CN1069012C - 可使授权自动失效的软件保护方法 - Google Patents

Abstract

本发明是一种应用于有线电视，卫星天线等单向传播系统的租用软件保护，以使租用户在租用期满后无法继续使用。本发明的方法在授权时，先将用户端与发送端的计时信号同步，然后，根据软件播送时，发送端的标准时间信号可播送到用户端，以与用户端的时间比较，若两者的误差超出预设的范围，则执行软件或硬件的控制程序，使程序无法进行。

Description

可使授权自动失效的软件保护方法

本发明涉及一种租用软件的保护方法，特别指一种应用于有线电视，卫星天线等单向的软件传播系统，以使租用户在租用期满后无法继续使用，达到保护租用软件的目的。

目前市面上所销售的电视游戏机包括主机与软件卡盒两部份，其中软件卡盒多为可抽换式，也就是消费者选定一种主机后，再依自己的喜好购买软件卡盒。一般而言，卡盒上的软件程序及数据大部份以IC存储装置来储存，此存储装置包括掩模只读存储装置(Mask ROM)，可擦除式存储装置(EPROM)或(EEPROM)或一次可编程存储装置(One TimePROM)等，如图1所示。

图1显示了一典型的传统电视游戏机系统，该系统可分为接收端主机101、摇杆(joystick)102及游戏卡盒103，显示器104等四部份。其中，接收端主机101包括，中央处理器105，用以执行程序的运算；随机存取存储器(RAM)108做为程序执行暂存数据之用，它可以是Working RAM或WRAM；图形处理器106，图像存储器110，声音处理器107，电视信号合成装置109等则可进一步处理游戏的图像及声音，以增加游戏的娱乐效果，只读存储器(ROM)111储存游戏程序(game program)。摇杆102连接电视器主机101以控制游戏的进行。显示器104则接收游戏主机所传达的电视信号并将它显示在屏幕上。

游戏卡盒103主要包括一存储器111。存储器111通常为掩模式只读存储器(MASK ROM)，用以储存游戏程序。当游戏卡盒103插入主机101后，主机101及游戏卡盒103便通过地址总线111、数据总线112读取并传送程序及数据，以进行游戏。

有许多种方式用于租用软件的保护。例如，在个人电脑上常用扩展槽上所插的保护装置(俗称KeyPro)，利用其上的实时时钟装置(real-time clock)及存储装置中所储存的使用期限数据，可判定用户的使用期限是否已失效。又如，在工作站)上，可利用内建的实时时钟装置以及一使用期限数据，以执行软件保护的程序。实时时钟装置输出当前时间信号(current time)并与存储装置所储存的使用期限数据比较，以判定用户是否仍在使用期限内，再进行控制程序。工作站上的实时时钟装置亦可装在扩展槽上所插的保护装置，以防止数据被更改。另外，为防止使用期限数据也被非法更改，可将之加密处理，程序执行时再将之解密，以判断用户是否仍在有效使用期限内。

上述的保护方法在电视游戏机的实现，可以附加一实时时钟装置114作为计时之用。在游戏进行时则读取此实时时钟装置114的信号与一使用期限作比较，判断用户是否在有效使用期限内，以决定游戏能否继续进行。此方法的缺点是如果使用期限数据被复制或实时时钟装置114被修改，则保护便失效。

购买游戏卡盒并不很方便且不符合经济效益，因为不同的游戏需要不同的卡盒，长久下来所累积的花费将十分可观。目前另有一种软件的传播方式，即利用有线电视(CableTV)或卫星播送游戏软件。用户只需购买或租用游戏主机及接收装置，并支付软件的租赁费用，即可通过接收装置，从有线电视的传输线或由卫星接收器接收游戏程序，并载入游戏主机以进行游戏。

