CN101088262A - 用于安全配对的方法和装置 - Google Patents

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CN101088262A CNA2005800449024A CN200580044902A CN101088262A CN 101088262 A CN101088262 A CN 101088262A CN A2005800449024 A CNA2005800449024 A CN A2005800449024A CN 200580044902 A CN200580044902 A CN 200580044902A CN 101088262 A CN101088262 A CN 101088262A
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Abstract

公开一种用于对无线设备进行安全配对的方法和装置。所述方法包括：通过有线链路(260)，从第一设备(102)发送(304)安全信息，诸如蓝牙代码、个人标识号码或其组合。然后，通过无线链路(105)，从第二设备(104)接收(306)对安全信息的确认。随后，所述方法包括：使用至少一部分安全信息，通过链路进行通信，以保持安全链路。

Description

用于安全配对的方法和装置
技术领域
本发明大体涉及建立两个无线设备之间的通信链路，并且更具体涉及其安全配对。
背景技术
已知用于无线通信的电子设备的配对。可能通过由每一设备共享用以建立或保持通信链路的设备标识(ID)来获得配对。一旦被配对，可以在两个设备之间使用建立的通信链路而共享通信。例如，每一设备的ID可以被编码或者在其他情况下包括在设备之间的传输中。接收设备仅仅利用通过识别的设备ID来发射的那些信息。在短程通信系统中，诸如使用蓝牙TM协议的那些系统，在配对和发现过程期间发射设备ID，允许在相互范围内的设备识别每一设备并且随后建立无线链路。但是，设备ID是在通信协议中定义的已知信道上发射的，并且这些通信可能是不安全的。因此，设备之间的通信会被非预期的接收者所截获。
为了安全通信，已知使设备共享代码，比如个人标识号码(pin)。设备之间的通信包括代码，或者在传输之前使用代码来对信息进行编码，使得仅有预期的接收者可以解码该通信，由此防止不能对代码访问的设备的使用。但是，有必要使已知系统中的代码以无线方式共享或人工录入。对于人工录入，需要用户接口，诸如显示器和键盘。提供用于将代码录入到缺乏对合适用户接口需要的设备的用户接口可能增加不希望的成本和尺寸要求。人工录入还可能比较麻烦，而且对用户来说不够直观。如果通信容易受到空中截获的攻击的话，就会不希望代码无线共享。而且，会减少代码的完整性，也称为“信任链”，由此增加了对非期望接收者截获通信的潜在关注。
需要一种方法和装置，用来建立通信设备的安全配对，其直观而且较不易于被非期望接收者所截获。本发明普通技术人员在仔细考虑下面所述的具体实施方式及其附图之后，本公开的各种方面、特征和优点将变得更加明显。
附图说明
本发明普通技术人员在仔细考虑下面所述的具体实施方式及其附图之后，本发明的各种方面、特征和优点将变得更加明显。
图1是示例的第一设备和第二设备。
图2是第一设备和第二设备的示例框图。
图3是示例的配对流程图。
图4是示例的无线音频设备和音频发射机。
技术人员将认识到，图中的元素是为了简化和清楚的目的而示出的，不必按比例绘制。例如，图中某些元素的尺寸可能相对于其他元素较为夸大，以便有助于改进对本发明的实施例的理解。
具体实施方式
在详细描述根据本发明的特定安全通信链路建立方法和装置之前，应该理解，本发明主要在于与方法步骤和与其有关的装置部件的组合。因此，通过附图中的常规符号，合适地呈现了装置部件和方法步骤，仅仅显示与理解本发明相关的特定细节，从而不会由于从这里的描述中获益的本领域普通技术人员易于明白的细节而使本公开变得晦涩。
这里公开的是一种用于安全地建立无线通信设备之间的通信链路的方法和装置。用于安全地链接无线设备的方法包括：从第一设备发射安全信息，诸如蓝牙TM代码和个人标识号码，例如通过单向物理链路。接下来，该方法包括：经由无线链路，从第二设备接收对接收到安全信息的确认。然后，该方法包括：使用至少一部分该安全信息，通过链路进行通信，以保持安全链路。在这个示例实施例中，该链路是无线链路。
