對可更換印表機部件進行認證的製作方法

2023-06-20 19:20:11 2

專利名稱：對可更換印表機部件進行認證的製作方法
對可更換印表機部件進行認證相關申請的交叉引用
本專利申請涉及與本申請同日提交的題為「PROVIDING AUTHENTICATED COMMUNICATIONS TO A REPLACEABLE PRINTER COMPONENT」 的序列號 ##/##，###、代理人案 號No. 200800133-1的PCT專利申請，該PCT專利申請通過引用合併於此。
背景技術：
當前的列印系統典型地包括一個或多個可更換印表機部件，諸如噴墨盒、噴墨打 印頭組件、墨粉盒、供墨器等。一些現有系統為這些可更換印表機部件提供了板上存儲器以 向印表機傳遞關於可更換部件的信息，諸如墨填充水平、市場信息等。


所包括的附圖用於提供對實施例的進一步的理解並且併入本說明書且構成本說 明書的一部分。附示了實施例並且連同說明一起用於解釋實施例的原理。將容易地 認識到其他實施例和實施例的許多預期優點，它們通過參照下面的詳細描述而變得更好理 解。附圖中的元件不一定相對於彼此按比例繪製。相同的附圖標記表示對應的相似部分。圖1是圖示列印裝置的一個實施例的框圖。圖2是圖示用於對可更換印表機部件進行認證的方法的一個實施例的流程圖。圖3是圖示用於對列印系統發出的對於指示可更換印表機部件的真實性的數據 值的讀請求進行認證的方法的一個實施例的流程圖。圖4是圖示用於對來自可更換印表機部件的響應進行認證的方法的一個實施例 的流程圖。
具體實施例方式在下面的詳細描述中，參照構成其一部分的附圖，並且其中作為圖示而示出了其 中可以實施本發明的特定實施例。在這一點上，參照所描述的圖的取向使用諸如「頂」、 「底」、「前」、「後」、「引導」、「尾隨」等方向術語。由於實施例的部件可以被定位在許多不同的 取向上，因此方向術語用於說明的目的而絕非作為限制。將理解，在不偏離本發明的範圍的 情況下，可以利用其他實施例並且可以進行結構或邏輯上的改變。因此，下面的詳細描述不 應被視為限制性的，並且本發明的範圍由所附權利要求限定。將理解，除非另外特別說明，否則這裡描述的各種示例性實施例的特徵可以彼此組合。圖1是圖示列印裝置100的一個實施例的框圖。列印裝置100包括主機102和打 印系統104。列印系統104便於將圖形和/或文本圖像列印在諸如紙張、卡片材料、透明膠 片、麥拉片(Mylar)、布料等的列印介質118上。列印系統104包括例如噴墨印表機、雷射打 印機或者其他適當的印表機。主機102與列印系統104通信並且向列印系統104提供數據 和/或控制信號。主機102可以是諸如計算機、電器或者其他適當設備的多種信息源，或者可以包括在其中，所述其他適當設備諸如個人數字助理(PDA)、數字相機、蜂窩電話等。在一個實施例中，列印系統104包括印表機控制器116、存儲器設備122和可更換 印表機部件108。可更換印表機部件108包括存儲器設備109。在一個實施例中，印表機控 制器116基於存儲在存儲器設備109中和存儲器設備122中的秘密密鑰確定可更換印表機 部件108的真實性。印表機控制器116控制列印系統104的操作，並且因此從主機102接收數據和/ 或控制信號。印表機控制器116經由通信鏈路106與主機102通信。通信鏈路106包括例 如印表機控制器116和主機102之間的電氣、光學、紅外或者其他適當的信息傳輸路徑。打 印機控制器116經由通信鏈路120與存儲器設備122通信。通信鏈路120包括例如印表機 控制器116和存儲器設備122之間的電氣、光學、紅外或者其他適當的信息傳輸路徑。存儲器設備122包括非易失性存儲器(NVM) 123和邏輯124。