CN201408507Y - 用于嵌入式设备的加密装置 - Google Patents

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赵丹
胡俊普
王松
彭兆华
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Link Sky Network (Shenzhen) Ltd.
SHENZHEN LENOVONET COMMUNICATION TECHNOLOGY CO.,LTD.
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Lenovo Tereco Networks Shenzhen Co Ltd
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Abstract

一种用于嵌入式设备的加密装置，包括：控制系统文件模块(10)运行的微处理器(20)，以及用于接收微处理器(20)产生的加密值，将该加密值与第二关键值进行解码运算，得到一个解密值的加密芯片(30)，该加密芯片(30)与微处理器(20)连接；而微处理器(20)包括：控制器(26)；由控制器(26)控制，用于产生一个加密值，且对加密芯片(30)产生的解密值进行认证处理的认证模块。本实用新型具有实现成本低廉和良好的移植性的优点，并可批量生产应用于各种嵌入式系统。

Description

用于嵌入式设备的加密装置
技术领域
本实用新型涉及一种加密装置，尤其是涉及一种针对嵌入式控制与处理系统的加密装置。
背景技术
目前，嵌入式控制与处理系统(简称嵌入式系统)越来越被广泛地应用在如通讯领域、测试设备、医疗仪器以及信息家电等各种领域中，同时嵌入式设备的安全性问题也越来越突出。
目前针对嵌入式系统上的加密手段还是沿用传统技术的加密手段。传统技术的加密手段主要有：
1.特殊磁道加密方式，该方法主要应用于DOS系统下，对磁盘进行加密操作。该方式一般都是对软盘的一些特殊磁道写入特殊字节，在运行软件时对该软盘的指定磁道进行读取判断。该方式存在用于加密的特殊字节部分是可复制、可读取的缺点，安全性能较低。
2.打印接口上加装硬件装置，通过硬件装置进行加密处理；然而，一般情况下，嵌入式系统中不会具有打印接口，因而无法通用在所有嵌入式系统中。
3.扩展槽内加装进行加密处理硬件装置，但是，嵌入式系统一般都是具有高集成度的专用设备，不会给用户提供额外的扩展槽。
实用新型内容
本实用新型的目的是提出一种嵌入式设备的加密装置，该加密装置能够有效达到加密的效果，并且可以批量生产。
为达到上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：一种用于嵌入式设备的加密装置，包括系统文件模块以及控制该系统文件模块运行的微处理器，以及用于接收微处理器产生的加密值，将该加密值与第二关键值进行解码运算，得到一个解密值的加密芯片，该加密芯片与微处理器通过I2C总线接口连接；而微处理器包括：控制器，由控制器控制，用于产生一个加密值，且对加密芯片产生的解密值进行认证处理的认证模块。
优选的，认证模块包括：产生一组随机数字的数据产生器；存储第一关键值的存储器；将随机数字与第一关键值作为参数进行加密算法处理，得出一个加密值的加密处理单元，其连接数据产生器、存储器和控制器；将加密值发送给加密芯片，并从加密芯片获取解密值的接口单元，其连接加密处理单元和加密芯片；将解密值与数据产生器产生的随机数字进行比较判断，决定是否通过认证的认证处理单元，其连接接口单元和控制器。
优选的，第二关键值与第一关键值相同。
优选的，加密芯片通过数据线和时钟线与微处理器连接。
优选的，加密芯片的复位接脚连接由电阻和电容构成的RC复位电路，加密芯片的电源接脚连接电源及为电源去耦的电容。
与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：
本实用新型提出的加密装置，是嵌入式设备安全保护技术的重要措施，具有实现成本低廉和良好的移植性的优点，并可批量生产应用于各种嵌入式系统的产品或设备之中。
附图说明
图1是本实用新型一个较佳实施例的电路结构示意图。
图2是图1中微处理器的模块结构示意图。
具体实施方式
本实用新型的工作原理如下：在嵌入式设备外接一个加密芯片，通过该加密芯片配合对嵌入式系统进行认证处理；只有通过认证处理之后，方可正式进入嵌入式系统。也就是说，若缺少加密芯片，或者加密芯片与嵌入式系统不配套时，由于无法对嵌入式系统完成认证处理，使嵌入式系统不能进入正常的工作状态或运行状态，从而达到了加密的目的。
如图1所示，嵌入式设备包括：系统文件模块10和控制系统文件模块10运行的微处理器20；接入至微处理器20的2个GPIO接脚的加密芯片30，该加密芯片30与微处理器20只能通过I2C总线方式进行单字节存储或读取。
其中，加密芯片30共有8个PIN脚，分别为：PIN 1是A0脚，为I2C地址接脚，通过电阻R2接地；PIN 2是STA，表示高电平有效的复位接脚，连接电阻R1和电容C1构成的RC复位电路；PIN 3是NC，表示不用连接该PIN脚；PIN 4是GND，表示电源接地；PIN 5是SDA，表示与微处理器连接的数据线；PIN 6是SCL，表示与微处理器连接的时钟线；且SCL接脚、SDA接脚分别串接限流电阻R3和R4与VCC电源连接；PIN 7是NC，同PIN3；PIN 8是VCC，连接3.3V的电源VCC。
另外，加密芯片30的SDA脚、SCL脚分别与微处理器20相连；加密芯片30的A0脚接地；加密芯片30的I2C总线接口的低地址为0，VCC电压提供3.3V，STA脚使用RC复位电路。
结合图2所示，微处理器20包括：控制器26以及对系统文件模块10进行加密处理的认证模块，其中，该认证模块包括：数据产生器21、存储器22、加密处理单元23、与加密芯片30连接的接口单元24、认证处理单元25。而控制器26控制加密处理单元23和认证处理单元25。
具体的加密过程为：由数据产生器21随机产生一组随机数字，把该随机数字与存储器22中约定的关键值(KEY值，即第一关键值)作为参数，经过加密处理单元23中的加密算法处理，得出一个具体的加密值，通过接口单元24将所获取的加密值发送给加密芯片30；加密芯片30获取到加密值后，将它与已存入自己E2pROM里的第二关键值进行加密算法逆运算得出一个解密值，由接口单元24读取该解密值，并由认证处理单元25将该解密值与数据产生器21所产生的随机数字进行比较判断，决定是否通过认证。只有在解密值等于数据产生器21所产生的随机数字的情况下，认证才可以通过，此时微处理器20才会控制运行系统文件模块10。
如果加密芯片30的第二关键值与存储器22中约定的第一关键值不相等，则最终加密芯片30计算出来的解密值就不会等于数据产生器21产生的随机值，导致认证处理单元25得出不能通过认证的结论。不管任何原因，只要最终的解密值不正确，都会导致认证不通过，从而系统不能进入正常工作状态。
另外，加密芯片30的第二关键值在嵌入式设备制造时通过专用工具写入，且只允许写入一次，一旦写入后就无法修改，并无法读出。这样，除了设备制造商以外，他人根本无法获取到加密芯片30内部的第二关键值；另外，认证模块与嵌入式设备有机结合在一起，解密者无法通过删除认证模块的方法来绕过认证过程，从而达到加密的目的。
本实用新型提出的加密装置，是嵌入式系统安全保护技术的重要措施，具有实现成本低廉和良好的移植性的优点，并可批量生产应用于各种嵌入式系统的专用设备之中，比如以太网交换机。