参看图1，显示了示例的第一设备102和第二设备104。第一设备102包括第一外壳，并且第二设备104包括第二外壳。在这个示例实施例中，第一设备102被示例为无线音频设备或无线音频管理器，其通过无线链路105，由接收机108从第二设备104的发射机110以无线方式接收音频。第一设备102从诸如音频编解码器(CODEC)等的发射机112供应信息给物理连接器106。发射机112耦合到控制器114。物理连接器106被示例为音频耳机插座，可经由连接器109连接到变换器，例如扬声器108。扬声器108可包括开放式(open air)扬声器、头戴式耳机、耳机扬声器等。
信息还可以从物理连接器106发送到第三设备(图4)的音频输入，诸如立体声接收器等的线路输入。第一设备102还可以具有输入按钮112、显示器114、诸如用于一次性电池或充电电池的插座的电源(未示出)、AC电源输入等等。
第二设备104在一个示例实施例中是音频发射机104，其包括带有物理连接器116的外壳，该物理连接器116在该示例实施例中是音频耳机插头116。音频耳机插头116是配置为接收音频信号的音频输入，并且适合于插入到互补的物理连接器106，该物理连接器106是提供音频信号的线路输出。物理连接器116耦合到接收机122。物理连接器116还适合于，既物理地又电气地，连接或耦合到无线音频设备102的物理连接器106，由此形成物理链路118，从而接收从其中产生的信息。第二设备104还包括发射机110，用以通过无线链路105以无线方式发射信息到接收机108，并且以无线方式发射通过物理连接器116接收的音频。第二设备具有控制器120，该控制器120耦合到发射机110和接收机122。
通常在外壳中安置示例无线音频设备102和示例第二设备104的各种元件，诸如控制器、存储器、输入、输出、连接器。显示器(如果有的话)通常安装在外壳上，它可以是一件组件的一部分或者是多个件组件，在多件组件的情况中，外壳元件彼此相对运动。无线音频设备102还包括键盘或按钮。这些示例无线耳机元件的位置和配置仅仅是示例的应用，并且对于安全通信链路的建立并不重要，后面将更加全面地讨论安全通信链路的建立。
图2是无线音频设备电路200和音频发射机电路202的示例框图。无线音频设备电路200包括：控制器204、物理连接器206，在这个示例实施例中，物理连接器206是音频耳机插座206，该音频耳机插座206电气耦合到编码器/解码器(CODEC)208。无线音频设备200还包括接收机210，并且可选地，包括发射机212，如示例实施例所示。通过接收机210接收音频信号，并且该音频信号被发送到CODEC 208进行解码并从数字转换成模拟信号。CODEC 208还耦合到控制器204。来自CODEC 208的模拟音频信号被传递到物理连接器206，以从设备102输出。音频信号还可以在由接收机210接收之后被储存在存储器216中，以便随后检索并呈现给物理连接器206或发射机212。无线音频设备102上还可以带有麦克风222和天线224。麦克风耦合到CODEC208。天线耦合到接收机210和发射机212。无线音频设备102上可以带有扬声器(未示出)。扬声器耦合到CODEC 208。扬声器可以提供警报或音频信号，诸如流送到或储存在无线音频设备102中的must(必需物)。
在无线音频设备102上带有用户接口，并且在本示例实施例中该用户接口包括键盘218和显示器220。键盘218包括耦合到控制器204的音量控制按钮。音量控制按钮控制通过物理连接器206输出的音频的音量。本示例实施例中的显示器220在其上呈现有关设备操作的控制信息以及有关音频的信息，该音频的信息是在无线音频设备102处接收的和由无线音频设备输出的。控制电路在本示例实施例中是控制器204，该控制电路除了执行其他操作功能之外，还建立和保持其他无线设备之间的配对。
第二设备104的第二设备电路250包括物理连接器252，其在本示例实施例中是音频耳机插头。物理连接器252与无线音频设备102的物理连接器206是互补的。音频耳机插座206和音频耳机插头252的连接形成了无线音频设备200和发射机202之间的有线链路105、260。有线链路105、206仅支持一个方向中的通信：从无线音频设备电路200到发射机202。
第二设备电路250还包括：无线发射机254、CODEC 256和控制器258。发射机254和CODEC 256耦合到控制器258。CODEC 256还电气到发射机254，并将由音频连接器252接收到的音频信号发送到发射机254。发射机254与无线音频设备102的接收机210通信，由此形成无线链路105。无线链路105仅支持一个方向中的通信。
