多方管理的多終端口令管理系統(tǒng)研究

王琳 鄒紅霞

摘要：針對現(xiàn)有終端智能鎖使用過程中，需要中控計(jì)算機(jī)進(jìn)行單獨(dú)授權(quán)或使用人反復(fù)輸入密碼的情形，提出一種多方管理的多終端口令管理系統(tǒng)。該管理系統(tǒng)除了包括終端智能鎖與中控計(jì)算機(jī)之外，還包括電子樞鑰。在使用過程中，利用電子樞鑰保存用戶名和密碼，通過加密和解密方式對電子樞鑰保存的口令進(jìn)行驗(yàn)證；電子樞鑰相當(dāng)于替代了使用人的大腦，不需要使用人反復(fù)輸入口令，可以避免由于忘記口令而無法正常使用的情況，同時(shí)可以增加非授權(quán)者使用合法用戶名和口令的難度。

關(guān)鍵詞：安全管理系統(tǒng)；口令加密；終端智能

中圖分類號：TP393文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A文章編號：1008-1739（2018）02-62-3

Research on Multi-terminal Command Management System with Multiparty Management

WANG Lin， ZOU Hongxia

（Aerospace Engineering University， Beijing 101416， China）

0引言

針對高校有多間教室的情況，為了安全，每間教室配備了終端智能鎖，每個(gè)終端智能鎖通過網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)與一個(gè)中控計(jì)算機(jī)相連。使用人預(yù)先將自己的用戶名和口令上報(bào)，管理人員根據(jù)授權(quán)在中控計(jì)算機(jī)存儲的用戶名和口令，并在數(shù)據(jù)庫中維護(hù)和關(guān)聯(lián)儲存的用戶名和口令，針對各用戶名，設(shè)置了不同的使用權(quán)限和范圍。但是在實(shí)際應(yīng)用中，由于密碼太多，使用人經(jīng)常忘記口令，往往需要通過中控計(jì)算機(jī)進(jìn)行單獨(dú)授權(quán)，這反而影響了使用效率，未充分發(fā)揮終端智能鎖的智能控制作用。同時(shí)，在獲悉用戶名和密碼之后，非授權(quán)者也可以使用合法用戶名和口令打開終端智能鎖，進(jìn)入相應(yīng)的教室，進(jìn)而形成信息安全漏洞。

基于此，提出一種多方管理的多終端口令管理系統(tǒng)，可以避免由于忘記口令而無法正常使用的情形，同時(shí)可以增加非授權(quán)者使用合法用戶名和口令的難度。

1管理系統(tǒng)構(gòu)架

多方管理的多終端口令管理系統(tǒng)是基于之前的終端智能鎖與中控計(jì)算機(jī)構(gòu)造，可以實(shí)現(xiàn)多方（主體）針對多終端的安全管理。該管理系統(tǒng)除了包括終端智能鎖與中控計(jì)算機(jī)之外，還包括電子樞鑰，其中，終端智能鎖與中控計(jì)算機(jī)通過網(wǎng)絡(luò)相連并通信，電子樞鑰與終端智能鎖通過非接觸方式（NFC或藍(lán)牙）進(jìn)行通信，中控計(jì)算機(jī)和電子樞鑰可以通過有線或無線進(jìn)行通信，多方管理的多終端口令管理系統(tǒng)的構(gòu)造如圖1所示。

1.1系統(tǒng)準(zhǔn)備

多方管理的多終端口令管理系統(tǒng)的工作過程如下：

①在中控計(jì)算機(jī)中維護(hù)數(shù)據(jù)庫，包括用戶名和與用戶名關(guān)聯(lián)的口令。使用者需要預(yù)先設(shè)定口令。利用數(shù)據(jù)庫，中控計(jì)算機(jī)可以通過用戶名查詢與用戶名關(guān)聯(lián)的口令。例如，用戶名為“wanglin”，口令為“1234567”。當(dāng)然，根據(jù)需要，可以針對不同的用戶名設(shè)置不同的權(quán)限或級別，例如在數(shù)據(jù)庫中，針對“wanglin”用戶名授權(quán)可以使用001～130號終端智能鎖。

②中控計(jì)算機(jī)對口令進(jìn)行加密[1]，形成口令密文“1234567”。根據(jù)數(shù)據(jù)庫中針對相應(yīng)用戶名設(shè)定的權(quán)限，將用戶名（明文）發(fā)送給相應(yīng)的終端智能鎖，并在終端智能鎖上存儲用戶名，如將“wanglin”用戶名以明文方式發(fā)送到001～130號終端智能鎖。但其他終端智能鎖（如：131號）就未收到也未存儲“wanglin”用戶名。

③通過中控計(jì)算機(jī)將口令密文“1234567”及與口令密文相對應(yīng)的用戶名一同傳輸給電子樞鑰，電子樞鑰將口令密文及用戶名關(guān)聯(lián)存儲[2]。

