基于智能IC卡技术的蓝牙安全令牌的研究与实现

摘要

随着互联网的迅猛发展，其安全问题也日益突出。各国在对互联网的安全进行了多年的研究后形成了一套完整的互联网安全解决方案，即目前广泛采用的公开密钥基础设施PKI(Public Key Infrastructure)。智能IC卡是集成电路发展的产物，基于PKI应用的私有密钥以及第三方认证机构所颁发的数字证书的存储可以在极为安全的智能卡上实现。
　　 Token(安全电子令牌)，是用于网上银行电子签名和数字认证的工具，它内置微型的智能卡处理器，嵌入芯片操作系统COS(Chip Operating System)。目前，Token的市场应用主要是基于PC和远程网络的USB接口的Token，本文所要研究设计的蓝牙Token安全令牌使用蓝牙无线传输协议来代替USB传输数据，是一种取代广泛应用的USB Token的改进的解决方案。由于目前手机银行、移动支付的流行以及许多大部分移动终端均具有的蓝牙功能，因此，蓝牙Token具有很广泛的市场前景。
　　 本论文首先在对安全令牌Token的国内外研究概况进行分析研究的基础上，提出了一种取代广泛应用的USB Token的改进的蓝牙Token解决方案，以适应目前手机银行、移动支付的市场应用。其次，在对蓝牙技术、PKI体系原理和智能卡技术做了较为深入的研究和探讨的基础上，进行了蓝牙Token安全令牌系统的功能分析和系统设计工作，并对蓝牙Token系统的解决方案选型和具体硬件芯片选型加以描述。
　　 论文重点介绍了蓝牙Token系统的硬件设计与软件实现过程。通过将蓝牙模块、卡控制器芯片和智能卡芯片相结合，设计并实现了一个完整的蓝牙Token系统。在系统设计的基础上，文章详细阐述了蓝牙Token系统的整个硬件设计过程、遇到的问题及相应的解决办法，并编写程序将蓝牙Token系统的硬件电路板与上层蓝牙主机进行通讯，完成整个系统CSP应用程序接口的软件实现，达到了系统的预期功能。最后，通过虚拟机搭建CA服务器来架构一个PKI应用平台的方式进行系统测试，验证了整个系统的功能实现。

目录

文摘

英文文摘

缩略语

第一章 绪论

1.1 研究背景

1.2 研究现状

1.3 论文主要研究工作

1.4 论文结构

第二章 蓝牙技术与智能IC卡技术及其PKI应用

2.1 蓝牙技术及其协议体系结构

2.1.1 蓝牙概述

2.1.2 蓝牙技术特点

2.1.3 蓝牙的协议体系结构

2.2 公钥基础设施(PKI)体系

2.2.1 PKI体系概述

2.2.2 PKI体系的基本组成

2.2.3 PKI应用前景

2.3 智能IC卡(Smart IC Card)技术

2.3.1 智能卡原理

2.3.2 智能卡在PKI体系中的应用-Token

第三章 蓝牙安全令牌的分析与设计

3.1 蓝牙安全令牌系统功能分析

3.2 蓝牙安全令牌解决方案选取与系统设计

3.2.1 基于HCI协议的标准双处理器解决方案

3.2.2 嵌入式单处理器解决方案

3.3 蓝牙安全令牌系统硬件芯片选型

3.3.1 蓝牙芯片分析与蓝牙模块选取

3.3.2 智能卡控制器芯片

3.3.3 智能卡芯片

第四章 蓝牙安全令牌的系统设计与实现

4.1 蓝牙安全令牌系统硬件电路设计与实现

4.1.1 蓝牙Token电路的原理图设计

4.1.2 蓝牙Token电路的PCB版图设计

4.1.3 蓝牙Token系统的设计难点

4.2 蓝牙安全令牌系统软件实现

4.2.1 蓝牙协议栈的软件体系结构

4.2.2 蓝牙Token系统的软件实现

4.3 本章小结

第五章 系统测试

5.1 个人数字证书申请

5.2 用个人数字证书进行安全SSL登录

第六章 结论及未来工作

6.1 结论

6.2 未来的工作

致谢

参考文献

附录