CN209199101U - 一种高安全性的通讯加密装置及系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种高安全性的通讯加密装置及系统，所述通讯加密装置包括：主控模块、指纹模块、存储模块、网络模块、USB模块以及电源模块，所述指纹模块、存储模块、网络模块、USB模块以及电源模块分别与所述主控模块相连接，所述指纹模块通过所述主控模块分别与所述存储模块和USB模块相连接。本实用新型通过加入指纹模块、存储模块、网络模块和USB模块等，能够利用指纹技术识别用户身份，提高用户使用的方便性，并且为提高通讯加密装置的安全性能提供了很好的硬件基础，降低数据被篡改或是密钥被网络盗取的可能性，实时且可靠。

Description

一种高安全性的通讯加密装置及系统

技术领域

本实用新型涉及一种通讯装置，尤其涉及一种高安全性的通讯加密装置，并涉及一种包括了该高安全性的通讯加密装置的通讯加密系统。

背景技术

当前，物联网设备呈指数级增长态势，传统设备接入互联网成为技术发展和产业应用大势所趋，智能家居、智能厂区和智能楼宇等领域的通讯业务也越来越广泛。但是，人们在享受万物互联带来的便利同时，物联网终端的安全问题却逐渐暴露出来，甚至成为最薄弱环节，比如远程输入控制信息等，哪怕加入密钥，密钥也有可能泄密，因此，通讯装置的安全性能急需提升。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是需要为提高通讯加密装置的安全性能提供硬件基础，需要为控制数据实现加密和通讯提供高安全性的硬件基础，并进一步提供包括了该高安全性的通讯加密装置的通讯加密系统。

对此，本实用新型提供一种高安全性的通讯加密装置，包括：主控模块、指纹模块、存储模块、网络模块、USB模块以及电源模块，所述指纹模块、存储模块、网络模块、USB模块以及电源模块分别与所述主控模块相连接，所述指纹模块通过所述主控模块分别与所述存储模块和USB模块相连接。

本实用新型的进一步改进在于，所述网络模块包括网卡模块、WiFi模块以及4G模块中的任意一种或几种。

本实用新型的进一步改进在于，还包括语音模块和扬声器，所述主控模块通过语音模块连接至所述扬声器。

本实用新型的进一步改进在于，所述主控模块包括控制器和FPGA配置电路，所述FPGA配置电路与所述控制器相连接。

本实用新型的进一步改进在于，所述存储模块包括DDR3内存单元和加密芯片，所述加密芯片分别与所述DDR3内存单元和主控模块相连接。

本实用新型的进一步改进在于，还包括指示灯模块，所述指示灯模块与所述主控模块相连接。

本实用新型的进一步改进在于，所述指示灯模块包括指纹检测指示灯、电源指示灯以及网络指示灯中的任意一种或几种。

本实用新型的进一步改进在于，还包括复位按键，所述复位按键连接至所述主控模块的主控芯片复位管脚。

本实用新型的进一步改进在于，还包括数据同传按键，所述数据同传按键连接至所述主控模块。

本实用新型还提供一种高安全性的通讯加密系统，包括了至少两个如上所述的高安全性的通讯加密装置。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：通过加入指纹模块、存储模块、网络模块和USB模块等，能够利用指纹技术识别用户身份，提高用户使用的方便性，并且为提高通讯加密装置的安全性能提供了很好的硬件基础，能够给控制数据实现加密和通讯提供高安全性的硬件基础，比如，可以通过USB模块和存储模块将用户的指纹信息同步并固化为本地密钥，使得恶意用户无法通过网络传输获取密钥，增大恶意用户暴力破解密钥的难度，并同时使用指纹信息进行数字签名，降低数据被篡改的可能性，进而为保证通讯加密装置的高安全性能提供了很好的硬件基础，实时且可靠。

附图说明

图1是本实用新型一种实施例的模块结构示意图；

图2是本实用新型一种实施例的前视结构示意图；

图3是本实用新型一种实施例的后视结构示意图；

图4是本实用新型一种实施例的控制器的电路原理图；

图5是本实用新型一种实施例的FPGA配置电路的电路原理图；

图6是本实用新型一种实施例的指纹模块的电路原理图；

图7是本实用新型一种实施例的存储模块的电路原理图；

图8是本实用新型一种实施例的网络模块的电路原理图；

图9是本实用新型一种实施例的USB模块的电路原理图；

图10是本实用新型一种实施例的电源模块的电路原理图；

图11是本实用新型一种实施例的语音模块的电路原理图。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型的较优的实施例作进一步的详细说明。

如图1至图10所示，本例提供一种高安全性的通讯加密装置，包括：主控模块1、指纹模块3、存储模块4、网络模块5、USB模块6以及电源模块8，所述指纹模块3、存储模块4、网络模块5、USB模块6以及电源模块8分别与所述主控模块1相连接，所述指纹模块3通过所述主控模块1分别与所述存储模块4和USB模块6相连接。

