CN105303373B - 一种频率防探测电路和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明的技术方案包括一种防探测电路，该电路包括外部检测装置、数据分析装置、数据存储装置、主控装置，其中外部检测装置用于检测并收集检测信息，数据分析装置用于分析检测信息是否为外部非法攻击，数据存储装置用于存储历史检测信息，主控装置是数据和操作的管理中心。本发明的技术方案还包括一种防探测电路的方法，该方法为：检测并收集检测信息，对检测信息进行分析和存储，根据检测结果实施对应措施。发明的有益效果为：实现了可控制的安全保护电路；成本低，所占体积小，显著提高安全设备在交易中安全性能，有效防止安全设备在交易时，受到恶意的破坏和攻击，保护交易双方的合法信息不受窃取。

Description

一种频率防探测电路和方法
技术领域
本发明涉及一种频率防探测电路和方法，属于设备安全探测领域。
背景技术
在现今金融交易频繁并且便捷的情况下，金融交易的安全越来越得到重视，除了目前主流网络金融交易还包括POS机、ATM等设备上面的金融交易，设备的安全防护性能尤其重要。在金融POS产品设计中，安全电路以及算法向来是最先考虑的设计，交易安全的设计不仅仅是设计者的核心，更是使用者的核心，而且还需考虑各种环境下的安全保护机制。所谓的安全保护，就是指POS机在交易时，受到人为攻击能快速识别出来，及时自动删除敏感的密钥信息，停止相关金融交易，避免交易信息被窃取或者改变。相反当POS机在正常工作的时，没有受到攻击，只是使用的环境改变了，比如：环境的温湿度，长期使用、交易的线路改变或者网络信号等等，不会进入安全保护模式。
发明内容
本发明对现有技术的不足，设计开发了简单的RC电路结合两个施密特反相触发器组成基本振荡电路，获取稳定的防探测频率；结合简单的软件算法，从而可以智能设计POS机的安全级别，使得金融POS交易更加安全可靠；电路成本低，可靠性高，易于设计与应用。
本发明的技术方案包括一种频率防探测电路，用于数据安全设备，该电路包括：外部检测装置，对外部攻击导致电容变化而引起频率的变化进行检测，采集并发送检测信息；数据分析装置，用于接收外部检测装置发送的检测信息，对检测信息进行分析计算，根据分析计算结果向对应的装置发送请求，还能够对物理环境和/或网络环境信息进行采集和分析，根据物理环境和/或网络环境数据分析对防探测基准值进行对应调整，所述防探测基准值是用于判断检测信息是否为外部非法攻击信息的阈值；数据存储装置，用于存储所历史采集的检测信息，接收数据调取的指令；主控装置，用于对请求信息进行识别、检测和分析，根据请求信息向对应装置执行数据的发送或调取以及行为操作，其中，所述请求信息对应于所述外部检测装置、数据分析装置、数据存储装置之间数据交互及行为操作，所述请求信息包括执行请求信息和中断请求信息。
进一步，所述的外部检测装置包括：基础振荡电路，该基础振荡电路包括低频振荡器和施密特反相触发器，以输出稳定的防探测频率；外部感应模块，该外部感应模块包括与所述基础振荡电路相连的探测探头，当外部受到攻击时，该外部感应模块根据探测探头电容的变化引起频率的变化进行数据采集，并将采集检测信息发送至所述数据分析装置。
进一步，所述的数据分析装置包括：检测算法分析模块，用于接收和分析所述检测信息，经过设定的判断次数后判断所述检测信息是否为外部非法攻击，如果是，则进入安全保护模式，向主控装置发送请求信息并对防探测电路所保护的设备实施保护；环境修正算法模块，每隔一段时间向所述外部检测装置发送请求采集固定组数的检测信息进行分析，得出结果的平均值，当平均值超出预设的防探测基准值则将预设的防探测基准值更新为所述平均值，以确保当所述探测电路处于不同的物理环境和/或网络环境，或因为装置长期使用导致其电气特性发生变化时，能够对外部的检测信息进行正确的检测。
进一步，所述的数据存储装置包括：接收所述外部检测装置和数据分析装置发送的数据，接收主控装置的数据调取的指令，且根据主控装置的指令实现存储数据的自定义擦除。
进一步，所述的主控装置包括：信息检测模块，使用检测接口检测信息来源，并分析请求数据中的具体数据信息和/或操作信息；信息传输模块，用于根据所述信息检测模块所识别、检测和分析的结果，向对应的装置执行数据发送和/或数据调取，发送执行请求信息和/或中断请求信息。