在一個實施例中，存 儲器設備122是防篡改的或抗篡改的。在一個實施例中，邏輯IM是邏輯電路或者在處理 器上運行的嵌入式軟體。例如，在一個實施例中，存儲器設備122包括具有嵌入式非易失性 存儲器123的片上系統(SoC)或者中央處理單元(CPU)。在另一實施例中，存儲器設備122 包括具有外部非易失性存儲器123的SoC或者CPU。在另一實施例中，存儲器設備122包括 具有內部或外部非易失性存儲器123的專用邏輯。在另一實施例中，存儲器設備122被嵌 入在具有內部或外部非易失性存儲器123的印表機控制器116中。在一個實施例中，非易失性存儲器123是EEPROM (電可擦除可編程只讀存儲器)、 FLASH (閃速存儲器)或者另一適當的存儲器。非易失性存儲器123存儲用於對可更換列印 機部件108進行認證的一個或多個秘密密鑰。通過使用會話密鑰對印表機控制器116和存 儲器設備109之間的通信進行認證來對可更換印表機部件108進行認證。為了生成會話密 鑰，印表機控制器116向存儲器設備122傳送會話密鑰標識符和對會話密鑰的請求。響應 於該會話密鑰標識符和對會話密鑰的請求，邏輯電路1 基於會話密鑰標識符和存儲在非 易失性存儲器123中的秘密密鑰來生成會話密鑰。邏輯電路IM隨後將生成的會話密鑰提 供給印表機控制器116。可更換印表機部件108包括可插入列印系統104並且可從列印系統104拆除的打 印系統104的部件。在一個實施例中，可更換印表機部件108包括在其使用壽命結束時被 移除並被更換的可消耗部件。這種可消耗部件的示例包括墨容器或者墨粉盒，其包含一些 用於列印系統104的標記材料。標記材料由列印系統104澱積在列印介質118上並且在墨 容器或者墨粉盒的使用壽命期間耗盡。因此，墨容器或者墨粉盒在其使用壽命結束時被移 除並被更換或被重新製造和重新使用。在另一實施例中，可更換印表機部件108包括在列印系統104中容易更換的列印 部件。這種列印部件的示例包括列印頭，其響應於來自印表機控制器116的控制信號有選 擇地使墨澱積在列印介質118上；或者印表機盒，其包括列印頭和供墨器。因此，如果例如 列印系統104包括噴墨印表機，則可更換印表機部件108可以包括墨容器、列印頭或者列印 機盒。此外，如果例如列印系統104包括雷射印表機，則可更換印表機部件108可以包括墨 粉盒或者顯影鼓。此外，可更換印表機部件108可以包括列印系統104的外圍設備，諸如以 太網卡、雙面列印器(duplexer)、紙張整理器(例如，裝訂器、衝孔器等)或者另一適當的設 備。
印表機控制器116和可更換印表機部件108經由通信鏈路114彼此通信。當可更 換印表機部件108安裝在列印系統104中時，通信鏈路114便於印表機控制器116和可更 換印表機部件108之間的信息傳輸。通信鏈路114包括例如可更換印表機部件108和列印 機控制器116之間的電氣、光學、紅外、或者其他適當的信息傳輸路徑。可更換印表機部件108包括存儲器設備109，其存儲用於可更換印表機部件108和 /或列印系統104的信息。存儲器設備109包括非易失性存儲器(NVM)IlO和邏輯111。在 一個實施例中，存儲器設備109是防篡改的或抗篡改的。在一個實施例中，邏輯111是邏輯 電路或者在處理器上運行的嵌入式軟體。例如，在一個實施例中，存儲器設備109包括具有 嵌入式非易失性存儲器110的SoC或CPU。在另一實施例中，存儲器設備109包括具有外部 非易失性存儲器110的SoC或CPU。在另一實施例中，存儲器設備109包括具有內部或外部 非易失性存儲器110的專用邏輯。在一個實施例中，非易失性存儲器110是256位元組或另一適當尺寸的非易失性存 儲器，諸如EEPROM、FLASH或者另一適當的存儲器。