專利名稱：基于手勢信息的加密系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及的是一種信息安全技術領域的系統，具體是一種基于手勢信息的加密系統。
背景技術：
加密系統在生活中是普遍存在的，ATM自動取款機便是一個典型的例子，人們通過按鍵輸入密碼，從而完成査詢、取款及匯款等操作。該方法通過按鍵輸入密碼，簡單直觀，已經被人們接受并廣泛使用在其它安全領域。但這種加密手段其弊病也是顯而易見的，即密碼易被盜取與破解。在信息安全領域，不僅要求產生信息的方式具有隱蔽性，不易被他人發現；而且要求傳遞信息的方式具有保密性，不易被他人破解。
經過對現有技術的檢索發現，在全國大學生信息安全技術專題邀請賽中北京理工大學公開的"手語者~~"基于手勢信息的便攜式無線加密傳輸系統" 一文中提供了一種基于手勢的加密與識別系統。該系統雖然實現了基于人體動作的加密手段，但由于手語者的手勢規則是公知的,該系統只能實現一定程度上的"隱性"，此外該系統的算法復雜，且所用的彎曲傳感器的靈敏度不高。
發明內容
本發明針對現有技術存在的上述不足，提供一種基于手勢信息的加密系統。本發明通過手勢動作來控制MEMS加速度計(微機電系統加速度計)檢測輸入密碼的信息，且輸入密碼的規則可變，實現了安全領域的"隱性"加密；該系統算法簡單，MEMS加速度計的靈敏度高，重設密碼可通過按鍵方式。
本發明是通過以下技術方案實現的
本發明包括主處理模塊、傳感模塊、密碼設定模塊、顯示模塊和存儲模塊，
其中主處理模塊與傳感模塊相連傳輸密碼輸入信息，主處理模塊與密碼設定模
塊相連傳輸重新設定的密碼信息，主處理模塊與顯示模塊相連傳輸提示信息，主處理模塊與存儲模塊相連傳輸控制信息。所述的主處理模塊包括主處理器和接口模塊，其中主處理器與接口模塊 相連傳輸密碼信息，所述的密碼信息包括密碼輸入信息、重新設定的密碼信息 和提示信息。
所述的接口模塊包括12(:接口、清屏接口、確認接口、重置密碼接口、數 字接口和顯示接口，其中It接口、清屏接口和確認接口均與傳感模塊相連傳 輸密碼輸入信息，重置密碼接口和數字接口均與密碼設定模塊相連傳輸重新設定 的密碼信息，顯示接口與顯示模塊相連傳輸提示信息。
所述的傳感模塊包括MEMS加速度計、清屏鍵和確認鍵，其中MEMS加速
度計與接口模塊的12(:接口相連傳輸輸入的密碼信息，清屏鍵與接口模塊的清屏 接口相連傳輸一位密碼輸入完畢的信息，確認鍵與接口模塊的確認接口相連傳輸 所有位密碼輸入完畢的信息。
所述的MEMS加速度計位于系統使用者的手上，使用者通過一定的手勢動作 來控制MENS加速度計隨之運動。
所述的密碼設定模塊包括重置密碼鍵和數字鍵，其中重置密碼鍵與接口 模塊的重置密碼接口相連傳輸系統要重新設定密碼的信息，數字鍵與數字接口相 連傳輸設定的新密碼信息。
所述的顯示模塊是LCD12864液晶顯示器，該顯示模塊與接口模塊的顯示接 口相連傳輸提示信息，以便于更好的對系統進行操作。
所述的存儲模塊包括內存與閃存，其中，內存和閃存都與主處理器相連，
內存和閃存用來存儲主處理器的控制信息。
系統上電后，主處理器從閃存啟動，將閃存中的代碼讀入到內存中執行，待 系統初始化后，系統進入等待密碼輸入與記錄密碼輸入信息狀態。此時，可按密
碼輸入規則通過手勢輸入控制MEMS加速度計隨之運動來檢測與記錄密碼輸入的 信息，并傳輸給主處理器，每寫完一位密碼后按一下清屏鍵告訴主處理器一位密 碼輸入完畢，主處理器便將輸入的密碼信息編譯后與系統相應位密碼進行對比， 若輸入正確則正確數加1 (進行第一位密碼比較前，正確數為0)，否則正確數保 持原值。當N位密碼輸入結束時(N可以取多個自然數，多數情況下取六)，系統 會自動提示"密碼輸入完畢，請按確認鍵"，當確認鍵被按下后，主處理器判斷 正確數是否為N，若正確時等于N，則系統允許做出相應操作，否則系統會顯示錯誤信息并提示重新輸入密碼。若沒有寫入密碼而直接按清屏鍵，則系統認為相 應的密碼信息為全"0";若輸入密碼不足N位就按下確認鍵，則系統同樣會對所 輸入的密碼進行識別，此時正確數肯定不是N，故系統會給出錯誤信息并提示重 新輸入密碼。若在系統正常運行過程中按下重置密碼鍵，則系統會等待使用者通
