TWI450548B - 建立無線安全連線方法及其相關無線系統 - Google Patents

Description

建立無線安全連線方法及其相關無線系統

本發明係指一種建立連線之方法及其相關無線裝置以及無線主機，尤指一種用於一無線系統建立無線安全連線之方法及其相關無線裝置以及無線主機。

藍芽(Bluetooth)係一種短距離無線傳輸技術，其操作頻率為無需申請執照之工業科學醫療(Industrial Scientific Medical，ISM)2.4G頻帶。藍芽系統利用無線通訊中跳頻展頻技術(Frequency Hopping Spreading Spectrum，FHSS)，分割傳輸資料並於最大到79個不同頻率上傳輸資料片段，以避免電子裝置之相互干擾。藍芽系統的主要調變方式為高斯頻率偏移調變(Gaussian frequency-shifting keying，GFSK)，其可達到1Mb/s之傳輸率，而有效傳輸距離十到一百公尺。

藍芽具有低功率、無方向性天線、雙向通信以及在藍芽通訊範圍內能自動辨識其他具有藍芽功能的設備，而進行存取等特性，因此廣泛地應用在電腦、行動電話、滑鼠、鍵盤以及其他家電用品上。

就目前的藍芽人性介面裝置(Human Interface Device)或藍芽週邊裝置(僕裝置)在連線建立之前，都必須透過藍芽主裝置(例如：個人電腦、手機、個人數位助理(Personal Digital Assistance，PDA)等)上的一圖形使用者介面(Graphic User Interface，GUI)，點選欲連線之藍芽週邊裝置或輸入特定資料，以進行連線相關設定。當一藍芽人性介面裝置欲連接到另一藍芽人性介面裝置時，會先進行裝置搜尋，並將所有搜尋到的藍芽裝置顯示在圖形使用者介面上。接著，使用者必須在圖形使用者介面上選擇欲連線之藍芽裝置以及輸入相關個人身份確認(Personal Identification Number，PIN)碼(以下簡稱確認碼)，為雙方藍芽裝置進行配對(Paring)以確保資料傳輸的保密及安全性。然而，如此一連串的繁複操作帶給使用者操作上的不便，而迫使使用者放棄使用藍芽技術的相關產品。舉例來說，當使用者欲在個人電腦上安裝藍芽滑鼠時，透過裝置搜索後，圖形使用者介面會將藍芽滑鼠項目顯示於個人電腦上，請使用者點選，以進行連線相關設定。使用者必須利用通用匯排流(Universal Serial Bus，USB)滑鼠、通用匯排流鍵盤或其它輸入裝置完成圖形使用者介面上的確認碼輸入及相關設定。如此一來，對於使用者而言，使用藍芽滑鼠前必須先預備通用匯排流滑鼠不啻是種畫蛇添足的行為。

此外，習知藍芽系統中，通常都是由主裝置搜尋僕裝置(如：滑鼠、鍵盤、耳機、喇叭等等)。主裝置使用固定功率，搜尋功率範圍內所有的僕裝置。因此，主裝置可能一次搜尋到多個僕裝置，其中也包含使用者欲連線的僕裝置。舉例來說，使用者欲使用某一藍芽滑鼠時，個人電腦會搜尋週邊的僕裝置。若此時有藍芽耳機、鍵盤同時存在以及另一個藍芽滑鼠也在附近時，個人電腦也會搜尋到這三個裝置。在此情況下，使用主必須牢記想要使用之藍芽滑鼠的型號，才能正確在圖形使用者介面中選擇。

簡言之，習知技術中，若使用者欲使用藍芽週邊裝置時，必須啟動使用者圖形介面，並輸入確認碼以及完成相關連線設定。如此繁複的程序可能減少使用者使用藍芽週邊裝置的機率。再者，當個人電腦附近有多個藍芽週邊裝置時，使用者必須先記住型號才能從搜尋清單中選出正確的藍芽週邊裝置，造成使用上相當不便。