本例通过加入指纹模块3、存储模块4、网络模块5和USB模块6等，能够利用指纹技术识别用户身份，提高用户使用的方便性，并且为提高通讯加密装置的安全性能提供了很好的硬件基础，降低数据被篡改或是密钥被网络盗取的可能性，实时且可靠。

本例所述指纹模块3通过所述主控模块1分别与所述存储模块4和USB模块6相连接，比如，所述指纹模块3所采集的指纹信息通过所述USB模块6有线同步至至少两个所述通讯加密装置的存储模块4中，存储后的指纹信息用于对其所在的通讯加密装置实现本地的数据加密、数据解密以及身份认证，即在实际应用中可以通过其中一个所述通讯加密装置录入并存储用户的指纹信息，然后通过USB模块6采用有线方式将所述指纹信息同步至其他的所述通讯加密装置中，以实现指纹信息的存储，便于后续的数据加密、数据解密以及身份认证等过程的实现。

如图4和图5所示，本例所述主控模块1是基于FPGA芯片的主控制部分，集成了控制器及FPGA，优选可以采用Xilinx 公司的Zynq-7000 SoC，组合了一个双核ARM Cortex-A9处理器和一个传统的现场可编程门阵列FPGA，将 ARM 处理器和 FPGA 架构紧密集成，使得产品拥有高性能和低功耗的特性，其处理核心为Dual ARM Cortex-A9 MPCore，最高主频为866MHz。因此，本例所述主控模块1除了包括如图4所示的控制器部分之外，还优选包括图5所示的FPGA配置电路2，所述FPGA配置电路2与所述控制器相连接，使用支持FPGA的配置。在实际应用中，所述控制器部分不局限于如图4所示的电路，而是能够兼容FPGA的控制模块即可，如各种ARM处理器等。

本例所述指纹模块3优选采用ZAZ-0A0采集指纹信息，杜绝了人造指纹的安全隐患问题，如图1和图2所示，通过指纹接口19实现指纹信息的采集。如图6所示，所述指纹模块3优选包括电子驱动器、指纹传感器、静电分离和反馈单元以及静电放电单元，所述电子驱动器以及所述静电分离和反馈单元分别与所述指纹传感器相连接，所述静电分离和反馈单元与所述静电放电单元相连接，进而实现静电放电、分离、抗干扰和反馈等功能，提高了指纹识别的稳定和可靠性能。

本例所述存储模块4的电路图如图7所示，所述存储模块4优选包括DDR3内存单元和加密芯片，所述加密芯片分别与所述DDR3内存单元和主控模块1相连接，进而实现数据的加密控制。优选的，本例采用加密芯片DX81C04保护代码及指纹秘钥，防止非法访问和外部攻击。MT41K256M16HA-125DDR3 内存颗粒，1GB DDR3 SDRAM（2 x 512MB），W25Q128BVFIG，16MB SPI Flash。

如图8所示，本例所述网络模块5优选采用Zynq-7000 SoC芯片实现网络内置模块，比如高通AR8035的以太网物理层芯片，所述网络模块5优选包括网卡模块、WiFi模块以及4G模块中的任意一种或几种。如图1和图3所示，所述网卡模块通过网线口15实现网络连接；所述4G模块优选采用USR-LTE-7S4芯片将串口数据转成4G数据，并通过4G卡插槽16实现4G网络连接。所述WIFI模块优选采用ZAWM100芯片进行WIFI接入。

如图3和图9所示，本例所述USB模块6优选采用Zynq-7000 SoC芯片集成的USB，如USB3320C芯片，并通过USB接口17实现有线连接。

如图3和图10所示，本例所述电源模块8优选采用AMS1086-3.3芯片和AMS1086-1.8芯片进行供电，其通过电源接口7实现供电。

如图1、图2和图11所示，本例还优选包括语音模块9和扬声器18，所述主控模块1通过语音模块9连接至所述扬声器18。所述语音模块9可以采用LD3320语音集成模块进行语音播放，如指纹检测提示等。

当然，本例图4至如11所示的，属于本例各个模块的优选实现电路，在实际应用中，可以根据客户的需求或是选用的主控芯片不同而适应性修改这些电路。

如图2所示，本例还包括指示灯模块，所述指示灯模块与所述主控模块1相连接。所述指示灯模块优选包括指纹检测指示灯10、电源指示灯11以及网络指示灯12中的任意一种或几种，用于实现状态指示功能。