第二设备104当通过物理连接器(206、252)耦合到无线音频设备102时，还通过有线链路105、260接收来自无线音频设备102的信息。该信息由控制器258接收和处理，然后，当建立或保持安全配对时，可以立即或随后由发射机254发射到无线音频设备102的接收机210。
设备间的无线传输可以遵从多种协议和标准。例如，在本示例实施例中，第一设备102和第二设备104二者的电路都配置为使用蓝牙TM协议和标准来发射和接收射频(RF)信号。两个设备之间形成的初始连接或链路是通过执行在本领域中被称为“配对”的过程而建立的。配对是用于建立下述过程的过程，所述过程是来自一个设备的通信要被预期的一个设备或多个设备接收。诸如蓝牙TM的对等方到对等方(peer to peer)网络通常使用协议来建立，其中，从一个设备到作为从该设备输出的通信的预期接收者的多个设备。本领域普通技术人员将会理解操作于对诸如蓝牙TM等的对等方到对等方网络中的设备的配对操作。
无线设备交换信息可以通过安全链路或不安全链路如此地操作，如在利用蓝牙TM协议和标准的本示例实施例中那样。为了安全配对，在一个示例实施例中，第二设备104通过有线链路260，经由耳机插头116、252和耳机插座106、206(当连接时)，接收来自无线音频设备102的信息。第二设备104经由无线链路130，向无线音频设备102传送对接收到信息的确认，以将无线音频设备102和第二设备104配对在一起。
用于建立安全通信链路的示例配对方法，如图3所示，显示了第一设备102到第二设备104的配对，由此启动和/或保持安全通信路径，该安全通信路径在本示例实施例中是两个设备之间的无线链路105。建立安全通信路径来防止发射到无线音频设备102的信息(在本示例实施例中是音频信号)被非预期接收者所截获和解码。
对无线设备安全配对的方法包括：从第一设备102通过有线链路260(即，第一设备音频连接器206和第二设备音频连接器252)发射安全信息，在本示例实施例中是蓝牙TM代码和个人标识号码。接下来的步骤包括：通过无线链路130，从第二设备202接收对安全信息的接收的确认。然后，使用至少一部分安全信息，通过无线链路130进行通信，以保持安全链路。通过无线链路130进行的通信可能是与前面步骤相同的无线链路，或者是不同的无线链路。不同的无线链路可以是不同的信道、跳频系统中的不同的跳跃序列或者如同码分多址(CDMA)中不同的编码信道。技术人员应该理解，可以以各种方式形成有线链路。
在步骤302，第二设备104的物理连接器116连接到或插入第一设备102的物理连接器106。在一个示例实施例中，在第一设备102，通过人工方式录入配对模式。在这个实施例中，通信设备的控制电路支持人工配对模式，该人工配对模式开始于配对模式的选择，其中用户通过用户接口的按钮来选择配对模式。如果第一设备102耦合到第二设备104，安全信息就经由有线链路260发送。
在另一示例实施例中，第一设备102自动确定第二设备104是能够通过安全链路配对到第一设备102的设备。控制电路支持该自动配对，并且当音频耳机插头连接到音频耳机插座时开始。
一旦处于配对模式并且第一设备连接到第二设备104，第一设备102将通过有线链路206，发送304用于配对的安全信息到第二设备104。在这个示例实施例中，无线音频设备102还发送对于无线音频设备唯一的蓝牙TM ID。无线音频设备102通过无线链路130，从第二设备104接收306对代码接收的确认以及对于第二设备104唯一的第二设备蓝牙TM ID。两个设备都具有由第一设备发送的代码以及彼此的相应唯一蓝牙TM ID。
因此，使用了两个独立的路径：有线链路252和无线链路130，来建立设备102、104的安全配对。在这个示例实施例中，有线路径252是第一路径，并且无线路径130是第二路径。第二设备104可以基本上在从第一设备102接收之后立即或过一段时间将确认信息以无线方式发送回第一设备102，这一段时间可以是预先确定的或者随机产生的时间段。第二设备104可以在仍然经由第一音频连接器206和第二音频连接器252连接时发送确认，或者在第一设备102已经脱离并由此与有线链路260解除耦合之后发送确认。在一个示例实施例中，第一设备102保持同第二设备104耦合，直到通过无线链路130接收到确认。一旦接收到确认，第一设备102可以通过在用户接口上向用户呈现信息(诸如可听到的哔哔声或在显示器上的消息)，来肯定已经建立配对以及两个设备可以脱离。