参见图2，它为一基本的有线电视或卫星传送软件的结构图。如图所示，软件发送端216为有线电视或卫星发送端。软件发送端216发射广播信号，并由用户端的接收装置203所接收。接收转换装置214将广播信号转换为数字信号，再经由数据总线213将转换后的数字信号输送至存储器217内。游戏主机101则读取存储器217内的程序数据以进行游戏。图2与图1的主要差别在于用一接收装置203代替游戏卡盒103，其主机201的功能基本上与图1一样，不再赘述。

图3也为一软件传播的结构图，它与图2十分相近，差别只在于接收装置303部份。图2的接收转换装置214与存储器217共用一数据总线213，而图3的数据总线313则只供接收装置314传送数据至存储器317之用。接收转换装置314则直接将有线电视或卫星所传送的广播信号转换成程序数据，送至存储器317。中央处理器305可经由地址总线312读取存储器317中的游戏程序及数据。图3的方式可称为双端口(dual-port)作法，即写入和读出的路径是不同的。

与先前的游戏卡盒相比较，以广播方式传送软件可减少购买卡盒的成本，而且可实时发布最新的游戏程序，供用户使用。然而，游戏软件以广播方式传送时，每个人都可以接收到信号。因此，如何有效防止用户在租用期满后仍继续使用，这是商家最关切的问题。

以上背景技术内容都是本领域的常规系统和结构。与本领域相关的背景技术文件请参见以下美国专利：US4,685,055,US4,924,378,US4,937,863,US5,023,907,US5,113,518,US5,375,206,US5,444,780,US5,497,479,US5,548,645,US5,579,222。

本发明的主要目的在于提供一种软件保护方法，其可利用振荡器的频率误差的比较，有效地防止用户在使用期满后继续使用。

本发明的另一目的在于提供一种简便的软件保护方法，利用原有的计时器代替储存使用期限的存储器，以防止非法的复制使用期限，并节省储存元件的成本。

本发明的又一目的在于提供一种可靠的软件保护方法，以在用户使用期满后自动执行控制程序，不须人为控制。

本发明的再一目的在于提供一种软件保护方法，使其授权失效的时间因每部机器所使用的计时振荡器不同而有自然的差异性，以增加破解的困难。

本发明的又一目的在于提供一种可经由传播指令摇控用户端的计时装置的方法，使用户在付费后，可通过线上的控制立即延长使用期限。

基于上述目的，本发明涉及一种租用软件的保护方法，特别涉及一种应用于有线电视，卫星天线等单向传播系统的租用软件保护方法，以使租用户在租用期满后无法继续使用。本发明主要利用振荡器的频率误差，利用时间信号的对比，而有效地控制软件的程序进行。本发明的方法在授权时，先将用户端与发送端的计时信号同步，然后，在软件播送时，发送端的标准时间信号可播送到用户端，以与用户端的时间比较。若两者的误差超出预设的范围，则执行软件或硬件的控制程序，使程序无法进行。

图1为一典型传统的电视游戏机卡盒系统。

图2为一基本的有线电视或卫星传送软件的架构图。

图3为另一有线电视或卫星传送软件的架构图。

图4为本发明的执行流程图。

图5为本发明对应于图2的系统方框图。

图6为本发明对应于图2的另一系统方框图。

图7为本发明对应于图3的系统方框图。

图8为本发明对应于图3的另一系统方框图。

图9为本发明对应于图3加装一干扰装置的系统方框图。

图10A为本发明的一种软件干扰装置的实施例。

图10B为本发明的另一种硬件干扰装置的实施例。

图10C为图10A的信号产生装置的实施例。

图11为图10A的信号产生装置所产生的断续信号。

本发明的特征在于利用计时器的振荡器在制造过程中各项制造参数所自然产生的频率误差，使用户在使用期限满后，因用户端的实时时钟装置(real-time clock)与播送端的标准计时器的误差超出设定的范围，而使用户的授权自动消失，无法继续使用。

