usb软件狗的设计及反破解技术

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1、USB软件狗的设计及反破解技术

2、第1内容加载中...2USB软件狗的硬件在本设计中，所使用的微控制器是CY7C63100A/CY7C63101A。它是CYPRESS公司生产的8位精简指令集（RISC）的OTP型微控制器。它集成有1.5Mbps的USB串行接口引擎（SIE）（即USB收发器），具有128字节的片内RAM、2/4K字节的程序存储空间，片内还具有个自由运行的8位定时器、一个看门狗定时器和内部上电复位电路，它的指令集专门为开发USB应用进行了优化。该控制器拥有两个输入输出端口、16根通用I/O线

3、，且每根线均可作为中断源。端口1的所有引脚都带有可编程驱动器，可以直接驱动LED发光。该控制器的操作电压为4.0～5.25V，它需要6MHz的外部陶瓷共振器，片内操作时钟为12MHz。CY7C63100A/CY7C63101A是低速USB外设的低成本解决方案，符合USB1.1规范，支持1个设备址和2个端点（一个控制端点和一个数据端点）。本设计中所使用的存储器是24C02，它是带有硬件写保护功能的串行EEPROM，其接口兼容I2C总线规范，通过一对串行时钟、数据线对片内存储单元进行读写。24C02的片仙存

4、储器容量为2K位（或256字节）。本文设计的USB软件狗的硬件电路图如图1所示。其核心器件是微控制器（可根据需要选用CY7C63100A或CY7C63101A，其区别为程序存储器的空间不同，分别为2K字节和4K字节）和串行EEPROM（24C02），各元件的具体参数如图1所示。微控制器的第15（D-）、16（D+）脚分别连接USB连接器的2（D-）、3（D+）脚，提供微控制器和主机之间信息交换的电信号通道，其中第15引脚（D-）所接的7.5kΩ的上拉电阻是为了满足USB规范的要求。微控制器通过USB接口

5、与主机进行信息交换。微控制器的第20脚（P1.1）经过10kΩ的上位电阻连接24C02的第7脚（WP，写保护），控制24C02的写操作使能。当WP为高电平（Vcc）时，只能读取24C02的内容而不能对其进行写入；当WP为低电平（Vss）时，则可以进行读、写操作。设置写保护功能，可以防止存储器内容被意外改写。微控制器的第19脚（P1.3）连接24C02的第6脚（SCL，串行时钟），为控制24C02的读写操作提供时钟；微控制器的第18脚（P1.5）经过10kΩ的上拉电阻接24C02的第5脚（SDA，串行数据

6、、地址），作为读写24C02的数据、地址信号线。微控制器通过这三根信号线完成对24C02的读写操作，对24C02的读写控制满足I2C总线规范。3USB软件狗的软件USB软件狗的软件包括主机软件微控制器中的软件（固件）。主机软件和固件相配合，协完成主机与USB软件狗间的信息交换。其中，微控制器中的固件主要完成与USB主机的通信（包括参与USB总线设备枚举、USB软件狗的自身标识等）、对24C02的读写操作、与主机程序相配合实现和主机程序间的数据交换等任务。微控制器程序的简化软件框图如图2所示。3.1USB

7、软件狗插入主机后，主机发现USB软件狗，在执行USB复位操作后，主机使用默认地址（地址0）向USB软件狗发出设备描述符请求，USB软件狗向主机返回自已的设备描述符作为响应；接收到要求的设备描述符后，主机为新发现的USB软件狗指定一个新的USB地址；然后，主机使用新的USB地址重新向USB软件狗发送一个设备描述符请求，USB软件狗向主机返回自己的设备描述符作为响应。主机向USB软件狗发送配置描述符请求，USB软件狗从程序存储空间中取出相应的描述符并返回给主机。当主机接收到所有的描述符后，USB设备枚举过程

8、即告结束。至此，主机已完全了解USB软件狗的资源要求、端点类型和性能等特性。3.2USB软件狗和主机间的数据交换由于CY7C63100A/CYC63101A只提供两个USB端点：端点0和端点1。端点1只能发送数据而不能接收数据，所以不适合USB软件狗的交互式数据交换的要求，故只有使用端点0与主机进行数据交换。USB共支持四种类型的传输：等时传输、中断传输、控制传输和批量传输。要求恒定的连续传输速率的实时应用程序一般都采用等时传输方式。等时传输要求及时地提供数据，且对数据正确性要求不高而对时间极为敏感，所

9、以在等时传输中，数据的有效性不能保证。在传送数据发生错误时，USB并不处理这些错误，而是继续传送新的数据。中断传输方式总线用于对设备的查询，以确定设备是否有数据需要传输。因此中断传输的方向总是从USB设备到主机，传送的数据量很小。但这些数据需要及时处理，以达到实时效果。控制传输提供了一种方法来配置USB设备，并对它操作的某些方面进行控制。每个设备都必须实现一个缺省的控制端点（端点0），控制端点用来配置设备、控制设备状态以及设备操作的其它方面