訪問要求有效的ID的系統(未示出)時，由設備104-118為時間點「t」計算的一個或多個值Xk(t)與模擬器118為同一時間點計算的對應值Xk(t)進行比較。差異表示用戶沒有授權，或系統102的完整性遭到破壞。
至少PAN上的一個設備允許與控制伺服器116直接或通過一個代理(未示出)通信。優選地，值Xk(t)與指定設備的標號k的指示一起被送到伺服器116，除非該標號已經在系統中預定義。為了提高系統的準確性和安全性，將產生的帶有一個或多個設備標號「p」以及可選地帶有一個或多個時標Tq的值Xp(t＝Tq)傳輸到控制伺服器116。控制伺服器116可以拾取任何值Xp(t＝Tq)，以便根據由模擬器118提供的結果估算它們。PAN與其它網絡之間的通訊可以利用值Xp(t＝Tq)作為密鑰發生器的種籽來加密。
為了重新編程任何設備104-108，或為了直接發出一些額外的指令，並對系統102產生影響，病毒或黑客必須通過系統102的所有設備104-108，並必須收集所有設備104-108的要求的歷史Xk(-1)，Xk(t-2)，...，Xk(t-N)。由於圖2的一組公式給出的模型的估算的隨機屬性，所有這些操作都要在一個時間步中完成。這使得黑客對系統102在技術上和計算上進行不被檢測到的侵害非常困難。
FSM的組構成一個離散系統，該系統可以呈現有限個數的可能系統狀態。理論上，由系統接連呈現的狀態可以通過上述判斷公式計算。因此，狀態的序列實際上並非隨機的，除非給上述數學關係引入隨機變量。例如，一個或多個設備104-108可以通過使一個或多個Fk依賴於它來給系統開發中考慮的參數提供隨機值。如果設備104包含一個蜂窩電話，則該參數的值是例如上星期撥出或接收的電話次數，該次數可能用電話間的時間間隔加權，並在用戶需要一個ID時確定。如果設備106是一臺收音機或MP3播放器，該參數的值是例如由播放數據的緩衝器的內容所確定的數。因此，為了本發明的實踐目的，例如，為了應用的壽命，表述「隨機」和「非周期」應當理解為還表示看上去隨機的非隨機特性。
應當注意，上述實施例舉例說明而不是限制了本發明，本領域的技術人員將能夠設計多種替換實施例，而不偏離所附權利要求的範圍。在權利要求中，置於括號內的任何標號不應當被認為限制權利要求。術語「包括」不排除權利要求中所列的元件或步驟以外的其它元件或步驟。在元件前面的「一」、「一個」不排除存在多個這樣的元件。本發明可以利用包含幾個不同元件的硬體實現，也可利用適當編程的計算機實現。在列舉幾個裝置的設備權利要求中，幾個裝置可以用一個相同的硬體實現。在相互不同的從屬權利要求中引用某些手段的事實並不表示這些手段的組合不能使用。
權利要求
1.一種使用戶能夠使用唯一的識別符的方法，該方法包括使該用戶的個人區域網的多個設備能夠以在所述設備間分布的方式計算該識別符。
2.如權利要求1所述的方法，包括判斷所述識別符是否與所述個人區域網的模擬一致。
3.如權利要求1所述的方法，其中所述設備中的每一個包括一個相應的有限狀態機；所述相應的有限狀態機每一時間步根據一個相應的數學關係計算一個數量值；所述相應的數學關係具有以下參數在前一時間步由至少一個另外的有限狀態機計算的數量值；和由相應的有限狀態機計算的數量所呈現的值的相應歷史；所述相應的數學關係是這樣的，使得所述數量呈現一種實際上隨機的特性。
4.在一個個人設備上使用的軟體，用於使該設備能夠調節一個有限狀態機，並與另一個設備通訊，以實現一個實際上隨機的系統。
5.一種用於個人區域網中的個人器具，該器具調節一個有限狀態機，並能夠與該個人區域網中的另一個器具通訊，以實現一個實際上隨機的系統。
6.一種系統的服務，該服務包含判斷用戶是否被授權訪問該系統，該服務運行所述用戶的一個個人區域網的模擬。
全文摘要
以在用戶的個人區域網(PAN)的設備間分布的方法計算ID。這些設備以無線方式通訊。伺服器運行該PAN的一個模擬。如果伺服器和PAN計算出匹配的結果，則認為用戶的ID是正確的，可以進行有條件的訪問。為實用目的而在用戶的PAN設備間分布計算ID和其隨機屬性使得系統很難被侵入。
文檔編號G06F21/20GK1582558SQ02818218
公開日2005年2月16日 申請日期2002年9月12日 優先權日2001年9月18日
發明者V·R·皮薩斯基, Y·E·施特伊恩 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司