在一個實施例中，存儲器設備109的非 易失性存儲器110存儲例如對於可更換印表機部件108特定的信息和/或可應用於列印系 統104的信息。此外，非易失性存儲器110可以使列印系統104待使用的信息存儲在其中 或者可以記錄用於列印系統104的信息。在一個實施例中，可以存儲在非易失性存儲器110 中的信息包括用於可更換印表機部件108和/或列印系統104的操作和/或非操作參數。非易失性存儲器110還在數據欄位中存儲指示可更換印表機部件108是真實的 值。此外，非易失性存儲器Iio存儲用於對可更換印表機部件108進行認證的一個或多個 秘密密鑰。在一個實施例中，從存儲在存儲器設備122的非易失性存儲器123中的一個或 多個秘密密鑰導出存儲在存儲器設備109的非易失性存儲器110中的該一個或多個秘密密 鑰。在其他實施例中，從一個或多個公共的秘密密鑰導出存儲在存儲器設備109的非易失 性存儲器110中的該一個或多個秘密密鑰和存儲在存儲器設備122的非易失性存儲器123 中的該一個或多個秘密密鑰。因此，存儲在非易失性存儲器110中的該一個或多個秘密密 鑰與存儲在非易失性存儲器123中的該一個或多個秘密密鑰相關。在一個實施例中，可更換印表機部件108包括通信鏈路112，當可更換印表機部件 108被安裝在列印系統104中時，該通信鏈路112使存儲器設備109與通信鏈路114電氣耦 合或通信耦合，並且因此與印表機控制器116電氣耦合或通信耦合。因此，當可更換印表機 部件108被安裝在列印系統104中時，存儲器設備109經由通信鏈路112和114與印表機 控制器116通信。因此，通信鏈路112和114包括例如電氣耦合或連接，諸如分別與對應的 電氣節點或插座配對的電氣接觸部或插頭。通過使用會話密鑰對印表機控制器116和存儲器設備109之間的通信進行認證來 認證可更換印表機部件108。為了生成會話密鑰，印表機控制器116向存儲器設備109傳 遞對會話密鑰標識符的請求。響應於對會話密鑰標識符的請求，存儲器設備109的邏輯電 路111基於存儲在非易失性存儲器110中的秘密密鑰生成會話密鑰標識符和關聯的會話密 鑰。在一個實施例中，存儲器設備109的邏輯電路111響應於每個對會話密鑰標識符的請 求，生成不同的會話密鑰標識符和關聯的會話密鑰。因此，每個會話密鑰標識符和每個關聯 的會話密鑰僅被使用一次。邏輯電路111將所生成的會話密鑰標識符提供給印表機控制器 116，其又將會話密鑰標識符傳遞到存儲器設備122，如上文描述的那樣。
圖2是圖示用於對可更換印表機部件108進行認證的方法150的一個實施例的流 程圖。在152處，可更換印表機部件108被安裝在包括印表機控制器116的列印系統104 中。可更換印表機部件108包括存儲器設備109，該存儲器設備109已被配置為具有用於對 可更換印表機部件108進行認證的一個或多個秘密密鑰。列印系統104還包括存儲器設備 122，該存儲器設備122已被配置為具有用於對可更換印表機部件108進行認證的一個或多 個秘密密鑰。在IM處，印表機控制器116通過通信鏈路114和112向可更換印表機部件108的 存儲器設備109請求會話密鑰標識符。在一個實施例中，印表機控制器116在請求會話密 鑰標識符時使用隨機挑戰以防止針對印表機控制器116的重放攻擊。在156處，響應於接 收到對會話密鑰標識符的請求，存儲器設備109的邏輯電路111基於存儲在非易失性存儲 器110中的第一秘密密鑰生成所請求的會話密鑰標識符及其關聯的會話密鑰。在158處， 存儲器設備109的邏輯電路111向印表機控制器116提供所請求的會話密鑰標識符。