本发明技术方案还包括一种频率防探测的方法，用于数据安全设备，其特征在于：对外部攻击导致电容变化而引起频率的变化进行检测，采集并发送检测信息；接收外部检测装置发送的检测信息，对检测信息进行分析计算，根据分析计算结果向对应的装置发送请求，还能够对物理环境和/或网络环境信息进行采集和分析，根据物理环境和/或网络环境数据分析对防探测基准值进行对应调整，所述防探测基准值是用于判断检测信息是否为外部非法攻击信息的阈值；存储所历史采集的检测信息，接收数据调取的指令；对请求信息进行识别、检测和分析，根据请求信息向对应装置执行数据的发送或调取以及行为操作，其中，所述请求信息对应于所述外部检测装置、数据分析装置、数据存储装置之间数据交互及行为操作，所述请求信息包括执行请求信息和中断请求信息。
进一步，所述频率防探测的方法还包括：基础振荡电路包括低频振荡器和施密特反相触发器，以输出稳定的防探测频率；外部感应模块包括与所述基础振荡电路相连的探测探头，当外部受到攻击时，该外部感应模块根据探测探头电容的变化引起频率的变化进行数据采集，并将采集检测信息发送至所述数据分析装置。
进一步，所述频率防探测的方法还包括：收和分析所述检测信息，经过设定的判断次数后判断所述检测信息是否为外部非法攻击，如果是，则进入安全保护模式，向主控装置发送请求信息并对防探测电路所保护的设备实施保护；每隔一段时间向所述外部检测装置发送请求采集固定组数的检测信息进行分析，得出结果的平均值，当平均值超出预设的防探测基准值则将预设的防探测基准值更新为所述平均值，以确保当所述探测电路处于不同的物理环境和/或网络环境，或因为装置长期使用导致其电气特性发生变化时，能够对外部的检测信息进行正确的检测。
进一步，所述频率防探测的方法还包括：接收所述外部检测装置和数据分析装置发送的数据，接收主控装置的数据调取的指令，且根据主控装置的指令实现存储数据的自定义擦除。
进一步，所述频率防探测的方法还包括：使用检测接口检测信息来源，并分析请求数据中的具体数据信息和/或操作信息；根据所述信息检测模块所识别、检测和分析的结果，向对应的装置执行数据发送和/或数据调取，发送执行请求信息和/或中断请求信息。
本发明的有益效果为：实现了可控制的安全保护电路；成本低，所占体积小，显著提高安全设备在交易中安全性能，有效防止安全设备在交易时，受到恶意的破坏和攻击，保护交易双方的合法信息不受窃取。
附图说明
图1所示为根据本发明实施方式的总体电路结构框图；
图2所示为根据本发明实施例的电路结构图；
图3所示为根据本发明实施例的电路图；
图4所示为根据本发明实施例数据分析流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述。本发明的频率防探测电路及方法可以对数据安全性高的电路做防探测保护，软件算法检测出敏感电路受到外界探测时，自动进入保护模式；该技术可以应用到金融、军工、国防等高安全性的电子产品保护电路中。
参照图1所示为根据本发明实施方式的总体结构框图，包括的部件为外界检测装置、数据分析器、数据存储器和主控装置，其中，外部检测装置，对外部攻击导致电容变化而引起频率的变化进行检测，采集并发送检测信息；数据分析装置，用于接收外部检测装置发送的检测信息，对检测信息进行分析计算，根据分析计算结果向对应的装置发送请求，还能够对物理环境和/或网络环境信息进行采集和分析，根据物理环境和/或网络环境数据分析对防探测基准值进行对应调整，所述防探测基准值是用于判断检测信息是否为外部非法攻击信息的阈值；数据存储装置，用于存储所历史采集的检测信息，接收数据调取的指令；主控装置，用于对请求信息进行识别、检测和分析，根据请求信息向对应装置执行数据的发送或调取以及行为操作，其中，所述请求信息对应于所述外部检测装置、数据分析装置、数据存储装置之间数据交互及行为操作，所述请求信息包括执行请求信息和中断请求信息。
