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基于USB接口的软件加密锁的设计与实现

作　者: 居锦武
导　师: 雷航
学　校: 电子科技大学
专　业: 计算机软件与理论
关键词: 通用串行总线 加密锁 单片机 驱动程序 加密
分类号: TP309.7
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要


随着计算机技术的发展,特别是软件技术的发展,软件的知识产权保护问题越来越受到人们的重视,软件的反盗版设计是软件开发过程中极其重要的部分。为防止软件在没有得到验证和允许的情况下运行,出现了多种多样的软件保护技术,主要包括纯软件和纯硬件两类。虽然纯软件保护手段得到了广泛应用,但传统的软件保护技术在内核调试器面前不堪一击。本文提出一种基于USB接口的软件加密锁 的学位论文">加密锁的设计方案,该方案基于硬件电路实现对软件的保护,使用DES对称加密算法加密数据,支持加密锁识别、硬件序列号、加密算法验证等判别手段,支持大容量加密数据存储能力,具有即插即用、使用方便、保密性强、性价比高等特点。本文主要讨论了软件加密手段的现状分析;与本方案相关的USB接口规范;DES对称加密算法的原理与实现;基于USB接口的软件加密锁的硬件设计细节;固件程序的设计细节;主机端USB设备驱动程序和应用程序的设计细节;加密锁系统调试及测试。设计方案经测试表明达到预期目的。在设计软件加密锁过程中所总结的开发经验和资料,可作为其他基于USB接口的智能仪表、控制设备等的开发参考。

全文目录


摘要  4-5
ABSTRACT  5-9
第一章 引言  9-13
  1.1 软件加密的意义  9
  1.2 软件加密技术概述  9-11
    1.2.1 纯软件加密方式  10
    1.2.2 硬件加密方式  10-11
  1.3 国内软件加密锁的现状  11-12
  1.4 本论文的主要工作  12
  1.5 论文结构安排  12-13
第二章 相关技术简介  13-32
  2.1 加密算法基本概念  13-14
  2.2 常用加密算法  14-17
    2.2.1 对称加密算法DES  14-16
    2.2.2 非对称加密算法RSA  16-17
  2.3 USB 接口简介  17
  2.4 USB 系统结构  17-20
    2.4.1 USB 网络拓扑  18
    2.4.2 USB 主机  18-19
    2.4.3 USB 设备  19-20
    2.4.4 USB 的物理接口  20
  2.5 USB 数据流模型  20-24
    2.5.1 USB 逻辑分层  20-21
    2.5.2 USB 的详细数据流  21-24
  2.6 USB 协议层  24-30
    2.6.1 字段  24-25
    2.6.2 包格式  25-27
    2.6.3 事务  27-30
  2.7 常用的USB 接口芯片  30-31
  2.8 小结  31-32
第三章 加密锁硬件电路设计  32-43
  3.1 加密锁的硬件设计方案  32-35
    3.1.1 设计方案1  33
    3.1.2 设计方案2  33-34
    3.1.3 设计方案3  34-35
  3.2 PDIUSBD12 芯片功能简介  35-37
    3.2.1 PDIUSBD12 的端点与命令  35-37
    3.2.2 PDIUSBD12 的接口设计  37
  3.3 STC11F32XE 芯片功能简介  37-39
    3.3.1 STC11F32XE 的主要特点  38-39
  3.4 加密锁的硬件电路设计  39-42
    3.4.1 硬件系统框图  39-40
    3.4.2 硬件电路图  40-42
  3.5 小结  42-43
第四章 加密锁软件设计  43-74
  4.1 单片机固件程序设计  43-53
    4.1.1 加密算法的实现  43-44
    4.1.2 内部EEPROM 的读写算法  44-45
    4.1.3 单片机固件程序  45-53
  4.2 加密锁驱动程序设计  53-66
    4.2.1 WDM 驱动程序的体系结构  53-55
    4.2.2 WDM 驱动程序的层次  55-56
    4.2.3 IRQL 中断请求级  56-57
    4.2.4 即插即用  57-58
    4.2.5 USB 加密锁的枚举过程  58-59
    4.2.6 驱动程序和应用程序的接口  59-60
    4.2.7 加密锁USB 驱动程序的开发  60-66
  4.3 加密锁主机演示程序设计  66-73
    4.3.1 驱动程序通信例程  67-69
    4.3.2 界面设计  69-73
  4.4 小结  73-74
第五章 加密锁的系统调试与测试  74-78
  5.1 加密锁的系统调试  74-75
    5.1.1 调试工具  74-75
    5.1.2 调试方法  75
  5.2 加密锁的测试  75-77
    5.2.1 操作系统平台测试  75-76
    5.2.2 硬件平台测试  76-77
  5.3 小结  77-78
第六章 结论  78-80
致谢  80-81
参考文献  81-82
附录A 系统电路原理图  82-83
附录B 在学期间的研究成果  83-84

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 计算技术、计算机技术 > 一般性问题 > 安全保密 > 加密与解密
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