用于认证和通信的crum芯片和成像设备及其方法
【技术领域】
[0001] 这里讨论的实施例涉及用于认证和通信的CRUM芯片和成像设备及其方法，并且 更具体地，涉及用于在通信过程中进行认证和通信以用于使用完整性检测数据来检测数据 是否完整的顾客可更换单元监视（Customer Replaceable Unit Monitoring，CRUM)芯片和 成像设备、及其方法。
【背景技术】
[0002] 随着计算机变得越来越普遍，计算机的外围设备的散布速度也在增加。计算机外 围设备包括诸如打印机、传真机、扫描仪、复印机和多功能打印机之类的成像设备。
[0003] 成像设备可以使用墨水或调色剂来在纸张上打印图像。每次执行成像操作时使用 墨水或调色剂，并且因此当超过预先确定的时间段使用墨水或调色剂时会将其用完。在这 种情况下，其中存储墨水或调色剂的单元必须被更换。在使用成像设备的过程中可更换的 此类部件或组件可以被定义为可消耗单元或可更换单元。为了解释的方便起见，这些在该 文档中将被称为可消耗单元。
[0004] 除如以上讨论的由于墨水或调色剂的耗尽必须被更换的这些单元之外，也存在当 使用单元超过某时间段时特性发生改变的可消耗单元，并且因此被更换以便实现满意的打 印质量。可消耗单元包括显影机的色剂更换和诸如中间转印带之类的部件。
[0005] 在激光成像设备情况下，可以使用充电单元、中间单元或沉降单元，其中当在每个 单元中使用的各种类型的辊和传动带被使用超过临界寿命时，其可能损坏或退化。因此，图 像的质量可能严重地劣化。用户必须以适当的更换周期来更换每个组件，即，每个可消耗单 元，以使得能够执行打印操作以产生干净的图像。
[0006] 为了更有效地管理可消耗单元，存储器可以附接于可消耗单元，以便与成像设备 的主体交换信息。
[0007] 也就是说，可以将诸如已打印纸张数量、输出点数量和使用时段之类的各种使用 信息记录到可消耗单元的存储器中，以用于管理更换可消耗单元的时间。
[0008] 举例来说，诸如公共机构、大学和企业之类的大型组织使用打印管理服务（MPS) 以试图容易地管理多个成像装置。使用MSP的集成解决方案服务可以提供为每个群体或每 个个人计算消耗品的使用费用并且因此对他们计费的功能以及检查消耗品的使用寿命并 且在它们损坏之前对消耗品进行订购的功能。可以基于精确的消耗品使用信息来提供这样 的功能。
[0009] 为了进行这样的信息管理，在成像设备的主体中提供的控制器和在可消耗单元中 提供的存储单元彼此进行通信。然而，在通信过程中存在许多变项。例如，可能有黑客为了 恶意目的设法对控制器或存储单元进行控制而做出的攻击。
[0010] 此外，可能有例如由在成像设备中提供的电子电路或电机所引起的噪声干扰。可 能发生诸如进入成像设备的主体和可消耗单元之间的连接部分的外来物质、由于操作期间 的振动所引起的连接断开、和/或通过连接部分所施加的电干扰信号之类的意外事件。
[0011] 通信数据可能由于这些变项而改变。例如，一旦工作完成，可消耗单元就可以向控 制器传送诸如打印页数量、点数量和剩余调色剂量之类的信息，并且将该信息复制到控制 器的非易失性存储器。在数据被读取为例如像OxFFFFFFFF的不正确的值时，存在控制器可 能察觉到附属的可消耗单元的寿命已经结束的风险。在该情况下，将不再能够使用可消耗 单元。
[0012] 另外，成像设备的可消耗单元可以具有可以可拆卸的结构。例如，由于在成像设备 的打印操作期间可能发生的电机振动和电路噪声，在该操作期间通常不访问可消耗单元的 存储器并且仅仅使用成像设备的存储器。因而，可以仅仅在受限的场合一一例如，当可消耗 单元被安装在成像设备上使得可消耗单元的存储器和成像设备的存储器彼此同步时，或当 在完成打印操作和停止电机之后针对改变来更新可消耗单元时，才执行可消耗单元和成像 设备的存储器之间的通信。