本发明使用精确度极高的计时装置将当前时间信号(current time)随着软件程序播送至用户端。用户端另有一实时时钟装置，可输出用户端的当前时间信号。在授权时，将用户端的实时时钟装置与播送端的计时装置同步。此同步的步骤可通过播送端发出一同步命令，使用户端的实时时钟装置与播送端的计时装置同步。当然，在同步命令中，可利用该用户的识别码使此同步命令只对指定的用户有效。而且，该同步命令的播送为在线上进行，可使用户在缴完费用后立即使用。同步的方法可在授权给客户时，厂家与客户端同时进行或只在向用户端送信号时同步。

在用户的有效使用期间中，用户端的接收装置从发射端传的信号中读取当前时间信号，并将之与用户端的当前时间信号比较。如果两者的时间差距超出设定值，则表示该用户的使用期限已满。由于每个计时器的振荡误差不尽相同，因此，即使两个用户同时申请使用权，也将因计时器的振荡误差不同，而导致使用期满后，自动授权的期限消失有前后的差距。此方法的优点是增加破解的困难。

图4显示本发明的执行流程图。假设在此之前，播送端的计时装置与用户端的实时时钟装置已完成同步化的步骤，在使用期限内，用户的使用期限控制步骤如下：

401：由有线电视或卫星播送出广播信号，其中包括标准的当前时间信号；

402：用户端接收该广播信号并读取其中所含的标准的当前时间信号；

403：判断标准的当前时间信号是否为加密后的数据；若是，则执行404；否则，则执行405；

404：将标准的当前时间信号加以解密，使之成为主机可读取的模式；

405：在用户端，主机读取用户端的当前时间信号；

406：比较标准的当前时间信号与用户端的当前时间信号，并判定其误差是否超出设定值；若是，则执行407；否则，执行408；

407：执行期限控制程序；

408：正常执行。

步骤406的时间比较可利用软件程序或硬件电路实施。期限控制程序有许多种方式，如(1)利用软件程序使中央处理器执行错误的程序；(2)利用软件程序中止中央处理器的执行动作；(3)利用软件程序显示“使用期限过期，请继续缴费”等图形或文字信息于屏幕上；(4)利用切换存取存储器的模式，控制程序的进行，选择正常的模式可使程序正常进行，选择错误的模式则使存储器输出错误的数据使程序错误执行或死机；(5)利用硬件电路或软件控制信号，使信号产生装置产生断续的信号，干扰存储器的数据总线与地址总线，使中央处理器105接收到错误的信号，以达到干扰的目的；(6)硬件线路接至系统的复位信号(RESET)，直接中止中央处理器的执行动作。以上方法均可直接或间接干扰程序进行，达到保护广播软件的目的。

本发明包含一些基本部件，如图5所示。图5所示本发明安装在图2时的情形。软件发送端516发送广播信号，其中包含时间信号。时间信号的产生由一计时振荡器所产生。时间信号可为公元标准时间或任何可供转换成时间所用的数据。用户端必须有一接收装置503，用以接收软件发送端516所发送的广播信号及当前时间信号，并将当前时间信号输送至比较装置518。接收装置503包含一实时时钟装置515，用以计时并输出用户端的当前时间。为计算用户是否仍在有效使用期限内，实时时钟装置515输出用户端的当前时间至比较装置518。比较装置518比较用户端的当前时间信号与播送端的时间信号，判定误差是否超过一预先设定的范围。若是，则表示用户的使用期限已过，须执行控制程序。否则，用户可正常使用。

比较装置518将判定结果经由控制线517所输出的控制信号传至可切换读出模式的可读写存储器519。存储器519的功能为切换随机存取存储器读出之模式。其中，模式0为正常模式，可输出正确的数据；模式1为错误模式，可输出错误的数据。若用户的使用期限已过期，则控制线517输出控制信号1，使存储器519切换至错误模式，并使程序错误执行或死机。否则，控制线517输出控制信号0，使存储器519输出正确的数据，并使程序正常进行。上述比较装置518可省略，其判断有效使用期限的功能可由中央处理器505执行软件程序来取代。

