專利名稱：經(jīng)usb接口連接的電腦鎖的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種計(jì)算機(jī)的外接器件，具體講是一種可經(jīng)USB接口與計(jì)算機(jī)連接和通訊以實(shí)現(xiàn)對計(jì)算機(jī)工作進(jìn)行控制和管理的器件。
背景技術(shù)：
計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的普及加快了信息傳播的速度和范圍，在極大地方便了人們工作、學(xué)習(xí)和娛樂的同時，帶來了許多負(fù)面因素，沉迷于計(jì)算機(jī)中，特別是各種不良信息對未成年人的身體和心理都會造成不利的影響甚至危害。
為此，已有一些采用USB接口結(jié)構(gòu)的電腦鎖產(chǎn)品報(bào)道。但目前這類產(chǎn)品的實(shí)際使用效果尚不夠令人滿意。如有些產(chǎn)品只采用了一個USB接口電路的形式，其價格低廉，但功能單一，容易被復(fù)制、破解，安全性較差。有些帶有存儲器的USB鎖，但其內(nèi)容容易被破解、復(fù)制，整體安全性不夠高。有些帶有運(yùn)算處理電路的USB鎖可對計(jì)算機(jī)發(fā)來的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和運(yùn)算，將計(jì)算機(jī)發(fā)來的數(shù)據(jù)運(yùn)算后再將結(jié)果返回給計(jì)算機(jī)由計(jì)算機(jī)根據(jù)預(yù)先設(shè)定的處理方式對數(shù)據(jù)進(jìn)行對比、校驗(yàn)，安全性得到了很大的提高，但由于采用了多塊電路，成本也相應(yīng)增加，且數(shù)據(jù)在傳輸過程中容易被截獲、分析、破解。
實(shí)用新型內(nèi)容針對上述情況，本實(shí)用新型將提供一種經(jīng)USB接口連接的電腦鎖，通過這一外接器件與計(jì)算機(jī)的通訊，按在該器件中所設(shè)定的方式實(shí)現(xiàn)對計(jì)算機(jī)的工作進(jìn)行控制和管理。
本實(shí)用新型經(jīng)USB接口連接的電腦鎖的結(jié)構(gòu)中，至少應(yīng)包括有順序連接的USB通信協(xié)議及數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換單元、數(shù)據(jù)運(yùn)算處理單元和數(shù)據(jù)存儲單元，并由USB通信協(xié)議及數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換單元經(jīng)USB接口結(jié)構(gòu)與計(jì)算機(jī)連接。
上述的USB端口連接的電腦鎖與計(jì)算機(jī)接通后，通過計(jì)算機(jī)系統(tǒng)軟件經(jīng)USB接口和總線與該電腦鎖進(jìn)行通信和數(shù)據(jù)交換。如，由計(jì)算機(jī)系統(tǒng)應(yīng)用軟件檢測USB鎖的連接，通過對USB鎖相關(guān)的硬件信息和數(shù)據(jù)密碼的交換、檢測、校驗(yàn)，來判斷用戶的合法性，以此來決定是否啟動應(yīng)用軟件來控制、管理計(jì)算機(jī)資源，保護(hù)計(jì)算機(jī)用戶的數(shù)據(jù)安全、保護(hù)應(yīng)用軟件的合法使用防止惡意的拷貝和破壞，實(shí)現(xiàn)對計(jì)算機(jī)的工作方式和狀況進(jìn)行控制。
在實(shí)現(xiàn)上述經(jīng)USB接口連接的電腦鎖時，所說的各工作單元可以部分或全部采用為分立元件電路或集成電路的形式，目前已采用后者方式最為方便。
上述結(jié)構(gòu)中所說的USB通信協(xié)議及數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換單元，用于完成對來自計(jì)算機(jī)USB總線格式的數(shù)據(jù)的解釋和轉(zhuǎn)換，將USB數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成普通串行或并行的二進(jìn)制數(shù)據(jù)，以便其它電路使用，對數(shù)據(jù)作進(jìn)一步處理。目前可以完成此功能的芯片種類很多，如南京沁恒公司的CH372、CH375；深圳邁威公司的MW2332；CYPRESS公司的CY7C63001、CY7C68013；PHILIPS公司的PIDUSBD12、ISP1581、ISP1362、ISP1161；FREESCAL公司的68HC908JB8、68HC908JW32；SILICONLABORATORIES公司的CP2101、CP2101、C8051F320、C8051F327、C8051F340、C8051F347等型號的USB芯片均可以選用。
所說的數(shù)據(jù)運(yùn)算處理單元可通過編程對數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)算、比較、分析等量化處理，完成用戶自設(shè)定的工作流程和方式并運(yùn)行。如目前世面上的多種單片機(jī)及FPGA、DSP等微處理器都能完成這些功能可供選用。
所說的數(shù)據(jù)存儲單元，用于對來自計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)運(yùn)算處理電路等工作單元所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲，方便系統(tǒng)工作時的調(diào)用和備份?？梢赃x擇目前常用的多種串行和并行存儲器。