如图3所示，本例还包括复位按键13和数据同传按键14，所述复位按键13连接至所述主控模块1的主控芯片复位管脚，用于实现所述通讯加密装置的复位；所述数据同传按键14连接至所述主控模块1，用于控制将采集的指纹信息通过所述USB模块6有线同步至多个所述通讯加密装置的存储模块4中。

本例还提供一种高安全性的通讯加密系统，包括了至少两个如上所述的高安全性的通讯加密装置。

综上所述，本例通过加入指纹模块、存储模块、网络模块和USB模块等，能够利用指纹技术识别用户身份，提高用户使用的方便性，进而为提高通讯加密装置的安全性能提供了很好的硬件基础，能够给控制数据实现加密和通讯提供高安全性的硬件基础，比如，可以通过USB模块和存储模块将用户的指纹信息同步并固化为本地密钥，使得恶意用户无法通过网络传输获取密钥，增大恶意用户暴力破解密钥的难度，并同时使用指纹信息进行数字签名，降低数据被篡改的可能性，进而为保证通讯加密装置的高安全性能提供了很好的硬件基础，实时且可靠。

本例所述通讯加密系统中，优选其中的一个所述通讯加密装置为用户随身携带的移动通讯加密装置，其他的所述通讯加密装置分别与受控的终端设备相连接；所述通讯加密系统的工作过程如下：通过其中一个所述通讯加密装置录入并存储用户的指纹信息，然后通过USB模块6采用有线方式将所述指纹信息同步至其他的所述通讯加密装置中，以实现指纹信息的存储；用户通过随身携带的移动通讯加密装置录入指纹，进而与所述存储模块4中所存储的指纹信息进行匹配和身份认证，在认证通过后，使用存储的指纹信息作为密钥对需要传输的控制数据进行加密，并使用存储的指纹信息进行数字签名，然后通过所述网络模块5传送到远程的通讯加密装置；远程的通讯加密装置收到加密的控制数据后先通过同步存储的指纹信息进行数字签名的认证，认证通过后使用本地存储的指纹信息作为密钥进行解密，进而得到所述控制数据。

也就是说，本例如果进一步优化，可以存在以下特点：第一、使用指纹信息作为秘钥对传输数据进行加解密；第二、使用指纹信息进行数字签名；第三、使用指纹信息绑定通讯加密装置，绑定的至少两个通讯加密装置之间形成一个封闭的网络；第四、指纹识别技术，基于用户唯一标识遵循一人一密钥；而且在本地存储密钥，密钥通过有线在多台设备间传输来代替网络传输；第五、能够实现本地和远程的双认证模式。

当然，这些工作过程并不是本申请要保护的内容，本申请所要保护的是实现该高安全性的通讯加密装置的硬件基础，为后续升级和更新提供很好的条件。

本例所述通讯加密系统推出的基于FPGA IP核解决方案，结合指纹技术提高通讯的安全性，能够适用于智能家居、智能厂区和智能楼宇等对信息安全有较高要求等应用场合。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种高安全性的通讯加密装置，其特征在于，包括：主控模块、指纹模块、存储模块、网络模块、USB模块以及电源模块，所述指纹模块、存储模块、网络模块、USB模块以及电源模块分别与所述主控模块相连接，所述指纹模块通过所述主控模块分别与所述存储模块和USB模块相连接。

2.根据权利要求1所述的高安全性的通讯加密装置，其特征在于，所述网络模块包括网卡模块、WiFi模块以及4G模块中的任意一种或几种。

3.根据权利要求1所述的高安全性的通讯加密装置，其特征在于，还包括语音模块和扬声器，所述主控模块通过语音模块连接至所述扬声器。

4.根据权利要求1至3任意一项所述的高安全性的通讯加密装置，其特征在于，所述主控模块包括控制器和FPGA配置电路，所述FPGA配置电路与所述控制器相连接。

5.根据权利要求1至3任意一项所述的高安全性的通讯加密装置，其特征在于，所述存储模块包括DDR3内存单元和加密芯片，所述加密芯片分别与所述DDR3内存单元和主控模块相连接。

6.根据权利要求1至3任意一项所述的高安全性的通讯加密装置，其特征在于，还包括指示灯模块，所述指示灯模块与所述主控模块相连接。

7.根据权利要求6所述的高安全性的通讯加密装置，其特征在于，所述指示灯模块包括指纹检测指示灯、电源指示灯以及网络指示灯中的任意一种或几种。

8.根据权利要求1至3任意一项所述的高安全性的通讯加密装置，其特征在于，还包括复位按键，所述复位按键连接至所述主控模块的主控芯片复位管脚。

9.根据权利要求1至3任意一项所述的高安全性的通讯加密装置，其特征在于，还包括数据同传按键，所述数据同传按键连接至所述主控模块。

10.一种高安全性的通讯加密系统，其特征在于，包括了至少两个如权利要求1至9任意一项所述的高安全性的通讯加密装置。