[0013] 由于可能存在在可消耗单元中所存储和管理的相当大量的数据，所以各种补充功 能可能是必需的，这占用延长的通信时间。因此，当在通信期间更换可消耗单元时，可能出 现问题。举例来说，可消耗单元1的消耗使用信息例如指示100个打印页、200个输出点和 300个电机驱动时间，并且可消耗单元2的消耗品使用信息例如指示200个打印页、300个 输出点和400个电机驱动时间。在该示例情况中，如果可消耗单元1被安装在成像设备上， 则可消耗单元1可以与成像设备的存储器和数据同步。如果在同步过程中可消耗单元1被 更换为可消耗单元2, 即，仅仅可消耗单元1的100个打印页和200个输出点的数据被存储 在成像设备的存储器中并且然后可消耗单元1被更换为可消耗单元2,则可能再次执行认 证。随后，可以将400个电机驱动时间的数据复制到成像设备的存储器。结果，成像设备的 存储器例如指出100个打印页、200个输出点和400个电机驱动时间，这不是正确的值。在 该示例情况中，如果在成像设备中完成打印操作之后针对改变来更新可消耗单元2,则可以 将存储在成像设备的存储器中的100个打印页和200个输出点的数据存储在可消耗单元2 中，而可消耗单元2的实际数据指出200个打印页和300个输出点。由于打印页变为100 而不是200,所以对应的可消耗单元具有不正确的数据值，并且因此可能引起问题。
[0014] 另外，成像设备可以在一个交互集成电路（I2C)信道中具有和使用多个可消耗单 元，在这种情况下，可以通过I2C信道中的从地址对可消耗单元进行分类。在该情况下，如 果由于一些暂时问题将从地址修改为另一个可消耗单元的ID，则可能将错误的数据存储在 另一个可消耗单元的存储器中。
[0015] 此外，关于寿命已经结束的可消耗单元，黑客可能因为恶意目的试图将消耗使用 信息复位为例如值"〇"，以便不适当地反复利用可消耗单元。因此，用户可能试图使用寿命 已经结束的可消耗单元，引起诸如成像设备的故障或清晰度的劣化之类的问题，并且用户 可能不能被提供关于可消耗单元的精确的信息，并且此外，由于由不正确的消耗信息所引 起的MPS的问题，集成解决方案服务可能不是可用的。
【发明内容】
[0016] 技术问题
[0017] 因此，有必要需要有效地检测可消耗单元和成像设备之间的通信错误以寻求数据 的安全的技术。
[0018] 解决方案
[0019] 附加的方面和/或优点将在随后的描述中被部分地阐述，并且根据描述其将是部 分明显的，或者可以通过对发明的实践而习得。
[0020] 示例性实施例的一方面涉及使用完整性检测数据用于通信的安全性的CRUM芯片 和成像设备以及其通信方法。
[0021] 根据示例性实施例的成像装置包括：主体，包括能够控制成像装置的操作的主 控制器；可消耗单元，被安装在主体上以与主控制器进行通信；和顾客可更换单元监视 (CRUM)芯片，被提供于可消耗单元中并且存储关于可消耗单元的信息，并且，如果认证成 功，则主控制器和CRUM芯片执行数据通信，其中，通过多个认证处理来执行认证，并且，在 多个认证处理之中的至少两个认证处理中使用通过反映先前的完整性检测数据而生成的 完整性检测数据。
[0022] 主控制器和CRUM芯片可以通过在多个认证处理之中的最终的认证处理中累积地 反映已经在先前的认证处理中被传送或接收的所有完整性检测数据来生成最终的完整性 检测数据。
[0023] 主控制器和CRUM芯片可以在多个认证处理之中的用于生成会话密钥的认证处理 和用于检验兼容性的认证处理中传送/接收包括完整性检测数据的信号。
[0024] 主控制器和CRUM芯片可以在用于生成会话密钥的认证处理和用于检验兼容性的 认证处理之间执行至少一个认证处理。
[0025] 当用于生成会话密钥的认证处理开始时，主控制器可以向CRUM芯片传送包括第 一数据和第一完整性检测数据的信号，并且CRUM芯片可以使用第二数据和第一完整性检 测数据来生成第二完整性检测数据并且向主控制器传送包括第二数据和第二完整性检测 数据的信号，并且第一数据和第二数据中的每一个可以包括与会话密钥有关的数据以便生 成会话密钥。