電子樞鑰與終端智能鎖之間具有一一對應(yīng)的關(guān)系，即一個(gè)終端智能鎖對應(yīng)一個(gè)電子樞鑰。在多個(gè)使用者可能使用同一個(gè)終端智能鎖的情況下，一個(gè)電子樞鑰可以存儲多對口令密文及用戶名。

通過上述過程，中控計(jì)算機(jī)中維護(hù)的數(shù)據(jù)庫就關(guān)聯(lián)存儲了多組用戶名和口令的數(shù)據(jù)，各終端智能鎖中也存儲了多個(gè)用戶名，相對于每個(gè)終端智能鎖對應(yīng)一個(gè)電子樞鑰，每個(gè)電子樞鑰保存多組數(shù)據(jù)，每組數(shù)據(jù)包括多個(gè)用戶名及與用戶名對應(yīng)的口令密文。

1.2使用過程

初步管理系統(tǒng)投入使用，中控計(jì)算機(jī)和終端智能鎖安裝位置不變，電子樞鑰由專門人員保管[3]。使用人員需要打開某個(gè)終端智能鎖時(shí)，從專門人員處領(lǐng)取與該終端智能鎖相對應(yīng)的電子樞鑰，然后按下述過程操作。

①需要將終端智能鎖打開時(shí)，在終端智能鎖上輸入用戶名，如輸入“wanglin”。

②終端智能鎖進(jìn)行檢索，并判斷是否存儲有相應(yīng)的用戶名。如果終端智能鎖上存儲有該用戶名，則驗(yàn)證通過；如果未存儲該用戶名，說明該用戶名無權(quán)打開該終端智能鎖，驗(yàn)證不通過，則反饋用戶錯(cuò)誤信息。

③驗(yàn)證通過后，終端智能鎖提示用戶使電子樞鑰接近，使二者進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，終端智能鎖將驗(yàn)證通過的用戶名發(fā)送給電子樞鑰。

④電子樞鑰根據(jù)接收到的用戶名檢索并獲取與該用戶名對應(yīng)的口令密文。如收到“wanglin”用戶名，則檢索是否存儲有“wanglin”，如果有，則將對應(yīng)的口令密文“1234567”通過非接觸方式傳輸?shù)浇K端智能鎖；如果未檢索到“wanglin”，則反饋出錯(cuò)信息。

⑤終端智能鎖接收到口令密文“1234567”后，通過網(wǎng)絡(luò)通信再傳輸給中控計(jì)算機(jī)，同時(shí)將上述第②步中驗(yàn)證通過的用戶名傳輸給中控計(jì)算機(jī)。

⑥中控計(jì)算機(jī)對口令密文“1234567”解密，再基于終端智能鎖傳輸?shù)挠脩裘跀?shù)據(jù)庫中檢索與該用戶名相對應(yīng)的口令。經(jīng)過對比，解密后的口令與數(shù)據(jù)庫中檢索獲得的口令一致，則判斷為合法用戶，驗(yàn)證通過，指令終端智能鎖開啟。當(dāng)然，如果解密后的口令密文與數(shù)據(jù)庫中檢索獲得的口令不一致，說明該用戶為非法用戶，反饋錯(cuò)誤信息。

利用上述管理系統(tǒng)，口令一旦設(shè)置，就以密文形式保存在電子樞鑰中，合法用戶在使用時(shí)，只需要輸入用戶名，再利用電子樞鑰，就可以通過驗(yàn)證，不需要使用人反復(fù)輸入口令，電子樞鑰相當(dāng)于替代了使用人的大腦。同時(shí)，由于電子樞鑰以密文形式存儲口令，即使電子樞鑰丟失，其他人也很難獲得口令。

當(dāng)然，上述管理系統(tǒng)可以有多種應(yīng)用方式，如針對某一終端智能鎖，可以由一人掌握“用戶名”，一人控制電子樞鑰；這樣，任何其中一個(gè)人都無法合法打開終端智能鎖，進(jìn)而增加了信息安全性。另外，對于某些需要重點(diǎn)保密的終端智能鎖，可以將電子樞鑰交由高級別管理人員管理。在使用時(shí)，使用者向高級別管理人員提出申請，通過審批之后，才能獲得電子樞鑰。

2改進(jìn)的多方管理的多終端口令管理系統(tǒng)

與初步的多方管理的多終端口令管理系統(tǒng)相比，相對于每個(gè)終端智能鎖，對應(yīng)配置電子樞鑰A和電子樞鑰B兩個(gè)電子樞鑰，改進(jìn)的多方管理的多終端口令管理系統(tǒng)的構(gòu)造如圖2所示[4]。

2.1系統(tǒng)準(zhǔn)備

①在中控計(jì)算機(jī)中維護(hù)數(shù)據(jù)庫，數(shù)據(jù)庫包括終端智能鎖編號和與終端智能鎖編號關(guān)聯(lián)的2個(gè)口令。利用數(shù)據(jù)庫，中控計(jì)算機(jī)可以通過終端智能鎖編號查詢與終端智能鎖編號關(guān)聯(lián)的口令[5]。例如，終端智能鎖編號為“H1221”，2個(gè)口令為“1234567A”和“1234567B”。

