CN1282027A - 安全钥匙装置 - Google Patents

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Abstract

一种防止非法复制软件的安全钥匙装置。CD－ROM销售时带有多个贴附在CD套上的LC谐振卡片,以便安装时产生核对数字。将CD套放置在与计算机连接的反射波扫描器上可检测到由LC谐振卡片反射波。扫描器将对应于LC谐振卡片反射波的核对数字输送到计算机上。在确认CD－ROM的ID钥匙数据和核对数字后,安装者在计算机中执行安装。之后,根据告示将套上的LC谐振卡片撕掉或改变贴附位置,安装者确认反射波中的变化以完成安装。

Description

安全钥匙装置
本发明涉及一种安全钥匙装置，特别是涉及一种使用电感-电容(LC)谐振卡片作为安全钥匙的安全钥匙装置。
记载在载体上的，例如记载在CD-ROM，ROM件和软盘上的，并且在市场上出售的软件程序经常会碰到一个问题，那就是被他人作侵犯版权的非法复制，因此需要紧迫地提供一种安全钥匙装置来防止这种非法复制的行为。
尤其是近年来，一种通过联机网络，例如国际互联网提供软件程序和各种数据的系统已经投入使用，并且也已经提出要建立一种通过国际互联网提供收费的音乐节目和视频节目的系统，这样，提供一种安全钥匙装置就变得非常必要，因为它仅允许那些满足预先确定条件者从数据服务系统处下载数据，以便解决付费结算等问题。
有一种这类的安全钥匙装置是公知的，其代表就是使用一种IC卡或一种磁卡来作安全钥匙装置。需要使用某一数据服务系统的用户就可以购置一张由该数据源发放的IC卡或磁卡，然后利用一读卡器读写出卡上的数据，以打开联机网络上为提供某一具体内容而设置的安全钥匙，从而将所需要的程序或节目下载。
然而，IC卡和磁卡需要相当高的成本来制作。而在将来预计利用通讯网络者的数量会有惊人的增加，因此需要提供一种低成本的安全钥匙装置。这样就提出了一个技术任务，即必须解决提供一种低成本大量生产的安全钥匙装置的任务。
本发明的目的就是解决上述任务。
本发明提供了一种安全钥匙装置来实现上述的目的，这种安全钥匙装置包括：
一LC谐振卡片，它通过在一绝缘膜的一个表面或两个表面上形成一导电的螺旋图形而组成一LC谐振线路；
一反射波扫描器，它传送来自频率扫描传送器(frequencysweeping transmitter)的扫描电磁波，将由接收器接收的波形与所传送的波形进行比较，根据比较的结果测定在传送电场中有否LC谐振卡片以及LC谐振卡片的谐振频率；
反射波扫描器连接到一个人计算机上，而该计算机的保密是通过利用由LC谐振卡片反射的并由反射波扫描器测定的波作为一安全钥匙来进行操纵的；
其中，LC谐振卡片连接到一组装软件上，例如CD-ROM或ROM件上，检测数字数据是通过由LC谐振卡片反射的并由反射波扫描器测定的波的频率来形成的，或者通过这种波的频谱图形(frequency spectrum pattern)来形成的，组装软件的ID钥匙数据与该检测数字数据进行核对，根据核对的结果决定是允许还是禁止安装、复制和重写该软件的数据。
本发明还提供一安全钥匙装置，其中检测数字数据是通过由发放的或出售的LC谐振卡片反射的波的频率来形成的，或者通过这种波的频谱图形来形成的，联机网络上的某一特定内容的ID钥匙数据与该检测数字数据进行核对，根据核对的结果决定是允许还是禁止读取该数据并将其下载。
现结合附图对本发明的实施例作详细的说明。
图1是一LC谐振卡片的剖视图；
图2是LC谐振卡片的示意图，其中图2(a)为一平面图，展示出在前表面上的导电图形，图2(b)为一平面图，展示出在后表面上的导电图形，图2(c)为一示意图，表现出在前后表面上导电图形之间的位置关系；
图3是反射波扫描器线路的框图；
图4(a)、图4(b)、图4(c)是表示反射波扫描器扫描操作的周期图；
图5是根据抽样测试的LC谐振卡片反射波绘制的波形图形示意图；
图6是软件安装操作系统的示意图；
图7是免费的联机数据供应系统的示意图。
本发明的安全钥匙装置是由一与个人计算机连接的反射波扫描器和一LC谐振卡片组成。
图1为一LC谐振卡片1的实例，其两面都设有导电图形，该卡片呈薄片状，它是通过用粘结剂3将金属导电层4和5贴附在绝缘片2的两表面上而形成的。现参阅图2(a)至图2(c)，设置在LC谐振卡片1两表面上的导电层4和5设有较大面积的电容器图形4b和5b，该图形连接到长方形螺旋圈图形4a和5a的外端。前后表面上的螺圈图形4a和5a的内周端部由导电件6连接在一起，见图1。LC串联谐振线路是由一螺圈图形4a和5a所形成的电感和一电容器图形4b和5b所形成的电容构成，电容隔着绝缘片2与电感相对。