[0026] 当用于检验兼容性的认证处理开始时，主控制器可以使用第三数据、第一完整性 数据和第二完整性数据来生成第三完整性检测数据并且向CRUM芯片传送包括第三数据和 第三完整性检测数据的信号，CRUM芯片可以使用第四数据和第一至第三完整性检测数据来 生成第四完整性检测数据并且传送包括第四数据和第四完整性检测数据的信号，并且第三 数据可以包括预存在成像装置中的表格中的索引信息，并且第四数据可以包括与索引信息 相对应的值。
[0027] 当从对应方接收到包括完整性检测数据的信号时，主控制器和CRUM芯片中的每 一个将完整性检测数据从所接收的信号中分离，并且将所分离的完整性检测数据与其自己 根据其余数据所生成的完整性检测数据相比较以便检验信号的完整性。
[0028] 根据示例性实施例的成像装置包括：接口单元，被连接到安装在于成像装置中布 置的可消耗单元上的CRUM芯片；以及控制器，当发生需要认证的事件时，控制器通过执行 CRUM芯片的多个认证处理来认证CRUM芯片，并且控制器在多个认证处理之中的用于生成 会话密钥的认证处理和用于检验兼容性的认证处理中传送/接收包括完整性检测数据的 信号，并且通过累积地反映在先前所接收的信号中包括的至少一个完整性检测数据来生成 完整性检测数据。
[0029] 根据示例性实施例的可安装在成像装置的可消耗单元上的CRUM芯片包括：接口 单元，从成像装置的主体接收包括第一数据和关于第一数据的第一完整性检测数据的信 号；测试单元，将第一完整性检测数据从所接收的信号分离以便检验信号的完整性；生成 单元，使用第二数据以及第一完整性检测数据来生成第二完整性检测数据以用于与成像设 备的主体的认证；以及，控制器，通过经由接口单元向成像设备的主体传送包括第二数据和 第二完整性检测数据的信号来执行认证。
[0030] 第一数据和第二数据中的每一个可以包括与会话密钥有关的数据以便生成会话 密钥，并且控制器可以使用第一数据和第二数据来生成会话密钥，并且执行多个随后的认 证处理。
[0031] 多个随后的认证处理可以包括：第二认证处理，用于同步存储在成像设备的主体 和CRUM芯片中的每一个中的第一表格；第三认证处理，用于同步存储在成像设备的主体和 CRUM芯片中的每一个中的第二表格；和第四认证处理，用于基于第一和第二表格中的至少 一个来确定成像设备和CRUM芯片之间的兼容性。
[0032] 控制器可以通过反映已经在第四认证处理中传送和接收的所有完整性检数据来 生成和传送最终的完整性检测数据。
[0033] 根据示例性实施例的用于认证成像装置的方法包括：确定需要认证安装在成像设 备上的可消耗单元的事件是否发生；以及，在事件发生时，由成像设备的主控制器执行安装 在可消耗单元上的CRUM芯片的认证以认证CRUM芯片，并且通过多个认证处理来执行认证， 并且在多个认证处理之中的至少两个认证处理中使用通过反映先前的完整性检测数据而 生成的完整性检测数据。
[0034] 可以通过累积地反映已经在先前的认证处理中被传送或接收的所有完整性检数 据来生成在多个认证处理之中的最终的认证处理中被传送/接收的完整性检测数据。
[0035] 认证可以包括：第一认证操作，其中主控制器向CRUM芯片传送包括第一数据和第 一完整性检测数据的信号，并且CRUM芯片使用第二数据和第一完整性检测数据来生成第 二完整性检测数据并且向主控制器传送包括第二数据和第二完整性检测数据的信号；以 及，第二认证操作，其中主控制器使用第三数据、第一完整性检测数据和第二完整性检测数 据来生成第三完整性检测数据，并且向CRUM芯片传送包括第三数据和第三完整性检测数 据的信号，并且CRUM芯片使用第四数据和第一至第三完整性检测数据来生成第四完整性 检测数据并且向主控制器传送包括第四数据和第四完整性检测数据的信号，其中，第一数 据和第二数据中的每一个包括与会话密钥有关的数据以便生成会话密钥，其中第三数据包 括预存在成像装置中的表格中的索引信息，并且第四数据包括与索引信息相对应的值。