参照图2所示为根据本发明实施方式的具体实施例的电路结构图，如图所示，其中防探测电路位于所需要保护的安全设备内部，电源与防探测电路、安全设备相连，LED显示器和报警装置与防探测电路相连。在防探测电路中，外部检测装置包括基础振荡电路、斯密特反向触发器、探测探头组成，基础振荡电路与斯密特反向触发器组成的电路能够实现稳定的频率输出，对外部攻击导致电容变化而引起频率的变化进行检测，采集并发送检测信息；数据分析装置接收外部检测装置发送的检测信息，对检测信息进行分析计算，根据分析计算结果向对应的装置发送请求，还能够对物理环境和/或网络环境信息进行采集和分析，根据物理环境和/或网络环境数据分析对防探测基准值进行对应调整，所述防探测基准值是用于判断检测信息是否为外部非法攻击信息的阈值，在算法设计中，主要是增加环境变化的修正补偿算法，以避免机器长期使用时，出现的电阻电容的电气特性改变，随着环境的变化而实时更新防探测基准数据，从而达到POS机能长期使用也不会出现误保护；数据存储器用于存储所历史采集的检测信息，接收数据调取的指令；主控装置是整个防探测电路的核心，对请求信息进行识别、检测和分析，根据请求信息向对应装置执行数据的发送或调取以及行为操作，其中，所述请求信息对应于所述外部检测装置、数据分析装置、数据存储装置之间数据交互及行为操作，所述请求信息包括执行请求信息和中断请求信息。当数据分析装置检测出检测信息为非法外界攻击时，向主控装置发送请求信息，主控装置向安全设备的LED显示器和报警装置发送信息，其中LED显示相关警示信息，而报警装置则采取相关行为保护安全设备，比如及时删除密钥，触发自毁装置、切断电源等。
参照图3所示为根据本发明实施方式的具体实施例的电路图，通过模拟开关X1的8路通道分别连接到：基准通道A0是100pF电容；A1、A2、A3通道连接到POS机矩阵型数字键盘的输入引脚上；A4、A6通道连接到IC卡的数据输入输出脚；A5通道连接到数据存储IC的数据输入脚；A7通道连接到LCD(液晶显示器)显示屏的数据输入脚；当MCU(单片机)进行防探测数据采集时，MCU则将A0到A8这8通道的输入设置成高阻输入状态，这样相当于每通道到会对地形成一个很小的电容Cx(主要是X1的通道间对地电容，一般为10pF)，Cx与C2串联在一起，则真正的电路电容为10pF左右，电阻为R1=2MΩ；那么由f=1/(2πRC)得出，频率都在5KHz到10KHz的之间；通过X2施密特反相触发器，将波形整形成一个较好的方波，然后从R2的OUT输出端输出，通过MCU控制模拟开关X1的A、B、C通道选择开关，再用MCU的脉宽捕获定时器测出每个通道的频率值；
参照图4所示为根据本发明实施方式的具体实施例数据分析流程图。利用RC以及两个施密特触发反向器组成基本振荡电路，从而实现固定的频率输出：f=1/(2πRC)；当外部受到攻击时，电容C会改变，频率f也会改变，通过CPU获取的频率与基准频率相比较，再通过相关的算法计算出是否是受到攻击，还是环境的变化；长期使用时，通过新型软件算法：采用每天收集10组防探测没有触发的数据，再取其平均值，当平均值超出了设定门限则自动更新基准频率，并保存写入电可擦可编程存储器里面，以待下次再开机时使用。这样的算法既能适应环境的不断改变，更能适应电子元件的电气特性变化。基于所述条件，当A1到A7这7路通道外部受到万用表、示波器、逻辑分析仪等设备攻击时，Cx会有很大的改变，一般会变化100pF左右，那么相关的通道频率会下降2000Hz左右，这样MCU则能准确识别出是否受到外界的安全攻击，当外部环境突变时，由通道A0的数据也会有大范围改变，从而能准确识别出是否是外部环境的突变，及时对POS机交易进行保护。最后通过每天自动更新两次基准频率算法，则能有效防止POS机出现错误的安全保护，从而达到既能保护POS终端的安全交易，也不影响长期使用。
以上所述，只是本发明的较佳实施例而已，本发明并不局限于上述实施方式，只要其以相同的手段达到本发明的技术效果，都应属于本发明的保护范围。在本发明的保护范围内其技术方案和/或实施方式可以有各种不同的修改和变化。

Claims (8)

1.一种频率防探测电路，用于数据安全设备，其特征在于，该电路包括:
外部检测装置，用于对外部攻击导致电容变化而引起频率的变化进行检测，采集并发送检测信息；
