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1、自动化技术与应用2005年第24卷第8期计算机应用ComputerApplication基于EZ-USB单片机的软件加密狗设计开发张耀东,梁光明,李秦岭(国防科学技术大学电子科学与工程学院,湖南长沙410073)摘要:本文介绍了带智能USB控制内核的EZ-USB单片机芯片的特点,重点阐述了基于AN2132QC芯片开发的USB软件加密狗的原理和实现方法。关键词:EZ-USB;软件狗;固件;AN2131QC中图分类号:TP3681文献标识码:B文章编号:10037241(2005)08004803DesignandIm
2、plementationofUSBSoftdogBasedonEZ-USBZHANGYao-dong,LIANGGuang-ming,LIQin-ling(SchoolofElectronicScienceandEngineering,NationalUniversityofDefenceTechnology,Changsha410073,China)Abstract:ThispaperintroducestheintelligentfeatureoftheEZ-USBchip.Thedesignandimplementati
3、onofaUSBSoftdogbasedonAN2132QCarealsogiven.Keywords:EZ-USB;Softdog;Firmware;AN2132QC1引言卸也较为方便,比较适合非专业人员使用。本文使用EZ-USB芯片所设计的软件加密狗,就是基于一种医学图像处理软件的随着软件保护意识的不断增强,出现了各种的加密方法,这知识产权保护的目的而开发的,其基本设计思想是对软件的安些方法本质上都是利用一定的介质存储敏感数据来保护软件装和使用数据等进行高强度加密。的。根据存储介质的不同可以将加密方法分为:软加密和硬加密。
4、软加密是一种纯软件的保护技术,它通过在程序中使用一些独特算法或其它手段来验证使用者的合法性,软加密不需额2EZ-USB控制器功能外的硬件支持,其缺点是加密强度不大,容易被破解。硬加密是USB接口的特点是易用性、可扩展性和快速性。USB1.1规一种需要特别硬件支持的加密技术,由于硬加密所依赖的硬件范允许外设以低速1.5Mbs或全速12Mbs的速率和主机通信。不象软件那样有易复制性,所以从理论上讲,它比软加密更可靠USB设备与主机之间的通信可以采用控制传输、中断传输、批量一些。传输和同步传输四种基本传输类型。由于USB软件狗和
5、主机传统的硬加密是通过在并行口或串口上附加一定的电路实之间需要不时地交换数据,而且每次交换的数据量不大,所以选现,并口或串口加密技术原理较为简单,实现起来较为容易,但择块传输方式。是这两种接口上不提供电源,需使用信号线提供驱动,如果需要由CYPRESS公司生产的带智能USB控制内核的EZ-往加密狗内存数据,则需要外置电源,使用时不够方便。机内总USB2100系列单片机芯片,将接口控制芯片与单片机集成到一线卡加密技术可以任意读写数据,甚至可以将算法做到卡内,但块芯片上,USB收发模块与USB总线接口相连,串行接口引擎负是它占用系
6、统资源,安装拆卸不方便。采用USB接口的加密狗责串行信号的编译和错误检测、USB系列控制信号操作,由USB实现起来有一些难度,然而USB总线的资源较为丰富,安装拆收发模块进行数据字节传输,功能强大的USB内核自动完成USB协议的转换,大大简化了8051代码。增强的微处理器内核收稿日期:2005-04-13在标准的8051基础上增加了许多新特性,缩短了执行时间,它48
7、TechniquesofAutomation&Applications计算机应用自动化技术与应用2005年第24卷第8期ComputerApplication
8、利用内部的RAM和程序,使EZ-USB具有软配置特性,USB主2100系列芯片中功能最强的一款,它除了24个IO引脚外,还机由总线将8051的程序代码和描述符表装入RAM内,EZ-USB包含一个16位地址总线和一个8位数据总线,方便外部存储器芯片用已下载程序中定义的外设特性进行重新连接,使其成为的扩展,由它完成USB数据字节传输、USB协议的转换、数据加[1]新的USB设备。EZ-USB芯片结构如图1所示。密处理等功能。串行EEPROM24LC32用于保存加密后的敏感数据,它通过SDA和SCL与单片机的SDA(64脚)和SC
9、L(65脚)相2联,以实现对EEPROM的读写操作,它们之间的通信满足IC总[3]线协议规范要求。由于本软件狗加密强度大、实现功能多,AN2132QC内部RAM的程序和数据空间不够,所以在设计中通过数据和地址总线对存储空间进行了扩展,最大可扩展至64K。所有芯片的供电是从US