LC谐振卡片的谐振频率随螺旋圈图形4a，5a的圈数和电容器图形4b，5b的面积而变化，制备了多种具有不同谐振频率的LC谐振卡片，以应用在从短波波段到超短波波段的范围中。导电层4和5是通过腐蚀，通过印制上一层导电胶，或通过类似的方法形成的。作为绝缘片2，可以采用聚丙烯(PP)，聚乙烯对本二甲酸酯(PET，polyethylene terephthalate)聚酰亚胺(Pl)。作为粘结剂3，最好采用其绝缘常数基本等于绝缘片2的材料。
图3展示了反射波扫描器11的线路方框的结构，在该结构中，由程序控制装置12控制的VCO 13的输出经过传送放大器14而放大，然后由传送天线15发射。在这里，所采用的频率波段从短波波段一直到超短波波段，而预置频率波段(presetfrequency band)的扫描则以一规则的扫描间隔重复进行着。
当发射波被一个与反射波扫描器11的扫描频率波段中给定频率进行谐振的LC谐振卡片反射时，发射波就会落到接收天线16上。接收波通过接收放大器17而放大，然后和传送放大器14的输出一起输入到相位比较器18。相位比较器18的输出由与标准钟同步的A／D变换器19进行取样(sampled)。已去除噪音并且是二进制编码的接收波形数据被写入到一个程序控制装置12的存储器中。
扫描频率波段数据，扫描间隔数据以及波形图形分析程序都存储在上述程序控制装置12的存储器中。程序控制器12具有比较／分析功能，它将接收的波形图形数据与基准的波形图形数据进行对比，上述比较／分析功能是基于在图象处理领域中广泛应用的图形匹配方法(pattern matching method)的。根据对发射波进行比较和分析的结果，程序控制器12将与LC谐振卡片有关的数据传送到主计算机中。
现在要说明的是反射波扫描器11的操作。反射波扫描器的传送频率波段被分成10个信道，使用10种LC谐振卡片，其谐振频率几乎处于信道频带(band of the channel)的中心。
反射波扫描器逐次地扫描频带，从CH-1(信道1)一直到CH-10(信道10)，如图4(a)所示。每一个信道由17级(step)频带组成[从fn00到fn16(n=1，2，…，10)]，如图4(b)所示。频率通过控制所述程序控制装置逐级地进行改变，如5．00MHz，5．01MHz，5．02MHz，5．03MHz，…以便对每一个信道17级进行扫描。
另外，如图4(c)所示，17级的每一个频率fn(i)都传送一预定的时间长度T2(若干微秒)。为了解决噪音，每一频率fn(i)间歇地重复地传送多次，达到一循环时间T1(数十微秒)，然后再传送下一级的频率fn(i+1)。
图4(c)展示了传送输出门(transmission output gate)的时间安排，其中A代表由发射天线发射的电磁波的波形，而B代表输入到接收天线的波形，此时LC谐振卡片并不处在接收天线的敏感区域。
另一方面，当与发射电磁波的频率进行谐振的LC谐振卡片处于天线的敏感区域时，LC谐振卡片的反射波在从发射天线到达接收天线时就直接叠加在电磁波上，从而形成由C代表的波形。
在区段P1中，在这种情况下，B和C之间相对于由A表示的传送波形的相位是不同的(A-B≠A-C)。另外，在C中，被LC谐振卡片延迟的反射波是在接着区段P1之后的区段P2中出现。
如果将仅以同一频率在保持一预定时间长度中传送多次的反射波延迟部分(P2)的接收电平累积起来，并且如果使在各个信道中各自频率(fn0-fn16)反射波的接收电平经过A／D变换和取样，就能获得图5所示的谐振电平图形。
反射波扫描器重复传送相同的频率fn(i)，以消除白噪音和脉冲噪音，象在C中，C相位不同于B出现在区段P1中，并且当在区段P2中的谐振电平图形满足图5所示的基于d1和d2的谐振锐度，以及满足以d3表示的设计频率(design frequency)允许误差范围中一预定值时，反射波扫描器就明确规定出LC谐振卡片的频率信道。而后，反射波扫描器将有关于LC谐振卡片的数据发送到主计算机处。
在一系统中LC谐振卡片的种类如上所述为10的情况下，并且在这些LC谐振卡片中有一种LC谐振卡片是附着在一物件上，那么能够识别标记的种类数是10。在一系统中LC谐振卡片的10信道中有5种LC谐振卡片组合地附着在该物件上的情况下，那么根据排列组合方程式的计算，能够识别标记的种类数是10C5=252。当42信道中任意6个信道组合起来，那么能够识别标记的种类数是42C6=5，245，786。根据需要，通过增加传送／接收信道和LC谐振卡片的频率信道，能够识别标记的种类数几乎可以增加到无限。