数据分析装置，用于接收外部检测装置发送的检测信息，对检测信息进行分析计算，根据分析计算结果向对应的装置发送请求，还能够对物理环境和/或网络环境信息进行采集和分析，根据物理环境和/或网络环境数据分析对防探测基准值进行对应调整，所述防探测基准值是用于判断检测信息是否为外部非法攻击信息的阔值；该装置还包括：检测算法分析模块，用于接收和分析所述检测信息，经过设定的判断次数后判断所述检测信息是否为外部非法攻击，如果是，则进入安全保护模式，向主控装置发送请求信息并对防探测电路所保护的设备实施保护；环境修正算法模块，每隔一段时间向所述外部检测装置发送请求采集固定组数的检测信息进行分析，得出结果的平均值，当平均值超出预设的防探测基准值则将预设的防探测基准值更新为所述平均值，以确保当所述探测电路处于不同的物理环境和/或网络环境，或因为装置长期使用导致其电气特性发生变化时，仍然能够对外部的检测信息进行正确的检测；
数据存储装置，用于存储所历史采集的检测信息，接收数据调取的指令；
主控装置，用于对请求信息进行识别、检测和分析，根据请求信息向对应装置执行数据的发送或调取以及行为操作，其中，所述请求信息对应于所述外部检测装置、数据分析装置、数据存储装置之间的数据交互及行为操作，所述请求信息包括执行请求信息和中断请求信息。
2.根据权利要求1所述的一种频率防探测电路，其特征在于，所述的外部检测装置包括：
基础振荡电路，该基础振荡电路包括低频振荡器和施密特反相触发器，以输出稳定的防探测频率；
外部感应模块，该外部感应模块包括与所述基础振荡电路相连的探测探头，当外部受到攻击时，该外部感应模块根据探测探头电容的变化引起频率的变化进行数据采集，并将
采集检测信息发送至所述数据分析装置。
3.根据权利要求1所述的一种频率防探测电路，其特征在于，所述的数据存储装置被配置为:
接收所述外部检测装置和数据分析装置发送的数据，接收主控装置的数据调耳叉的指令，且根据主控装置的指令实现存储数据的自定义擦除。
4.根据权利要求1所述的一种频率防探测电路，其特征在于，所述的主控装置包括:
信息检测模块，使用检测接口检测信息来源，并分析请求数据中的具体数据信息和/或操作信息；
信息传输模块，用于根据所述信息检测模块所识别、检测和分析的结果，向对应的装置执行数据发送和/或数据调取，发送执行请求信息和/或中断请求信息。
5.一种频率防探测方法，用于数据安全设备，其特征在于，该方法包括:
对外部攻击导致电容变化而引起频率的变化进行检测，采集并发送检测信息；
接收外部检测装置发送的检测信息，对检测信息进行分析计算，根据分析计算结果向对应的装置发送请求，还能够对物理环境和/或网络环境信息进行采集和分析，根据物理环境和/或网络环境数据分析对防探测基准值进行对应调整，所述防探测基准值是用于判断检测信息是否为外部非法攻击信息的阔值，该步骤还包括：接收和分析所述检测信息，经过设定的判断次数后判断所述检测信息是否为外部非法攻击，如果是，则进入安全保护模式，向主控装置发送请求信息以对保护的设备实施保护；每隔一段时间向所述外部检测装置发送请求采集固定组数的检测信息进行分析，得出结果的平均值，当平均值超出预设的防探测基准值则将预设的防探测基准值更新为所述平均值，以确保当探测电路处于不同的物理环境和/或网络环境，或因为装置长期使用导致其电气特性发生变化时，能够对外部的检测信息进行正确的检测；
存储所历史采集的检测信息，接收数据调取的指令；
对请求信息进行识别、检测和分析，根据请求信息向对应装置执行数据的发送或调取以及行为操作，其中，所述请求信息对应于外部检测装置、数据分析装置、数据存储装置之间数据交互及行为操作，所述请求信息包括执行请求信息和中断请求信息。
6.根据权利要求5所述的一种频率防探测方法，其特征在于，该方法还包括:
利用低频振荡器和施密特反相触发器，输出稳定的防探测频率；
当外部受到攻击时，根据探测探头电容的变化所引起频率的变化进行数据采集，并将采集检测信息发送至所述数据分析装置。
7.根据权利要求5所述的一种频率防探测方法，其特征在于，该方法还包括:
接收所述外部检测装置和数据分析装置发送的数据，接收主控装置的数据调耳叉的指令，且根据主控装置的指令实现存储数据的自定义擦除。
8.根据权利要求5所述的一种频率防探测方法，其特征在于，该方法还包括:
使用检测接口检测信息来源，并分析请求数据中的具体数据信息和/或操作信息；
根据信息检测模块所识别、检测和分析的结果，向对应的装置执行数据发送和/或数据调取，发送执行请求信息和/或中断请求信息。
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