[發(fā)明專利]基于聲波的安全數(shù)據(jù)通訊的裝置系統(tǒng)與方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010205532.0
• 申請日: 2010-06-22
• 公開（公告）號: CN102299747A
• 公開（公告）日: 2011-12-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 郭舜日;林卓
• 申請（專利權(quán)）人: 上海云途信息技術(shù)有限公司;郭舜日
• 主分類號: H04B11/00
• 分類號: H04B11/00;H04B5/00;H04L9/32
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于數(shù)據(jù)通訊領(lǐng)域，具體涉及利用聲波或音頻作為近距離，安全可靠的數(shù)據(jù)通訊媒介的裝置系統(tǒng)與方法。使用本發(fā)明能夠在較低成本的情況下，利用聲波實(shí)現(xiàn)小數(shù)據(jù)量的可靠通訊，并具備一定的安全性。

背景技術(shù)

目前使用較廣泛的近距離通訊技術(shù)是藍(lán)牙(Bluetooth)，紅外數(shù)據(jù)傳輸(IrDA)，近場通訊(Near?Field?Communication，NFC近距離無線傳輸)，和無線射頻識別RFID，均采用電磁波技術(shù)實(shí)現(xiàn)。藍(lán)牙技術(shù)需要人為參與連接建立過程，不適合需要快速傳輸(如結(jié)算支付等)的應(yīng)用場合，且芯片價(jià)格昂貴，抗干擾能力不強(qiáng)。IrDA的不足在于它是一種視距傳輸，兩個(gè)相互通信的設(shè)備之間必須對準(zhǔn)，中間不能被其它物體阻隔，因而該技術(shù)只能用于2臺(非多臺)設(shè)備之間的連接，可靠性，安全性差，抗干擾能力差且數(shù)據(jù)傳輸率低。NFC采用了雙向的識別和連接。在20cm距離內(nèi)工作于13.56MHz頻率范圍，是目前最為安全的近距通訊技術(shù)，但是面臨手機(jī)終端普及的問題，目前只有有限的手機(jī)支持這一技術(shù)。RFID由于其價(jià)格低廉及相對安全可靠的技術(shù)協(xié)議，目前大量應(yīng)用于城市交通卡等小額支付場合，對于用戶隨身攜帶的移動(dòng)終端需要植入或貼上特定的RFID芯片，需要一定的普及時(shí)間，沒有從根本上解決用戶需要攜帶不同識別卡的不便。條碼技術(shù)(包括一維和兩維碼)也是比較常用的近距掃描數(shù)據(jù)傳輸方案。一維碼掃描儀成本便宜但是對電子顯示條碼顯示識別率低，二維碼有很好的容錯(cuò)率和識別率，但是掃描終端成本較高(需要微距鏡頭)且標(biāo)準(zhǔn)眾多，掃描時(shí)間也不是很理想，對用戶客戶端的顯示也有特定要求。

下表列出了這幾種技術(shù)對于移動(dòng)終端與商業(yè)收銀系統(tǒng)的近距通訊需求的適用性，沒有一種技術(shù)能完美滿足以下關(guān)鍵的需求，本專利基于聲波的非接觸式或者利用音頻傳輸?shù)臄?shù)據(jù)通訊的裝置系統(tǒng)與方法有著比較好的適用性：

將聲波應(yīng)用于數(shù)據(jù)通訊的也有個(gè)別專利用到，比如西門子公司專利99808078.0利用超聲波的數(shù)據(jù)傳播和北陽公司的專利200710080253.4基于超聲波實(shí)現(xiàn)通訊的發(fā)送裝置、接收裝置、系統(tǒng)和方法。兩個(gè)專利都只是特定的超聲波(聲波的特定頻段)傳輸方法的實(shí)現(xiàn)。聲波最大的問題是安全性這也是其通過空氣傳播的便利性所應(yīng)付出的代價(jià)，很容易被“錄音”復(fù)制，這從很大程度上限制了聲波作為安全數(shù)據(jù)傳播的通訊手段，只能用于局部的對數(shù)據(jù)安全性不敏感的應(yīng)用場合。

圖1圖示了聲波被錄播的安全隱患。圖中圓形標(biāo)注的序號按時(shí)間順序排序：

為手機(jī)用戶通過手機(jī)內(nèi)置喇叭播放編碼的數(shù)據(jù)調(diào)制聲波，將數(shù)據(jù)信息(比如折扣碼)傳輸給商業(yè)收銀終端(或與收銀終端相連的音頻、聲波數(shù)據(jù)接收終端)。

惡意用戶在近處用高敏錄音設(shè)備記錄下空氣中傳播的聲波信號。

惡意用戶在結(jié)算時(shí)，通過手機(jī)或特定移動(dòng)設(shè)備回放之前錄制的聲波給商業(yè)收銀終端(或與收銀終端相連的音頻、聲波數(shù)據(jù)接收終端)，希望能夠用之前手機(jī)用戶的結(jié)算信息(如折扣券，支付卡)完成結(jié)算。

安全的傳輸鏈路應(yīng)有能力識別并防止這一安全隱患。

發(fā)明內(nèi)容

聲波及音頻調(diào)制編解碼技術(shù)與硬件都非常成熟，而且所有的手機(jī)都可以發(fā)聲，無需額外的硬件所有手機(jī)都可以輸出聲波和音頻信號，且主流手機(jī)都主持標(biāo)準(zhǔn)的音頻輸出端口。手機(jī)利用聲波實(shí)現(xiàn)非接觸或通過音頻連接實(shí)現(xiàn)小數(shù)據(jù)量通訊具備成本優(yōu)勢及設(shè)備的廣泛普及度。聲波傳輸最主要的問題是安全性這也是其通過空氣傳播的便利性所應(yīng)付出的代價(jià)，很容易被“錄音”復(fù)制，這從很大程度上限制了聲波作為安全數(shù)據(jù)傳播的通訊手段，只能用于局部的對數(shù)據(jù)安全性不敏感的應(yīng)用場合。

本發(fā)明的目的在于從安全著手，一方面利用聲波/音頻通訊所帶來的便利性與成本優(yōu)勢，同時(shí)在技術(shù)上提高安全門檻，排除簡單錄播的安全顧慮，使其適用于更廣泛的應(yīng)用途徑甚至應(yīng)用于小額支付系統(tǒng)。

本發(fā)明利用聲波作為數(shù)據(jù)傳輸媒介實(shí)現(xiàn)非接觸傳輸，也可直接通過音頻連接實(shí)現(xiàn)可靠安全數(shù)據(jù)鏈路。該發(fā)明主要對數(shù)據(jù)傳輸過程系統(tǒng)地構(gòu)建了多種端對端的傳輸校驗(yàn)機(jī)制：傳輸數(shù)據(jù)完整性校驗(yàn)，有效時(shí)間驗(yàn)證，密碼校驗(yàn)，服務(wù)數(shù)據(jù)校驗(yàn)以及數(shù)據(jù)加密：