在160處，印表機控制器116通過通信鏈路120將從存儲器設備109接收的會話 密鑰標識符提供給存儲器設備122並且請求會話密鑰。在162處，響應於接收到會話密鑰 標識符和對會話密鑰的請求，存儲器設備122的邏輯電路IM基於接收到的會話密鑰標識 符和存儲在非易失性存儲器123中的第二秘密密鑰生成所請求的會話密鑰。如果存儲在存 儲器設備109的非易失性存儲器110中的第一秘密密鑰與存儲在存儲器設備122的非易失 性存儲器123中的第二秘密密鑰相關，則邏輯電路111生成的會話密鑰與邏輯電路124生 成的會話密鑰匹配。在164處，存儲器設備122的邏輯電路124向印表機控制器116提供 所請求的會話密鑰。在166處，印表機控制器116使用接收到的會話密鑰確定可更換列印 機部件108的真實性。圖3是圖示用於對列印系統104發出的對指示可更換印表機部件108的真實性的 數據值的讀請求進行認證的方法166的一個實施例的流程圖。在170處，在可更換印表機 部件108的存儲器設備109中建立會話密鑰並且在列印系統104中建立會話密鑰的情況 下，印表機控制器116使用其會話密鑰和適當的密碼算法來計算用於讀請求的第一消息認 證碼(MAC)。該讀請求針對存儲指示可更換印表機部件108是否真實的值的非易失性存儲 器110的數據欄位。第一 MAC是針對讀請求的命令和命令參數計算的。在一個實施例中，利用諸如安全哈希算法1 (SHA-1)、SHA-2或其他適當的安全哈 希算法的安全哈希，基於哈希消息認證碼(HMAC)計算第一 MAC。在另一實施例中，利用諸如 數據加密標準(DES)、3DES、高級加密標準(AES)、Rivest密碼法2(RC2)的分塊密碼(cipher block)算法或者其他適當的分塊密碼算法，根據基於密碼的MAC (CMAC)計算第一 MAC。在 其他實施例中，使用另一適當的技術計算第一 MAC。在172處，印表機控制器116向可更換印表機部件108的存儲器設備109發出包 括第一 MAC的讀請求。在174處，響應於該讀請求，存儲器設備109的邏輯電路111使用其 會話密鑰和密碼算法為接收到的讀請求計算第二MAC。在176處，存儲器設備109的邏輯電 路111將接收到的第一 MAC與計算的第二 MAC比較。在178處，如果第一 MAC不與第二 MAC匹配，則存儲器設備109的會話密鑰不與打 印系統104的會話密鑰匹配。因此，存儲器設備109和印表機控制器116之間的通信未被 認證。在182處，存儲器設備109的邏輯電路111放棄或拒絕所請求的讀操作。通過拒絕
8所請求的讀操作，可更換印表機部件108確定印表機控制器116不是真實的(authentic)。 因此，可更換印表機部件108不與印表機控制器116通信。在184處，存儲器設備109的邏 輯電路111將其會話密鑰標記為無效，使得其不能被再次使用。在178處，如果第一 MAC與第二 MAC匹配，則存儲器設備109的會話密鑰與列印系 統104的會話密鑰匹配。因此，存儲器設備109和印表機控制器116之間的通信被認證。在 180處，存儲器設備109的邏輯電路111執行所請求的讀操作。響應於讀操作，存儲器設備 109返回包括指示可更換印表機部件108是真實的數據欄位的值的響應。圖4是圖示用於對來自可更換印表機部件108的響應進行認證的方法180的一個 實施例的流程圖。在186處，存儲器設備109使用其會話密鑰和密碼算法為該響應計算第 三MAC。第三MAC是針對命令MAC和響應數據計算的。在188處，存儲器設備109將包括第 三MAC的響應提供給印表機控制器116。在190處，響應於來自存儲器設備109的響應，打 印機控制器116使用其會話密鑰和密碼算法為接收到的響應計算第四MAC。