图6显示本发明安装在图2时的另一种情形。其功能与图5相近。不同的是，控制线617接至接近转换装置614。接收转换装置614亦具有两种模式：模式0为正常模式，可输出正确的数据；模式1为错误模式，可输出错误的数据。若用户的使用期限已过期，则控制线617输出控制信号1，使接收转换装置614切换至错误模式，以使载入存储器619的程序为错误或死机。否则，控制线617输出控制信号0，使接收转换装置614输出正确的数据，并使程序正常进行。

图7显示本发明安装在图3时的情形。软件发射端716发送广播信号，其中包含当前时间信号。图7显示比较装置718连接数据总线713、地址总线712与接收转换装置714的情形。比较装置718有一控制线717连接至可切换读出模式的可读写存储器719，并输出控制信号。存储器719的功能与图5的存储器519一样，具有正常模式与错误模式。当用户的使用期限已过期时，比较装置718输出控制信号1经由控制线717传至存储器719，使存储器719切换至错误模式，并使程序正常进行。否则，存储器719输出控制信号0经由控制线717送至存储器719，使存储器719输出正确的数据，并使程序正常进行。

图8显示本发明安装在图3时的另一种情形，其功能与图7相近。不同的是，控制线817接至接收转换装置814。接收转换装置814亦具有两种模式：模式0为正常模式，可输出正确的数据；模式1为错误模式，可输出错误的数据。若用户的使用期限已过期，则比较装置818输出1经由控制线817送至接收转换装置814，使之切换至错误模式，使传送到存储器819的程序数据是错误的，并使程序错误执行或死机。否则，比较装置818输出控制信号0经由控制线817送至接收转换装置814，使接收转换装置814输出正确的数据，并使程序正常进行。

图9为本发明的另一实施例，它是在图8中加装一干扰装置920的功能方框图。干扰装置920的详细设置参见图10A，图10B，及图10C。图10A显示一种干扰系统总线(sys-tem bus)的装置。该装置可产生断续信号干扰数据总线与地址总线。当用户的使用期限过期时，接收端主机的软件控制程序通过界面装置1001将控制信号传至一锁存器装置1002，以启动信号产生装置(signal generator)1003。锁存器装置1002可为一锁存器(latch)或触发器(flip-flop)。信号发生装置1003可为一计数器(counter)或随机数字发生器(ran-dom number generator)。信号发生装置1003因锁存器装置1002的启动信号而产生一连串的断续信号以启动一开关装置1004。开关装置1004可为一N型金属氧化物半导体场效应晶体管(NMOS)，或一P型金属氧化物半导体场效应晶体管(PMOS)，或晶体管(transister)，其作用为将数据总线驱动至一预定电位，如电源电位(VCC)，或接地电位(GND)，以达到干扰的目的。

图10B为以硬件方式达到干扰的目的。比较装置1010输出一控制信号至信号发生装置1013。信号发生装置1013可为一计数器(counter)或随机数字发生器(random numbergenerator)。当用户的使用期限过期时，比较装置1010输出一启动信号至信号发生装置1013。信号发生装置913因启动信号而启动一开关装置1014。开关装置1014可为一N型金属氧化物半导体场效应晶体管(NMOS)，或一P型金属氧化物半导体场效应晶体管(PMOS)，将数据总线驱动至一预定电位，如电源电位，或接地电位，以达到干扰的目的。

图10C为图10A的一种断续信号发生装置的实施例。断续信号发生装置可以由计数器来实施。图10C为一个三比特的计数器。

图11为图10C的信号发生装置所产生的断续信号。在启动时段1101内，信号发生装置随着时间脉冲输出由0至7的数，在计数器为7时，则驱动切换开关，将数据总线的数据驱动至电源电位，或接地电位。