现在说明根据上述安全钥匙装置的软件安装管理系统。参阅图6，反射波扫描器11通过USB缆线22连接到一个人计算机21的通用系统总线(USB)上，并且由个人计算机21的OS进行控制。个人计算机将一个安全数据控制信号输送到反射波扫描器11处，而后者将基于由LC谐振卡片反射波的核对数字数据输送到个人计算机21。多个LC谐振卡片1附着在CD-ROM的CD套23上以便投放市场，CD-ROM是一组软件，LC谐振卡片1是用来作为产生核对数字的手段，以补偿DC-ROM的串行ID钥匙数据。
当CD套23在安装软件时安置在反射波扫描器11上时，反射波扫描器11如上所述检测由LC谐振卡片反射的波，而对应于反射波的核对数字将被输送到个人计算机21处。
形成核对数字的方法可以从LC谐振卡片的谐振频率，或从LC谐振卡片的反射波图形数据，根据类似条形码系统的核对数字计算公式而求得核对数字，或者可以通过参阅核对数字数据表而组成核对数字，或者可以根据其组合求得核对数字，而无需什么特别的限制。
一旦确认CD-ROM的CD钥匙数据和由反射波产生的核对数字，个人计算机21的OS的安装者就执行软件的安装工作。
完成安装工作后，OS的安装者就将LC谐振卡片1从CD套23上撕下，或者展示一个告示，指出贴附LC谐振卡片的位置要改变。当使用者根据指示将LC谐振卡片1撕下，反射波扫描器11检测出一改变图形的反射波。当确认输出的数据就是那些按指示的数据，安装工作就完成了。另外，当LC谐振卡片要撕掉时，LC谐振卡片可以与一明信片组成一体，挂号寄给使用者，以防止非法复制的行为，而不会出错。
对于软件版本提级就要提供版本提级的LC谐振卡片。如果LC谐振卡片贴附在CD套23上一预定位置处，并且安置在反射波扫描器11上，用于版本提级的核对数字则通过反射波扫描器11读出，以完成版本提级操作。在联机版本提级的情况下，那么在线指示撕掉LC谐振卡片，或改变贴附位置，而当反射波扫描器11的输出数据按指示已进行改变后，就可执行版本提级操作。
图7展示出一收费节目供应媒介的，例如音乐和电影的联机销售系统，在这里销售含有作为安全钥匙的LC谐振卡片1的票卷24，或者将票卷贴附在一本杂志上或一本书籍上出售。购买音乐数据的费用可以包括在票卷的价格中，或包括在杂志的价格中。或者，当下载数据时，也可以通过联机由使用者的帐户来支付费用。
当票卷24是设定给反射波扫描器时，由该票卷24的LC谐振卡片1所获得的核对数字就作为一个钥匙来打开互联网上收费节目供应媒介的内容。然后，将编制在所要求音乐节目数据中的管理数据，例如电子水印数据，与LC谐振卡片上的核对数字进行核对。当核对的结果是正确时，就可以根据票卷24上的指示将预定的LC谐振卡片撕掉，在该票卷上已贴附有多个LC谐振卡片1。在反射波扫描器11确认LC谐振卡片已经被撕掉后，音乐数据就可下载到个人计算机上，并写入一专门用于所供应媒介的、实体存储型重放装置中。一旦撕掉后，很薄的LC谐振卡片就会变形。所以，即使再次将该卡片贴附在票卷上，频率特性曲线将改变。这样，LC谐振卡片就丧失了其安全钥匙的功能，不能再次使用。
另外，反射波扫描器11可以设有一票卷插入口，在插入口的内部可以设有能毁坏LC谐振卡片的装置，例如通过激光或冲孔来毁坏，也可以设有还能改变谐振频率的装置，这样，在票卷只能有效使用一次的情况下，票卷上的LC谐振卡片就得以毁坏，于是票卷在插入票卷插入口并确认其上的核对数字后是不能再次使用的。在票卷可多次有效使用情况下，每一次使用后通过改变谐振频率毁坏多个LC谐振卡片中的一张LC谐振卡片，这样就由反射波来确认未使用的次数，和控制票卷能使用的次数。
无需指出，本发明的安全钥匙装置可以应用来作为一种防止复制计算机游戏软件行为的装置，可以作为安全钥匙装置应用于预付系统，例如互联网上收费阅读系统。另外，本发明绝不仅限于上述的实施例，它可在本发明的技术范围内以多种方式进行变动。所以，应该看到，本发明事实上还包括这些变动的实施例。
如上所述，本发明的安全钥匙装置利用LC谐振卡片作为一种安全钥匙，比起用IC卡和磁卡作安全钥匙来要便宜得多，而且几乎不受外界环境的影响，所以可以期望得到稳定的运行。另外，复制LC谐振卡片其本身是非常困难的，所以LC谐振卡片在防止非法复制软件及保证网上交流的安全性上显示出极大的效果。