②中控計(jì)算機(jī)對口令進(jìn)行加密，形成口令密文“1234567A”和“1234567B”。

③在終端智能鎖上存儲終端智能鎖編號，如“H1221”。

④通過中控計(jì)算機(jī)將口令密文“1234567A”和終端智能鎖編號“H1221”傳輸給電子樞鑰A；將口令密文“1234567B”和終端智能鎖編號“H1221”傳輸給電子樞鑰B。在各電子樞鑰中，將口令密文及終端智能鎖編號關(guān)聯(lián)存儲。

通過上述過程，中控計(jì)算機(jī)中維護(hù)數(shù)據(jù)庫就關(guān)聯(lián)存儲了多組數(shù)據(jù)，每組數(shù)據(jù)包括一個(gè)終端智能鎖編號和2個(gè)口令，各終端智能鎖中也存儲了自己的終端智能鎖編號。每個(gè)電子樞鑰保存一組數(shù)據(jù)，每組數(shù)據(jù)包括一個(gè)口令密文和一個(gè)終端智能鎖編號。

2.2使用過程

改進(jìn)的管理系統(tǒng)投入使用時(shí)，中控計(jì)算機(jī)和終端智能鎖安裝位置也不變，電子樞鑰A和電子樞鑰B由不同的人員保管[6]。使用時(shí)，需要保管電子樞鑰A和保管電子樞鑰B的人員同時(shí)到場，并按下述過程操作。

①需要將終端智能鎖打開時(shí)，在終端智能鎖上輸入終端智能鎖編號，如輸入“H1221”。

②終端智能鎖進(jìn)行驗(yàn)證，確定是否屬于自己編號，即判斷輸入編號是否與自己保存的編號一致。如果一致，則驗(yàn)證通過；如果不一致，則驗(yàn)證不通過，反饋用戶錯(cuò)誤信息。

③驗(yàn)證通過后，終端智能鎖提示使電子樞鑰A接近，使二者進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，終端智能鎖將驗(yàn)證通過的終端智能鎖編號發(fā)送給電子樞鑰A，如將“H1221”終端智能鎖編號發(fā)送電子樞鑰A。

④電子樞鑰A根據(jù)接收到的終端智能鎖編號檢索并獲取與該終端智能鎖編號對應(yīng)的口令密文。如收到“H1221”終端智能鎖編號，則檢索是否存儲有“H1221”終端智能鎖編號。如果有，則將與其對應(yīng)的口令密文“1234567A”通過非接觸方式傳輸?shù)浇K端智能鎖；如果未檢索到“H1221”終端智能鎖編號，則反饋出錯(cuò)信息[7]。

⑤終端智能鎖接收到口令密文“1234567A”后，提示使電子樞鑰B接近，使二者進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，終端智能鎖將驗(yàn)證通過的終端智能鎖編號發(fā)送給電子樞鑰B，如將“H1221”終端智能鎖編號發(fā)送電子樞鑰B。

⑥電子樞鑰B根據(jù)接收到的終端智能鎖編號檢索并獲取與該終端智能鎖編號對應(yīng)的口令密文。如收到“H1221”終端智能鎖編號，則檢索是否存儲有“H1221”終端智能鎖編號。如果有，則將與其對應(yīng)的口令密文“1234567B”通過非接觸方式傳輸?shù)浇K端智能鎖；如果未檢索到“H1221”終端智能鎖編號，則反饋出錯(cuò)信息。

⑦終端智能鎖接收到口令密文“1234567B”后，通過網(wǎng)絡(luò)通信將口令密文“1234567A”和口令密文“1234567B”再傳輸給中控計(jì)算機(jī)，同時(shí)將上述第②步中驗(yàn)證通過的終端智能鎖編號傳輸給中控計(jì)算機(jī)。

⑧中控計(jì)算機(jī)對口令密文解密，再基于終端智能鎖傳輸?shù)慕K端智能鎖編號在數(shù)據(jù)庫中檢索出與其相對應(yīng)的口令，進(jìn)行對比驗(yàn)證。

如果經(jīng)過對比，解密后的2個(gè)口令（“1234567A”和“1234567B”）與數(shù)據(jù)庫中檢索獲得的2個(gè)口令均一致，則判斷為合法用戶，驗(yàn)證通過，指令終端智能鎖開啟。當(dāng)然，如果解密后的2個(gè)口令與數(shù)據(jù)庫中檢索獲得的口令不一致，說明該用戶為非法用戶，反饋錯(cuò)誤信息。

3結(jié)束語

本文提出了一種多方管理的多終端口令管理系統(tǒng)，并在此基礎(chǔ)上，還設(shè)想了另一種改進(jìn)的多方管理的多終端口令管理系統(tǒng)。利用該管理系統(tǒng)，不需要管理人員記憶口令就可以實(shí)現(xiàn)多方管理的多終端口令管理，對于需要保密的單位或設(shè)備，具有較好的應(yīng)用效果。

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