[发明专利]基于惯性技术的动态令牌系统及其加密方法

权利要求书

1.一种基于惯性技术的动态令牌系统，其特征在于，包括：信息处理模块和分别与之相连接的传感器模块和动态密码生成模块，其中：信息处理模块内存储有动态令牌的种子密钥和序列号，根据传感器模块输出的动态令牌空间信息计算动态令牌的当前姿态，并计算生成动态令牌的当前时间后生成动态因子输出至动态密码生成模块；传感器模块测量动态令牌的空间信息并输出至信息处理模块；动态密码生成模块根据动态令牌的动态因子和静态因子利用加密算法计算生成动态密码；信息处理模块的数据输出端输出当前动态密码，信息处理模块的指令输出端输出工作状态切换指令至传感器模块以实现工作状态的调节。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征是，所述的空间信息包括：动态令牌的加速度、角速度和所在位置的地球磁场强度信息；

所述的动态因子是指：按照一定的方式组合的动态令牌的时间因子和动态令牌的空间信息；

所述的一定方式组合是指：将动态令牌的时间因子和动态令牌的空间信息按照逻辑与运算、或者逻辑或、或者逻辑非运算进行组合，或者直接将动态令牌的时间因子和动态令牌的空间信息按照预定的位数和预定的先后顺序直接存储在信息处理模块中。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征是，所述的动态令牌的当前姿态采用姿态计算方法计算得到，其中：当前姿态是指动态令牌的载体坐标系和当地地理坐标系各对应坐标轴之间的夹角。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征是，所述的工作状态切换指令包括：传感器正常工作状态指令、传感器休眠工作状态指令、传感器停止工作状态指令以及正常显示动态密码指令、闪烁显示动态密码指令、停止显示动态密码指令。

5.根据权利要求1所述的系统，其特征是，所述的信息处理模块包括：中央处理单元、存储器和晶体振荡器，其中，中央处理单元处理来自传感器模块的空间信息、来自晶体振荡器的基准时钟信号以及来自取存储器中的加密算法并输出至动态密码生成模块，存储器分别通过总线与中央处理单元相连并存储历史空间信息、动态令牌更新周期、姿态更新周期以及加密算法，与动态密码生成模块相连并存储生成的动态密码，中央处理单元根据存储器中的所保存的上述信息进行自动休眠控制并输出休眠指令至传感器模块以及动态密码生成模块以实现动态令牌的低功耗工作。

6.根据权利要求1或5所述的系统，其特征是，所述的信息处理模块的输出端设有动态密码显示模块，用于实时向用户显示当前动态密码和动态令牌的工作状态；该动态密码显示模块采用段式显示屏、点阵式显示屏、字符显示屏或图形显示屏，且通过信息处理模块的指令输出端输出工作状态切换指令可以调节动态密码显示模块的正常工作、休眠及关闭状态。

7.根据权利要求1所述的系统，其特征是，所述的动态令牌系统设有包含与信息处理模块、传感器模块和动态密码生成模块相连的电源输入端的外壳，或所述的动态令牌系统集成设置于手持式电子移动终端设备的内部；再或者是所述的动态令牌系统设有电源模块，该电源模块分别与信息处理模块、传感器模块、动态密码生成模块和动态密码显示模块相连接并提供电源供电。

8.根据上述任一权利要求所述系统的加密方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1）设置于动态令牌内的传感器模块实时采集动态令牌的加速度信息、角速度信息和地球磁场强度信息，由信息处理模块通过姿态计算方法计算出动态令牌的当前姿态，生成动态令牌的空间信息；

步骤2）信息处理模块根据动态令牌的当前时间生成动态令牌的时间因子，并根据预先存储在动态令牌内部的种子密钥，构成动态令牌的静态因子；

步骤3）动态密码生成模块对静态因子、时间因子和空间信息进行加密，生成动态密码并输出至信息处理模块的存储器，由中央处理单元通过显示模块显示或输出至用户；

步骤4）当经过一个动态令牌更新周期时进行周期性动态因子的更新，并用于生成当动态密码；当经过一个姿态更新周期后发生空间信息的变化时，则进行姿态性动态因子的更新。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征是，所述的加密是指：将时间因子、空间信息分别与种子密钥分别采用相同、或者不同的加密算法进行加密计算得到对应的加密结果后，将各自加密的结果进行合并，再根据显示模块所显示的位数的要求，抽取相应位数的数据输出；或者将种子密钥、时间因子、空间信息合并为一个参数，进行加密计算，再根据显示模块所显示的位数的要求，抽取相应位数的数据输出。

10.根据权利要求8所述的方法，其特征是，所述的周期性动态因子的更新是指：当经过一个动态令牌更新周期后传感器模块采集一次当前动态令牌的空间信息，对应中央处理单元采集一次当前动态令牌的时间因子并由动态密码生成模块计算一次动态密码，同时中央处理单元保存当前动态令牌的空间信息；

当经过若干个动态令牌更新周期后，中央处理单元对若干个保存的动态令牌的空间信息进行比较，当全部相同时则中央处理单元向动态密码生成模块、信息处理模块以及传感器模块发出休眠指令，并进入休眠工作状态，即动态密码生成模块和信息处理模块停止工作；

所述的姿态性动态因子的更新是指：定期对空间信息进行一次更新比较，当不同时则进入步骤1）计算一次当前动态密码；

所述的动态令牌更新周期大于所述姿态更新周期。