为了由第二设备104接收通信，无线音频设备102执行音频发现和连接过程。在音频发现和连接过程执行期间，使用音频源特定参数(诸如对应的蓝牙A2DP简档、MAC地址、当前音频源状态等等)。发现和连接过程可产生三种可能的结果：(i)无线音频设备102找到音频源并建立同音频源的连接；(ii)无线音频设备102找到音频源但是不能建立同音频源的连接，以及(iii)无线音频设备102在执行音频发现和连接过程时不能找到音频源。该结果作为音频状态而保存在存储器216中。不管所保存的音频状态如何，无线音频设备102进入电话搜索和连接状态。
参看图4，显示了示例的第一设备402和第二设备404。第一设备402包括第一外壳，并且第二设备包括第二外壳404。在这个示例实施例中，第一设备402是无线音频设备，其以无线方式接收来自诸如第二设备404的发射源的音频。第一设备402供应音频信号到模拟音频连接器406。音频连接器406被示例为音频耳机插座，它可经由连接器409连接到变换器，诸如扬声器408。扬声器408可包括开放式扬声器、头戴式耳机、耳机扬声器等。在这个实施例中，音频连接器适合于接收具有三个触点的3.5mm微型插头，以提供立体声连接。
音频信号还可以从音频输出发送到另一设备(未示出)的音频输入，诸如立体声接收器等的线路输入。第一设备402还可具有输入按钮412、显示器414、诸如用于一次性电池(disposable battery)或充电电池的插座的电源(未示出)、AC电源输入等。
第二设备404是音频发射机，包括带有音频连接器416的外壳，该音频连接器416在这个示例实施例中是音频耳机插头416。音频耳机插头416是配置为接收音频信号的音频输出，并且适合于插入到作为提供音频信号的线路输出的互补音频连接器。音频连接器416还适合于同无线音频设备402的音频连接器406物理地且电气地相连，由此形成有线链路118、260，从而从其中接收信息。第二设备404还包括发射机110、254，用于以无线方式发射信息到接收机，以及以无线方式发射通过音频连接器116接收的音频。在这个实施例中，音频连接器是具有三个触点的3.5mm微型插头，以提供立体声连接。
尽管以建立发明人对其的所有权并且使本领域技术人员能够做出和使用本发明的方式来描述了本发明及其当前被认为的最佳模式，应该理解并且认识到，这里公开的示例实施例还有许多等同物，并且可以对其进行许多的修改和变化，而不背离发明的范围和精神，本发明的范围和精神不是由示例实施例所限定，而是由所附权利要求来限定的。

Claims (13)

1.一种对无线设备进行安全配对的方法，包括：
通过有线链路从第一设备发送安全信息；
通过无线链路从第二设备接收对所述安全信息的确认；以及
使用至少一部分所述安全信息，通过所述无线链路进行通信，以保持安全链路。
2.如权利要求1所述的方法，其中所述有线链路仅仅支持一个方向中的通信。
3.如权利要求1所述的方法，其中所述安全信息包括所需要的设备标识。
4.如权利要求1所述的方法，其中所述安全信息包括个人标识号码。
5.如权利要求1所述的方法，其中所述无线链路仅仅支持一个方向中的通信。
6.如权利要求1所述的方法，其中通过将所述第一设备的第一音频连接器耦合到所述第二设备的第二音频连接器，形成所述有线链路。
7.如权利要求1所述的方法，进一步包括：确定所述第二设备能够接收所述安全信息。
8.如权利要求7所述的方法，进一步包括：发送设备标识和代码。
9.无线通信设备，包括：
包括音频耳机插头的第一设备；
无线发射机；以及
用于建立和保持配对的控制电路；
第二设备，包括与所述音频耳机插头互补的音频耳机插座；
发射机；
无线接收机，配置为形成同所述无线发射机的无线链路；以及
用来支持建立和保持配对的控制电路；
其中，当所述耳机插头和耳机插座连接时，所述第一设备经由所述耳机插头和耳机插座，将用于配对的安全信息发射到所述第二设备，并且其中，所述第二设备经由所述无线链路，向所述第一设备传送确认信息，以对所述第一和第二设备进行配对。
10.如权利要求9的通信设备，其中所述音频耳机插头是迷你立体声耳机插头。
11.如权利要求6的通信设备，其中所述控制电路进一步支持自动配对，该自动配对在所述音频耳机插头连接到所述音频耳机插座时开始。
12.如权利要求6的通信设备，其中所述控制电路进一步支持人工配对模式，该人工配对模式通过对配对模式进行选择而开始。
13.一种用于无线设备的安全配对的方法，包括：
在第一设备处，通过无线链路接收安全信息；
通过有线链路，发送对所述安全信息的接收的确认；
使用至少一部分所述安全信息，通过所述无线链路进行通信，以保持安全无线链路。
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