因此，本發明之主要目的即在於提供一種用於一無線裝置與一無線主機之間建立安全連線之方法及其相關無線裝置，以便利使用者使用週邊無線裝置。

本發明揭露一種用於一無線裝置與一無線主機之間建立無線安全連線之方法。該方法包含有使該無線裝置產生一觸發訊號；使該無線主機接收該觸發訊號；使該無線主機根據該觸發訊號，產生一接受訊號，使該無線裝置接收該接受訊號；使該無線主機與該無線裝置因應該接受訊號，直接建立一無線安全連線；以及使該無線主機根據該無線安全連線，提示一連線結果。

本發明另揭露一種用於一無線裝置與一無線主機之間建立無線安全連線之方法。該方法包含有使該無線裝置產生一觸發訊號；使該無線裝置於產生該觸發訊號後，接收一接受訊號，其來自該無線主機，並與該觸發訊號相關；以及使該無線裝置因應該接受訊號，直接與該無線主機建立一無線安全連線。

本發明另揭露一種用於一無線裝置與一無線主機之間建立無線安全連線之方法。該方法包含有使該無線主機接收一觸發訊號，其來自該無線裝置；使該無線主機根據該觸發訊號，產生一接受訊號；使該無線主機與該無線裝置因應該接受訊號，直接建立一無線安全連線；以及使該無線主機根據該無線安全連線，提示一連線結果。

本發明另揭露一種用於一無線系統之無線裝置，包含有一感應單元，用來產生一觸發信號；一第一收發器，用來於該感應單元產生該觸發訊號後，接收一接受訊號，其來自該無線主機，並與該觸發訊號相關；一第一連線建立單元，用來因應該接受訊號，直接建立一無線安全連線。

請參考第1圖，第1圖為本發明實施例用於一無線系統10之示意圖。無線系統10包含有一無線裝置100以及一無線主機120。無線裝置100，可為藍芽週邊裝置，例如：滑鼠、鍵盤、手機、耳機等等。無線主機120可以是個人數位助理、筆記型電腦、行動電話、全球定位系統等，而不限於此。無線裝置100包含有一感應單元101、一第一收發器111以及一第一連線建立單元103。無線主機包含有一第二收發器121、一訊號產生器122、一第二連線建立單元123以及一輸出單元124。感應單元101可為一熱鍵、一觸碰感應器、一影像感應器或一聲音感應器等快捷裝置，其根據一輸入訊號Sin產生一觸發訊號Ts。輸入信號Sin可透過任何形式產生，例如：使用者的按壓、移動動作或聲音等等。第一收發器111，用來於感應單元100產生觸發訊號Ts後，接收來自於無線主機120之一接受訊號Rs。第一連線建立單元103，耦接於第一收發器111用來因應該接受訊號Rs，直接建立一無線安全連線。第二收發器121用來接收來自無線裝置100之觸發訊號Ts。訊號產生器122用來根據觸發訊號Ts，產生接受訊號Rs。第二連線建立單元123用來因應接受訊號Rs，與無線裝置100直接建立該無線安全連線。輸出單元124用來根據該無線安全連線，提示一連線結果R_connection 。較佳地，第一收發器111以及第二收發器121可分別實現於無線裝置100以及無線主機120之射頻層中，其中第一收發器111利用逐漸增強觸發訊號Ts之發射功率以尋找無線主機120。如此一來，可節省無線裝置100之消耗功率，並確保欲連線之無線主機120為距離無線裝置100最近之無線主機。無線安全連線可以是一安全簡易配對(Secure Simple Paring，SSP)連線，其自動進行連線之加密動作，以確保資料之安全性，而無需透過使用者手動輸入任何個人身份確認(Personal Identification Number，PIN)碼(以下簡稱確認碼)。需注意的是，無線安全連線可為任意一種連線機制，其只要符合自行交換保密金鑰(如加密(Ciphering)金鑰或辨證(Integrity)金鑰等等)、建立資料保密機制而無須使用者輸入確認碼即可，而不限於上述的安全簡易配對連線。輸出單元124可為液晶螢幕，用來顯示連線結果R_connection ，或是任何可將連線結果R_connection 傳達給使用者之裝置，以告知使用者是否與主裝置成功建立連線。舉例來說，連線結果R_connection 可以是以語音的形式，透過喇叭傳達給使用者。