Claims (2)

1．一种安全钥匙装置包括：
一LC谐振卡片，它通过在一绝缘膜的一个表面或两个表面上形成一导电的螺旋图形而组成一LC谐振线路；
一反射波扫描器，它传送来自频率扫描传送器的扫描电磁波，将由接收器接收的波形与所传送的波形进行比较，根据比较的结果测定在传送电场中有否LC谐振卡片以及LC谐振卡片的谐振频率；
反射波扫描器连接到一个人计算机上，而该计算机的保密是通过利用由LC谐振卡片反射的并由反射波扫描器测定的波作为一安全钥匙来进行操纵的；
其中，LC谐振卡片连接到一组装软件上，例如CD-ROM或ROM件上，检测数字数据是通过由LC谐振卡片反射的并由反射波扫描器测定的波的频率来形成的，或者通过这种波的频谱图形来形成的，组装软件的ID钥匙数据与该检测数字数据进行核对，根据核对的结果决定是允许还是禁止安装、复制和重写该软件的数据。
2．一种安全钥匙装置包括：
一LC谐振卡片，它通过在一绝缘膜的一个表面或两个表面上形成一导电的螺旋图形而组成一LC谐振线路；
一反射波扫描器，它传送来自频率扫描传送器的扫描电磁波，将由接收器接收的波形与所传送的波形进行比较，根据比较的结果测定在传送电场中有否LC谐振卡片以及LC谐振卡片的谐振频率；
反射波扫描器连接到一个人计算机上，而该计算机的保密是通过利用由LC谐振卡片反射的并由反射波扫描器测定的波作为一安全钥匙来进行操纵的；
其中检测数字数据是通过由发放的或出售的LC谐振卡片反射的波的频率来形成的，或者通过这种波的频谱图形来形成的，联机网络上的某一特定内容的ID钥匙数据与该检测数字数据进行核对，根据核对的结果决定是允许还是禁止读取该数据并将其下载。
CN00105859.2A 1999-07-22 2000-04-14 安全钥匙装置 Pending CN1282027A (zh)

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