在192處，列印 機控制器116將接收到的第三MAC與計算的第四MAC比較。在194處，如果第三MAC不與第四MAC匹配，則列印系統104的會話密鑰不與存儲 器設備109的會話密鑰匹配。因此，印表機控制器116和存儲器設備109之間的通信未被 認證。因此，在198處印表機控制器116確定可更換印表機部件108不是真實的。在194處，如果第三MAC與第四MAC匹配，則列印系統104的會話密鑰與存儲器設 備109的會話密鑰匹配。因此，印表機控制器116和存儲器設備109之間的通信被認證。由 於存儲器設備109和印表機控制器116之間的通信已被認證，因此印表機控制器116可以 信任響應於讀請求而返回的值。因此，在196處印表機控制器116確定可更換印表機部件 108是真實的。實施例提供了其中可以安裝可更換印表機部件的列印系統。列印系統實施例包括 存儲一個或多個秘密密鑰的存儲器設備。可更換印表機部件實施例包括存儲與列印系統實 施例的存儲器設備中存儲的該一個或多個秘密密鑰相關的一個或多個秘密密鑰的存儲器 設備。列印系統實施例中和可更換印表機部件實施例中存儲的一個或多個秘密密鑰用於對 可更換印表機部件實施例進行認證。因此，防止了列印系統實施例中的偽造的可更換列印 機部件的使用。儘管這裡圖示和描述了具體實施例，但是本領域的普通技術人員將認識到，在不 偏離本發明的範圍的前提下，多種替選和/或等效實現方案可以替代所示出和描述的具體 實施例。本申請旨在涵蓋這裡討論的具體實施例的任何適配或變化。因此，本發明意欲僅 由權利要求及其等同物限定。
權利要求
1.一種可更換印表機部件，包括第一存儲器設備，其被配置為存儲第一秘密；以及通信鏈路，其被配置為在所述可更換印表機部件被安裝在列印系統中時將所述第一存 儲器設備通信地連結到印表機控制器；其中所述列印系統包括存儲第二秘密的第二存儲器設備，所述第二存儲器設備通信地 連結到所述印表機控制器，以及其中所述印表機控制器被配置為基於所述第一秘密和所述第二秘密確定所述可更換 印表機部件的真實性。
2.根據權利要求1所述的可更換印表機部件，其中所述第一秘密從所述第二秘密導出ο
3.根據權利要求1所述的可更換印表機部件，其中所述第一存儲器設備被配置為響應 於請求基於所述第一秘密生成會話密鑰標識符和第一會話密鑰並且將所述會話密鑰標識 符提供給所述第二存儲器設備，以及其中所述第二存儲器設備被配置為基於所述會話密鑰標識符和所述第二秘密生成第 ■~ 會話S朗ο
4.根據權利要求3所述的可更換印表機部件，其中所述第一存儲器設備被配置為接收 對存儲指示所述可更換印表機部件的真實性的值的數據欄位的讀請求，所述讀請求包括使 用所述第二會話密鑰計算的第一消息認證碼，以及其中所述第一存儲器設備被配置為基於所述讀請求和所述第一會話密鑰計算第二消 息認證碼，並且響應於所述第二消息認證碼與所述第一消息認證碼匹配而執行所述讀請 求。
5.根據權利要求4所述的可更換印表機部件，其中所述第一存儲器設備被配置為響應 於所述第二消息認證碼不與所述第一消息認證碼匹配而拒絕所述讀請求並且將所述第一 會話密鑰標記為無效。
6.根據權利要求5所述的可更換印表機部件，其中所述第一存儲器設備被配置為通過 提供包括使用所述第一會話密鑰計算的第三消息認證碼的響應來執行所述讀請求，以及其中所述印表機控制器被配置為基於所述響應和所述第二會話密鑰計算第四消息認 證碼，並且響應於所述第三消息認證碼與所述第四消息認證碼匹配而認證所述可更換列印 機部件。
7.根據權利要求3所述的可更換印表機部件，其中所述第一存儲器設備被配置為響應 於每個請求生成不同的會話密鑰標識符和會話密鑰。