過按鍵設定N位密碼，N位密碼設定完畢后系統自動將所設密碼顯示在LCD12864 液晶顯示器上便于核實，之后系統又會重新進入等待密碼輸入與記錄密碼輸入信 息狀態，此時密碼為重新設定的密碼。系統掉電并重新啟動后，不會保留最后一 次所設定的密碼，而是將密碼初始化為系統默認值，若想更改密碼需重新設定。
與現有技術相比，本發明的有益效果是通過手勢動作來控制MEMS加速度 計隨之運動來檢測與記錄輸入密碼的信息，即實現了姿態加密，該系統允許輸入 密碼的規則可變，提高了系統的保密性能，實現了安全領域的"隱性"加密；該 系統算法簡單，MEMS加速度計的靈敏度高，重設密碼可通過按鍵方式，簡單方 便，因此本發明適于大范圍的推廣和應用。
圖1是實施例的密碼輸入規則分析圖2是實施例的系統模塊圖3是實施例的具體結構圖4是實施例的MEMS加速度計運動方向分析圖。
具體實施例方式
下面對本發明的實施例作詳細說明，本實施例在以本發明技術方案為前提下 進行實施，給出了詳細的實施方式和具體的操作過程，但本發明的保護范圍不限 于下述的實施例。
如圖2和圖3所示，本實施例包括主處理模塊9、傳感模塊IO、密碼設定 模塊ll、顯示模塊12和存儲模塊13，其中，主處理模塊9與傳感模塊10相連 接以采集密碼輸入信息；主處理模塊9與密碼設定模塊11相連接以對系統重新 設定密碼；主處理模塊9與顯示模塊12相連接以顯示提示信息；主處理模塊9 與存儲模塊13相連傳輸控制信息。
所述的主處理模塊9包括主處理器14和接口模塊15，其中，主處理器14與接口模塊15相連傳輸密碼信息，所述的密碼信息包括密碼輸入信息、重新 設定密碼信息和提示信息。
所述的接口模塊15包括fC接口 16、清屏接口 17、確認接口 18、重置密
碼接口 19、數字接口 20和顯示接口 21，其中，It接口 16、清屏接口 17和確 認接口 18均與傳感模塊10相連傳輸密碼輸入信息，重置密碼接口 19和數字接 口 20均與密碼設定模塊11相連傳輸重新設定密碼信息，顯示接口 21與顯示模 塊12相連傳輸顯示信息。
所述的傳感模塊10包括MEMS加速度計22、清屏鍵23和確認鍵24，其中， MEMS加速度計22與接口模塊的I2C接口 16相連傳輸輸入密碼信息，清屏鍵23 與接口模塊的清屏接口 17相連傳輸一位密碼輸入完畢的信息，確認鍵24與接口 模塊的確認接口 18相連傳輸所有位密碼輸入完畢的信息。
所述的密碼設定模塊ll包括重置密碼鍵25和數字鍵26，其中，重置密 碼鍵25與接口模塊的重置密碼接口 19相連傳輸系統要重新設定密碼的信息，數 字鍵26與數字接口 20相連傳輸設定的新密碼信息。
所述的顯示模塊12是LCD12864液晶顯示器27，該顯示模塊12與接口模塊 的顯示接口 21相連傳輸提示信息，以便于更好的對系統進行操作。
所述的存儲模塊13包括內存28與閃存29，其中，內存28和閃存29都 與主處理器14相連，內存28和閃存29用來存儲主處理器14的控制信息。
所述的主處理器14采用ALTERA公司生產的Cyclone II系列器件(型號 EP2C5Q208C8)，其最大的特點是通過S0PC (片上可編程系統)技術來實現處理 器的定制，并提供外圍接口與驅動。由于ALTERA公司提供了豐富的IP核可供選 擇，因此給主處理器14的定制帶來很大方便。