Claims (6)

1、一种用于嵌入式设备的加密装置，其特征在于，包括：
用于控制系统文件模块(10)运行的微处理器(20)；
接收微处理器(20)产生的加密值，将该加密值与第二关键值进行解码运算，得到一个解密值的加密芯片(30)，该加密芯片(30)与微处理器(20)连接；
而微处理器(20)包括：控制器(26)；由控制器(26)控制，用于产生一个加密值，且对加密芯片(30)产生的解密值进行认证处理的认证模块。
2、根据权利要求1所述用于嵌入式设备的加密装置，其特征在于，认证模块包括：
产生一组随机数字的数据产生器(21)；
存储第一关键值的存储器(22)；
将随机数字与第一关键值作为参数进行加密算法处理，得出一个加密值的加密处理单元(23)，其连接数据产生器(21)、存储器(22)和控制器(26)；
将加密值发送给加密芯片(30)，并从加密芯片(30)获取解密值的接口单元(24)，其连接加密处理单元(23)和加密芯片(30)；
将解密值与数据产生器(21)产生的随机数字进行比较判断，决定是否通过认证的认证处理单元(25)，其连接接口单元(24)和控制器(26)。
3、根据权利要求2所述用于嵌入式设备的加密装置，其特征在于，第二关键值与第一关键值相同。
4、根据权利要求1所述用于嵌入式设备的加密装置，其特征在于，加密芯片(30)通过数据线及时钟线与微处理器(20)连接。
5、根据权利要求1所述用于嵌入式设备的加密装置，其特征在于，加密芯片(30)的复位接脚连接由电阻(R1)和电容(C1)构成的RC复位电路。
6、根据权利要求1所述用于嵌入式设备的加密装置，其特征在于，加密芯片(30)的电源接脚连接电源及为电源去耦的电容(C2)。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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