8.根據權利要求1所述的可更換印表機部件，其中所述第一存儲器設備是防篡改的，以及其中所述第二存儲器設備是防篡改的。
9.根據權利要求1所述的可更換印表機部件，其中所述可更換印表機部件包括噴墨 盒、噴墨列印頭組件、墨粉盒和供墨器中的一個。
10.一種可更換印表機部件，包括用於在所述可更換印表機部件中存儲第一秘密密鑰的裝置；用於將所述可更換印表機部件安裝到列印系統中的裝置，所述列印系統包括用於存儲第二秘密密鑰的裝置；以及用於基於所述第一秘密密鑰和所述第二秘密密鑰確定所述可更換印表機部件的真實 性的裝置。
11.根據權利要求10所述的可更換印表機部件，其中所述第一秘密密鑰從所述第二秘 密密鑰導出。
12.根據權利要求10所述的可更換印表機部件，其中所述用於確定真實性的裝置包括用於向所述可更換印表機部件請求會話密鑰標識符的裝置；用於響應於所述請求基於所述第一秘密密鑰在所述可更換印表機部件中生成所述會 話密鑰標識符和第一會話密鑰的裝置；以及用於基於所述會話密鑰標識符和所述第二秘密密鑰在所述列印系統中生成第二會話 密鑰的裝置。
13.根據權利要求12所述的可更換印表機部件，其中所述用於確定真實性的裝置還包括用於使用所述列印系統中的所述第二會話密鑰來為針對所述可更換印表機部件的讀 請求計算第一消息認證碼的裝置，所述讀請求針對存儲指示所述可更換印表機部件的真實 性的值的數據欄位；用於向所述可更換印表機部件發出包括所述第一消息認證碼的讀請求的裝置； 用於使用所述可更換印表機部件中的所述第一會話密鑰來為所述讀請求計算第二消 息認證碼的裝置；用於響應於所述第二消息認證碼與所述第一消息認證碼匹配而執行所述讀請求的裝 置；以及用於響應於所述第二消息認證碼不與所述第一消息認證碼匹配而拒絕所述讀請求並 且將所述第一會話密鑰標記為無效的裝置。
14.根據權利要求13所述的可更換印表機部件，其中所述用於確定真實性的裝置進一 步包括用於響應於執行所述讀請求使用所述可更換印表機部件中的所述第一會話密鑰來為 響應計算第三消息認證碼的裝置；用於向所述列印系統提供包括所述第三消息認證碼的響應的裝置； 用於使用所述列印系統中的所述第二會話密鑰為所述響應計算第四消息認證碼的裝 置；以及用於響應於所述第三消息認證碼與所述第四消息認證碼匹配而對所述可更換印表機 部件進行認證的裝置。
15.一種可更換印表機部件，包括第一存儲器設備，其被配置為存儲第一秘密；以及通信鏈路，其被配置為在所述可更換印表機部件被安裝在列印系統中時將所述第一存 儲器設備通信地連結到印表機控制器，其中所述第一存儲器設備被配置為響應於在所述通信鏈路上接收到的請求，基於所述 第一秘密生成會話密鑰標識符和第一會話密鑰並且在所述通信鏈路上將所述會話密鑰標識符傳送到所述印表機控制器，其中所述第一存儲器設備被配置為接收對存儲指示所述可更換印表機部件的真實性 的值的數據欄位的讀請求，所述讀請求包括第一消息認證碼，以及其中所述第一存儲器設備被配置為基於所述讀請求和所述第一會話密鑰計算第二消 息認證碼，並且響應於所述第二消息認證碼與所述第一消息認證碼匹配而執行所述讀請 求。
全文摘要
一種可更換印表機部件包括第一存儲器設備和通信鏈路。第一存儲器設備被配置為存儲第一秘密。通信鏈路被配置為在可更換印表機部件被安裝在列印系統中時將第一存儲器設備通信地連結到印表機控制器。列印系統包括存儲第二秘密的第二存儲器設備。第二存儲器設備通信地連結到印表機控制器。印表機控制器被配置為基於第一秘密和第二秘密確定可更換印表機部件的真實性。
文檔編號G06F3/12GK102112960SQ200880130580
公開日2011年6月29日 申請日期2008年5月29日 優先權日2008年5月29日
發明者J·G·雷弗斯特魯普 申請人:惠普開發有限公司