因此，使用者透過無線裝置100之感應單元101產生觸發訊號Ts。第一收發器111由弱至強地增加觸發訊號Ts之發射功率，以搜尋無線主機120。當無線主機120之第二收發器121接收到觸發訊號Ts之後，訊號產生器122產生接受訊號Rs，並透過第二收發器121傳送接受訊號Rs。當第一收發器111接收來自無線主機120之接受訊號Rs後，無線裝置100之第一連線建立單元103以及無線主機120之第二連線建立單元123因應接受訊號Rs，直接建立無線安全連線，而無需使用者在使用者介面上進行繁複的操作。無論無線安全連線是否建立，輸出單元124可透過連線結果R_connection 告知使用者無線安全連線是否成功。如此一來，使用者透過無線安全連線自行加密的特性，可省去使用者於圖形使用者介面上輸入確認碼或選擇欲連線之藍芽週邊裝置等繁複的操作。另一方面，使用者也無需為了將確認碼等資料輸入於圖形使用者介面上，而另準備其它輸入裝置(例如：通用匯流排滑鼠或鍵盤)。相較於習知技術，本發明實施例利用快捷裝置(感應單元101)，快速地建立主裝置與從裝置間之連線，省去使用者手動的操作步驟。

此外，由於第一收發器111可於搜索期間，可逐漸調整發射功率，由近至遠搜尋附近是否有主裝置存在，並於搜尋到主裝置時，停止主裝置搜尋程序。換句話說，無線裝置100藉由將發射功率漸漸從小調整到大，確保首先可以找到距離最近之無線主機。因此，在周遭有數個無線主機的情況下，本發明實施例不需要使用者從眾多搜尋到的主裝置選擇出想要的那一個。另一方面，在一般使用情況下，無線主機的數量只有一兩個，本發明實施例透過漸進式調整功率，讓無線裝置最先與距離最近的無線主機進行連線，省去使用者手動選擇的步驟。

請參考第2圖，第2圖為本發明實施例一藍芽系統20之示意圖。藍芽系統20包含有一電腦200、一藍芽滑鼠210以及一藍芽耳機220。其中，藍芽滑鼠210包含一熱鍵211以及一收發器212。電腦200包含一收發器214。其中，藍芽滑鼠210以及藍芽耳機220可為第1圖中之無線裝置100，而電腦200可為上述之無線主機120。當使用者透過手指按壓或碰觸熱鍵211時，藍牙滑鼠210產生一觸發訊號Ts2，且收發器212由小到大逐漸調整觸發訊號Ts2之發射功率，以尋找附近具有藍牙傳輸功能的藍芽裝置。當電腦200之收發器214接收到觸發訊號Ts2，且電腦200之通道身分識別(channel Identifier，CID)正確時，電腦200產生一接受訊號Rs2，並透過收發器214傳送接受訊號Rs2，以回應藍芽滑鼠210。於藍芽滑鼠210接收接受訊號Rs2後，藍芽滑鼠210與電腦200啟動安全簡易配對連線程序，直接進行無線安全連線。當連線成功時，電腦200之螢幕上則會顯示連線成功之訊息視窗以告知使用者。反之，若連線失敗，電腦200之螢幕上亦會顯示連線失敗之訊息視窗(此情況未示於圖中)。對於藍芽耳機220而言，由於不具備有與電腦200相同之通道身分識別，即使收發器212搜尋到藍芽耳機220亦無法成功建立連線。