所述的MEMS加速度計22采用美新半導體公司生產的芯片MXC62020M，該 MEMS加速度計22為平面雙軸MEMS加速度計(即能檢測出平面運動物體的X方 向與Y方向的加速度大小)，并帶有lt接口，位傳輸速率可達400Kbit/s。 MEMS 加速度計22的量程從-2g到+2g，輸出加速度為12位的數字信號，具體為十進 制數字0代表-2g，十進制數字2048代表0g，十進制數字4095代表+2g。 MEMS 加速度計22通過黏貼物粘在系統使用者的手指上，使用者通過手勢動作控制MEMS加速度計22隨之運動并輸出加速度的數字量。通過對加速度數字量的采樣 與處理，即可檢測與記錄密碼輸入的信息。
圖1所示是本實施例密碼輸入規則分析圖，用8個數字代表8個方向(即8
個手勢動作)，具體為數字l代表"向右"，數字2代表"右上"，數字3代表
"向上"，數字4代表"左上"，數字5代表"向左"，數字6代表"左下"，數字 7代表"向下"，數字8代表"右下"。規定輸出的每位密碼只能由圖l所示的8 個方向筆畫組成。例如用數組codel(假設數組為IO位)來存儲密碼1，并且就 用普通字符"l"來代表，則數組可以表示成code1^2， 7， 7， 0， 0， 0， 0， 0， 0， 0}。數組中各元素代表的意義為codel
代表密碼l的筆畫數，codel[O] 代表設定的密碼由兩筆構成；codel[l]與codel[2]分別代表密碼1的第一筆畫 方向與第二筆畫方向，COdel[l]=7代表密碼1的第一筆"向下"，codel[2]二7 代表密碼1的第二筆也"向下"；codel[3]到codel[9]這7個元素用來擴充密 碼記錄信息，因為密碼l只有兩筆構成，故codel[3]到codel[9]這7個元素均 為0，即不代表上述規定的8個方向筆畫中任意一個。又如用英文字母"V" 來代表密碼l，則數組可以表示成codelH2， 4， 2， 0， 0， 0， 0， 0， 0， 0};用 普通字符"2"來代表密碼2，則相應數組可以表示成code2^5， 1， 7， 5， 7， 1， 0， 0， 0， 0}。由此可見，密碼輸入規則是可變的，可以結合圖l進行不同的設 定。
圖4是本實施例MEMS加速度計22運動方向分析圖，其中a代表MEMS加速 度計22向右運動，即當前手勢動作"向右"；b代表MEMS加速度計22向右上運 動，即當前手勢動作"右上"；c代表MEMS加速度計22向上運動，即當前手勢 動作"向上"；d代表MEMS加速度計22向左上運動，即當前手勢動作"左上"； e代表MEMS加速度計22向左運動，即當前手勢動作"向左"；f代表MEMS加速 度計22向左下運動，即當前手勢動作"左下"；g代表MEMS加速度計22向下運 動，即當前手勢動作"向下"；h代表MEMS加速度計22向右下運動，即當前手 勢動作"右下"。通過上述對MEMS加速度計22運動方向的分析，就將MEMS加速 度計22與密碼輸入聯系在一起。從而實現通過手勢輸入密碼，且密碼輸入完成 后不會留下任何書寫痕跡以及與密碼相關的信息。本實施例的具體工作過程是系統上電后，主處理器14從閃存29啟動，將 閃存29中的代碼讀入到內存28中執行，待系統初始化后(本實施例默認初始密
碼為六個1),系統進入等待密碼輸入與記錄密碼輸入信息狀態。此時，可按密
碼輸入通過手勢動作控制MEMS加速度計22隨之運動來檢測與記錄密碼輸入的信 息，并傳輸給主處理器14，每寫完一位密碼后按一下清屏鍵23告訴主處理器14 一位密碼輸入完畢，主處理器14便將輸入的密碼信息編譯后與系統相應位密碼 進行對比，若輸入正確則正確數加l (進行第一位密碼比較前，正確數為0)，否 則正確數保持原值。當六位密碼輸入結束時，系統會自動提示"密碼輸入完畢， 請按確認鍵"，當確認鍵24被按下后，主處理器14判斷正確數是否為六，若正 確數為六，則系統允許做出相應操作，否則系統會顯示錯誤信息并提示重新輸入 密碼。若沒有寫入密碼而直接按清屏鍵23，則系統認為相應的密碼信息為全"O"; 若輸入密碼不足六位就按下確認鍵24，則系統同樣會對所輸入的密碼進行識別， 當然此時正確數肯定不是六，故系統會給出錯誤信息并提示重新輸入密碼。若在 系統正常運行過程中按下重置密碼鍵25，則系統會等待使用者通過按數字鍵26 設定六位密碼，六位密碼設定完畢后系統自動將所設密碼顯示在LCD12864液晶 顯示器27上便于核實，之后系統又會重新進入等待密碼輸入與記錄密碼輸入信 息狀態，此時密碼為重新設定的密碼。