[0036] 根据示例性实施例的用于认证可安装在成像装置的可消耗单元上的CRUM芯片的 方法包括：从成像装置的主体接收包括第一数据和用于认证的第一完整性检测数据的信 号；通过将第一完整性检测数据从所接收的信号分离来测试信号的完整性；使用第二数据 和第一完整性检测数据来生成第二完整性检测数据以用于与成像装置的主体的认证；以 及，通过向成像装置的主体传送包括第二数据和第二完整性检测数据的信号来执行认证。
[0037] 该方法可以包括在向成像装置的主体传送包括第二数据和第二完整性检测数据 的信号之后执行多个随后的认证处理，并且可以通过累积地反映在先前的认证处理中被传 送或接收的所有完整性检测数据来生成在多个随后的认证处理之中的最终的认证处理中 被传送/接收的完整性检测数据。
[0038] 最终的认证处理可以包括：从成像装置的主体接收第三数据、第一完整性检测数 据以及包括使用第二完整性检测数据和第三数据所生成的第三完整性检测数据的信号；以 及，使用第一至第三完整性检测数据来生成第四数据和第四完整性检测数据并且向成像装 置的主体传送包括第四数据和第四完整性检测数据的信号，并且第一数据和第二数据中的 每一个可以包括与会话密钥有关的数据以便生成会话密钥，并且第三数据可以包括预存在 成像装置中的表格中的索引信息，并且第四数据可以包括与索引信息相对应的值。
[0039] 根据示例性实施例的成像设备包括：主体，包括能够控制成像装置的操作的主控 制器；以及，可消耗单元，其中安装有顾客可更换单元监视（CRUM)芯片，并且当发生需要认 证CRUM芯片的事件时，主控制器向CRUM芯片传送包括第一数据和第一完整性检测数据的 第一信号，并且CRUM芯片使用第二数据和第一完整性检测数据来生成第二完整性检测数 据并且向主控制器传送第二数据和包括第二数据和第二完整性检测数据的第二信号以便 执行认证处理以生成会话密钥，并且主控制器向CRUM芯片传送包括第三完整性检测数据 以及使用第一完整性检测数据和第二完整性检测数据所生成的第三数据的第三信号、使用 第一至第三完整性检测数据来生成第四完整性检测数据，并且向主控制器传送包括第四数 据和第四完整性检测数据的第四信号以便执行认证处理以确定兼容性。
[0040] 第一数据可以包括第一命令、第一认证数据和用于指配第一完整性检测数据的第 一指配器，并且第二数据可以包括第二认证数据和用于基于根据第一命令的操作结果来指 配第二完整性检测数据的第二指配器，第三数据可以包括第二命令、第三认证数据和用于 指配第三完整性检测数据的第三指配器，并且第四数据可以包括第四认证数据和用于基于 根据第二命令的操作结果来指配第四完整性检测数据的第四指配器。
[0041] 有益效果
[0042] 如前所述，根据本公开的各个示例性实施例，可以通过累积地使用在先前的通信 中使用的完整性检测数据来追求全部通信的安全。因此，能够安全地管理可消耗单元和成 像设备的信息。
【附图说明】
[0043] 通过参考附图描述某些本公开，本公开的以上和其他方面将更明显，在附图中：
[0044] 图1图示出根据示例性实施例的成像设备；
[0045] 图2是图示出根据示例性实施例的、成像设备中的控制器和CRUM芯片之间的通信 过程的时序图；
[0046]图3是图示出使用完整性检测数据来检查信号的完整性的处理的时序图；
[0047] 图4是图示出根据示例性实施例的、成像设备中的控制器和CRUM芯片之间的通信 过程的时序图；
[0048] 图5是图示出安装在可消耗单元上的示例性成像设备的框图；
[0049] 图6和图7是根据各个示例性实施例的示例性成像设备；
[0050] 图8图示出根据本公开的示例性实施例的CRUM芯片的配置；
[0051] 图9和图10图示出根据各个示例性实施例的通信方法；
[0052] 图11至图18是图示出根据示例性实施例的成像设备的认证方法的视图；
[0053] 图19是图示出根据示例性实施例的CRUM芯片的配置的框图；
[0054