請參考第3圖，第3圖為本發明另一實施例之示意圖。藍芽系統30包含有一電腦300及一藍芽滑鼠310。其中，藍芽滑鼠310包含一動作感應器311以及一收發器312。電腦300包含一收發器314。其中，藍芽滑鼠310可為第1圖中之無線裝置100，電腦300可為上述之無線主機120。使用者可藉由特定的動作，觸發動作感應器311以產生一觸發訊號Ts3，例如：使用者快速來回其手勢三次。相同地，藍牙滑鼠310產生觸發訊號Ts3，且收發器312由小到大逐漸調整觸發訊號Ts3之發射功率，以尋找電腦300。當電腦300之收發器314接收到觸發訊號Ts3，並互相驗證雙方之呼叫者識別碼後，產生一接受訊號Rs3，並透過收發器314傳送接受訊號Rs3。於藍芽滑鼠310接收接受訊號Rs3後，藍芽滑鼠310與電腦300啟動安全簡易配對連線程序，直接進行無線安全連線。當連線成功時，電腦300則會透過喇叭發出“連線成功”的語音訊息以告知使用者。反之，若連線失敗，電腦300亦會透過喇叭傳送“連線失敗”之語音訊息(此情況未示於圖中)。

因此，透過上述兩個實施例，使用者利用藍芽週邊裝置上的熱鍵、音感等快捷裝置，啟動安全簡易配對連線，而無需在圖形使用者介面上輸入確認碼或選擇欲連線之藍芽週邊裝置等繁複的操作。此外，藉由藍芽週邊裝置主動尋找主機電腦可減少藍芽週邊裝置連接到其他藍芽電子裝置之機率。

需注意的事，本發明實施例之快捷裝置並不限定設置於藍芽週邊裝置，亦可設置於電腦、個人數位助理、手機或全球定位系統等。舉例來說，當熱鍵設置於個人電腦時，使用者可透過按壓個人電腦上的熱鍵啟動安全簡易配對連線，而完成與藍芽滑鼠之間的連線。

另一方面，關於無線系統10之操作方式，可歸納為一無線安全連線流程40，如第4圖所示。無線安全連線流程40用於無線系統10中，用以快速啟動無線裝置100與無線主機120間之連線。在步驟s1中，無線裝置100產生觸發訊號Ts。接著，無線主機120執行步驟s2，以接收來自無線裝置100之觸發訊號Ts。在步驟s3中，無線主機100根據觸發訊號Ts，產生接受訊號Rs，並傳送接受訊號告知無線裝置100觸發訊號Ts以被接受。在步驟s4中，無線裝置100接收來自無線主機120之接受訊號Rs。接著，在步驟s5以及s6中，無線裝置100以及無線主機120因應接受訊號Rs，直接建立安全連線。無論安全連線建立成功與否，無線主機120執行步驟s7，以提示使用者連線結果R_connection 。在步驟s7中，連線結果R_connection 並不侷限於無線主機120顯示，也可由無線裝置100來顯示。其中，步驟s1、s3、s4以及s5係為無線裝置100之操作方式，而步驟s2、s6以及s7為無線主機120之操作方式，相關之詳細說明如前所述，在此不贅述。因此，本發明實施例可利用無線裝置100之感應單元101，快速地啟動無線裝置100與無線主機120間之連線，簡化藍芽週邊裝置繁複的操作步驟。

綜上所述，藉由本發明實施例，使用者可透過藍芽裝置上的快捷裝置(感應單元)，快速且自動建立具有保密功能的連線，不僅減少使用者操作上之不便，也保持資料的安全性。

以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。

10．．．無線系統

100．．．無線裝置

120．．．無線主機

101．．．感應單元

111．．．第一收發器

121．．．第二收發器

212、214、312、314．．．收發器

103．．．第一連線建立單元

123．．．第二連線建立單元

124．．．輸出單元

20、30．．．藍芽系統

200、300．．．電腦

210、310．．．藍芽滑鼠

211．．．熱鍵

220．．．藍芽耳機

311．．．動作感應器

40．．．建立連線流程

s1、s2、s3、s4、s5、s6、s7．．．步驟

Ts、Ts2、Ts3．．．觸發訊號

Rs、Rs2、Rs3．．．接受訊號

Sin．．．輸入訊號

R_connection ．．．連線結果

第1圖為本發明實施例用於一無線系統之示意圖。

第2圖為本發明實施例一藍芽系統之示意圖。

第3圖為本發明實施例另一藍芽系統之示意圖。

第4圖為本發明實施例一無線安全連線流程之示意圖。

10‧‧‧無線系統

100‧‧‧無線裝置

120‧‧‧無線主機

101‧‧‧感應單元

111‧‧‧第一收發器

121‧‧‧第二收發器

103‧‧‧第一連線建立單元

123‧‧‧第二連線建立單元

124‧‧‧輸出單元

Ts‧‧‧觸發訊號

Rs‧‧‧接受訊號

Sin‧‧‧輸入訊號

Claims (16)