系統掉電并重新啟動后，不會保留最后一次所設定的密碼，而是將密碼初始 化為系統默認值，若想更改密碼需重新設定。
本實施例通過手勢輸入密碼，且密碼輸入完成后不會留下任何書寫痕跡以及 與密碼相關的信息，實現了姿態加密，實現了安全領域的"隱性"加密，重設密 碼可通過按鍵方式，簡單方便。
權利要求
1、一種基于手勢信息的加密系統，其特征在于，包括主處理模塊、傳感模塊、密碼設定模塊、顯示模塊和存儲模塊，其中主處理模塊與傳感模塊相連傳輸密碼輸入信息，主處理模塊與密碼設定模塊相連傳輸重新設定的密碼信息，主處理模塊與顯示模塊相連傳輸提示信息，主處理模塊與存儲模塊相連傳輸控制信息。
2、 根據權利要求1所述的基于手勢信息的加密系統，其特征是，所述的主 處理模塊包括主處理器和接口模塊，其中，主處理器與接口模塊相連傳輸密碼 信息，密碼信息包括密碼輸入信息、重新設定的密碼信息和提示信息。
3、 根據權利要求2所述的基于手勢信息的加密系統，其特征是，所述的接 口模塊包括12(:接口、清屏接口、確認接口、重置密碼接口、數字接口和顯示 接口，其中12(]接口、清屏接口和確認接口均與傳感模塊相連傳輸密碼輸入信 息，重置密碼接口和數字接口均與密碼設定模塊相連傳輸重新設定的密碼信息， 顯示接口與顯示模塊相連傳輸提示信息。
4、 根據權利要求2所述的基于手勢信息的加密系統，其特征是，所述的存 儲模塊包括內存與閃存，其中，內存和閃存都與主處理器相連。
5、 根據權利要求3所述的基于手勢信息的加密系統，其特征是，所述的傳感模塊包括MEMS加速度計、清屏鍵和確認鍵，其中MEMS加速度計與接口模塊的12C接口相連傳輸輸入密碼信息，清屏鍵與接口模塊的清屏接口相連傳輸一位密碼輸入完畢的信息，確認鍵與接口模塊的確認接口相連傳輸所有位密碼輸入 完畢的信息。
6、 根據權利要求3所述的基于手勢信息的加密系統，其特征是，所述的密碼設定模塊包括重置密碼鍵和數字鍵，其中重置密碼鍵與接口模塊的重置密 碼接口相連傳輸系統要重新設定密碼的信息，數字鍵與數字接口相連傳輸設定的 新密碼信息。
7、 根據權利要求5所述的基于手勢信息的加密系統，其特征是，所述的MEMS 加速度計位于系統使用者的手上，使用者通過手勢動作來控制MENS加速度計隨之運動。
8、 根據權利要求5所述的基于手勢信息的加密系統，其特征是，所述的MEMS 加速度計為平面雙軸加速度計。
9、 根據權利要求8所述的基于手勢信息的加密系統，其特征是，所述的MEMS 加速度計采用的芯片是MXC62020M。
全文摘要
本發明涉及安全加密技術領域的一種基于手勢信息的加密系統，包括主處理模塊、傳感模塊、密碼設定模塊、顯示模塊和存儲模塊，其中，主處理模塊與傳感模塊相連接以采集密碼輸入信息，主處理模塊與密碼設定模塊相連接以對系統重新設定密碼，主處理模塊與顯示模塊相連接以顯示提示信息，主處理模塊與存儲模塊相連傳輸控制信息。本發明通過手勢動作來控制MEMS加速度計隨之運動來檢測與記錄輸入密碼的信息，即實現了姿態加密，該系統允許輸入密碼的規則可變，提高了系統的保密性能，實現了安全領域的“隱性”加密；該系統算法簡單，MEMS加速度計的靈敏度高，重設密碼可通過按鍵方式，簡單方便，因此本發明適于大范圍的推廣和應用。
文檔編號G06F21/00GK101650766SQ200910195430
公開日2010年2月17日 申請日期2009年9月10日 優先權日2009年9月10日
發明者李世鵬, 李光楊, 暉 陳 申請人:上海交通大學