以上所述仅为本发明的最佳实施例，并且已获得广泛的实用功效，凡依本申请的权利要求书所作的均等变化与修正，均属本发明专利涵盖的范围。

Claims (16)

1．一种可使授权自动失效的软件保护方法，该方法可在利用有线电视或卫星播送租用软件的用户租用期满后，自动执行控制程序，该方法包含：

(a)依据用户端的辨识码，将用户端的时间信号与播送端的标准当前时间信号同步化；

(b)播送标准的当前时间信号到用户端，该标准的当前时间信号随租用软件一起传送；

(c)从接收到的租用软件读取该标准的当前时间信号；

(d)计算用户端的当前时间信号与播送端的标准的当前时间信号的时间误差值；以及

(e)当该时间误差值超出设定值时，执行期限控制程序。

2．根据权利要求1所述的可使授权自动失效的软件保护方法，其中上述同步化为在授权时，利用用户端的辨识码及线上控制程序，使播送端的计时器与用户端的实时时钟装置同步。

3．根据权利要求1所述的可使授权自动失效的软件保护方法，其中上述的播送端与上述的各用户端所使用的计时振荡器具有设定的误差。

4．根据权利要求1所述的可使授权自动失效的软件保护方法，其中上述的标准的当前时间信号与上述的用户端的当前时间信号为可供转换为时间之用的任何形式。

5．根据权利要求1所述的可使授权自动失效的软件保护方法，其中上述的标准的当前时间信号与上述的用户端的当前时间信号为加密过的数据。

6．根据权利要求1所述的可使授权自动失效的软件保护方法，其中上述的期限控制程序包含：

显示使用期满的图样或文字于屏幕上。

7．根据权利要求1所述的可使授权自动失效的软件保护方法，其中上述的期限控制程序包含：

输出控制信号至接收转换装置；

切换该接收转换装置至错误模式并输出错误数据至系统总线；及

中央处理器读取该系统总线所传输的错误数据，使程序无法进行。

8．根据权利要求1所述的可使授权自动失效的软件保护方法，其中上述的期限控制程序包含：

输出控制信号至随机存取存储装置；及

切换该随机存取存储装置至错误模式并输出错误数据至系统总线；及

中央处理器读取该系统总线所传输的错误数据，使程序无法进行。

9．根据权利要求1所述的可使授权自动失效的软件保护方法，其中上述的期限控制程序包含：

产生干扰信号至系统总线；及

中央处理器读取该系统总线所传输的断续数据，使程序无法进行。

10．根据权利要求1所述的可使授权自动失效的软件保护方法，其中上述的期限控制程序包含：

输出复位信号至中央处理器并复位该中央处理器。

11．根据权利要求1所述的可使授权自动失效的软件保护方法，其中所述步骤(e)的期限控制程序包含：

输出控制信号至接收转换装置；及

切换该接收转换装置至错误模式并输出错误数据供中央处理器读取，使程序无法正常进行。

12．根据权利要求11所述的可使授权自动失效的软件保护方法，其中上述的接收转换装置具有两种模式，正确模式使系统总线的数据输出正常，及错误模式使系统总线的数据输出错误。

13．根据权利要求1所述的可使授权自动失效的软件保护方法，其中所述步骤(e)的期限控制程序包含：

输出控制信号至随机存取存储装置；及切换该随机存取存储装置至错误模式并输出错误数据供中央处理器读取，使程序无法正常运行。

14．根据权利要求13所述的可使授权自动失效的软件保护方法，其中上述的随机存取存储装置具有两种模式，正确模式使该随机存取存储装置输出正常数据，错误模式使该随机存取存储装置输出错误数据。

15．根据权利要求1所述的可使授权自动失效的软件保护方法，其中所述步骤(e)的期限控制程序包含：

产生干扰信号至系统总线以干扰中央处理器的数据读取。

16．根据权利要求15所述的可使授权自动失效的软件保护方法，其中上述的干扰信号为产生断续的信号至系统数据，以干扰数据的传输。

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