1. 一種建立無線安全連線之方法，用於一無線裝置與一無線主機之間，該方法包含有：使該無線裝置產生一觸發訊號；使該無線主機接收該觸發訊號；使該無線主機根據該觸發訊號，產生一接受訊號；使該無線裝置接收該接受訊號；使該無線主機與該無線裝置因應該接受訊號，直接建立一無線安全連線；使該無線主機根據該無線安全連線，提示一連線結果；以及使該無線裝置逐漸增強該觸發訊號之發射功率，直到該無線安全連線建立為止。
2. 如請求項1所述之方法，其中該無線安全連線為一安全簡易配對(Secure Simple Paring，SSP)連線。
3. 如請求項1所述之方法，其中該觸發訊號可由一熱鍵觸控方式、一手勢控制方式或一聲控方式產生。
4. 如請求項1所述之方法，其中該連線結果可為一快顯視窗或一語音。
5. 一種建立無線安全連線之方法，用於一無線裝置與一無線主機之間，該方法包含有：使該無線裝置產生一觸發訊號；使該無線裝置於產生該觸發訊號後，接收一接受訊號，其來自該無線主機，並與該觸發訊號相關；使該無線裝置因應該接受訊號，直接與該無線主機建立一無線安全連線；以及使該無線裝置逐漸增強該觸發訊號之發射功率，直到該無線安全連線建立為止。
6. 如請求項5所述之方法，其中該無線安全連線為一安全簡易配對(Secure Simple Paring，SSP)連線。
7. 如請求項5所述之方法，其中該觸發訊號可由一熱鍵觸控方式、一手勢控制方式或一聲控方式產生。
8. 一種建立無線安全連線之方法，用於一無線裝置與一無線主機之間，該方法包含有：使該無線主機接收一觸發訊號，其來自該無線裝置；使該無線主機根據該觸發訊號，產生一接受訊號；使該無線主機與該無線裝置因應該接受訊號，直接建立一無線安全連線；使該無線主機根據該無線安全連線，提示一連線結果；以及 該無線裝置逐漸增強該觸發訊號之發射功率，直到該無線安全連線建立為止。
9. 如請求項8所述之方法，其中該無線安全連線為一安全簡易配對(Secure Simple Paring，SSP)連線。
10. 如請求項8所述之方法，其中該觸發訊號可由一熱鍵觸控方式、一手勢控制方式或一聲控方式產生。
11. 如請求項8所述之方法，其中該連線結果可為一快顯視窗或一語音。
12. 一種無線系統，包含有：一無線裝置，包含有：一感應單元，用來產生一觸發信號；一第一收發器，用來於該感應單元產生該觸發訊號後，接收一接受訊號，其來自一第二收發器，並與該觸發訊號相關；以及一第一連線建立單元，耦接於該第一收發器，用來因應該接受訊號，直接建立一無線安全連線；以及一無線主機，包含有：該第二收發器，用來接收該觸發訊號，其來自該無線裝置；一訊號產生器，用來根據該觸發訊號，產生一接受訊號， 一第二連線建立單元，用來與該無線裝置因應該接受訊號，直接建立該無線安全連線；以及一輸出單元，用來根據該無線安全連線，提示一連線結果；其中該第一收發器另用來逐漸增強該觸發訊號之發射功率，直到該無線安全連線建立為止。
13. 如請求項12所述之無線系統，其中該無線安全連線為一安全簡易配對(Secure Simple Paring，SSP)連線。
14. 如請求項12所述之無線系統，其中該觸發訊號可由一熱鍵觸控方式、一手勢控制方式或一聲控方式產生。
15. 如請求項12所述之無線系統，其中該輸出單元可為一螢幕或一喇叭。
16. 如請求項12所述之無線系統，其中該連線結果可為一快顯視窗或一語音。