在上述基本結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，一般情況下還可以設(shè)置有用于向各工作單元提供工作時鐘信息的時鐘電路單元。
本實(shí)用新型上述電腦鎖的結(jié)構(gòu)簡單，具有體積小巧，功能實(shí)用且操作簡單的特點(diǎn)。通過設(shè)計(jì)適當(dāng)?shù)目刂坪筒僮鞒绦虿⒋鎯τ谄渲?，即能夠像一把門鑰匙一樣，鎖黃色圖象、鎖黃色網(wǎng)站、鎖黃色信息、鎖上網(wǎng)、鎖聊天、鎖游戲、選擇上網(wǎng)、限時上網(wǎng)、鎖文件、鎖電腦，實(shí)現(xiàn)對計(jì)算機(jī)的工作和使用進(jìn)行控制和管理，有利于解決避免計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)所帶來的負(fù)面不良影響甚至危害的問題。特別是通過一個集成電路而完成所需的USB接口電路、運(yùn)算處理電路、存儲器的功能時，減少了數(shù)據(jù)中間傳輸?shù)穆窂?，這樣運(yùn)算的數(shù)據(jù)不被外部截獲，加上這款器件本身具有的防復(fù)制和防破解功能配合編制的加密算法讓數(shù)據(jù)更為保密，運(yùn)算處理能完成32位以上的數(shù)據(jù)交換和加密功能，使得應(yīng)用的保密和安全性得到極大提升，因此保密性、安全性和應(yīng)用價值很高。
以下通過由附圖所示實(shí)施例的具體實(shí)施方式
，對本實(shí)用新型的上述內(nèi)容再作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。但不應(yīng)將此理解為本實(shí)用新型上述主題的范圍僅限于以下的實(shí)例。在不脫離本實(shí)用新型上述技術(shù)思想情況下，根據(jù)本領(lǐng)域普通技術(shù)知識和慣用手段做出的各種替換或變更，均應(yīng)包括在本實(shí)用新型的范圍內(nèi)。


圖1是本實(shí)用新型經(jīng)USB接口連接的電腦鎖的結(jié)構(gòu)框圖。
圖2是本實(shí)用新型經(jīng)USB接口連接的電腦鎖的一種電路結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3是本實(shí)用新型經(jīng)USB接口連接的電腦鎖的工作流程示意圖。
具體實(shí)施方式
圖1是本實(shí)用新型經(jīng)USB接口連接的電腦鎖的基本結(jié)構(gòu)。經(jīng)USB接口連接的電腦鎖，其特征是至少包括有順序連接的USB通信協(xié)議及數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換電路單元、數(shù)據(jù)運(yùn)算處理電路單元和數(shù)據(jù)存儲電路單元，并設(shè)置有用于向各工作單元提供工作時鐘信息的時鐘電路單元2。其中USB通信協(xié)議及數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換單元經(jīng)USB接口結(jié)構(gòu)1和USB總線與計(jì)算機(jī)連接，實(shí)現(xiàn)電腦鎖系統(tǒng)與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的通信和數(shù)據(jù)交換。
圖2是實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型經(jīng)USB接口連接的電腦鎖工作方式的一種電路結(jié)構(gòu)，由一塊帶USB接口1的單片機(jī)U1(MC68HC908JB8)及很少的外圍器件組成。相應(yīng)的USB通信協(xié)議及數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換電路、數(shù)據(jù)運(yùn)算處理電路及數(shù)據(jù)存儲電路，均由單片機(jī)U1完成，并由其相應(yīng)的外圍器件為其提供可靠的工作環(huán)境，另由晶體振蕩器X1，電容C3、C4，電阻R5構(gòu)成了U1工作所需的時鐘發(fā)生電路3。
電腦鎖中U1的工作電源來自計(jì)算機(jī)的USB端口，其USB接口結(jié)構(gòu)1的電源正(VDD)與電源地(GND)分別與計(jì)算機(jī)USB端口的VDD和GND相連接，其中VDD的外接旁路電容C1和濾波電容C2用于消除電源的干擾，保障系統(tǒng)電源的穩(wěn)定。U1中的D+，D-是USB數(shù)據(jù)通信接口，通過限流電阻R1、R2分別與計(jì)算機(jī)USB端口的D+，D-相連接。時鐘端口OSC1和OSC2與時鐘發(fā)生電路3連接。VREG為參考電壓輸出引腳，外接旁路電容C7和濾波電容C8用于消除電源的干擾，并通過R3與D-相連接保證U1能被計(jì)算機(jī)可靠識別。U1復(fù)位引腳RST外接C5，保證U1的可靠復(fù)位；IRQ為U1的中斷引腳，外接C6以保證中斷信號的穩(wěn)定性。此外，還通過限流電阻R4與電源VDD相連接設(shè)有一LED作為電源指示燈。
圖3所示的是本實(shí)用新型上述經(jīng)USB接口連接的電腦鎖(USB鎖)的工作流程。包括USB通信協(xié)議及數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換電路、數(shù)據(jù)運(yùn)算處理電路和數(shù)據(jù)存儲電路在內(nèi)的工作單元的運(yùn)行，是由根據(jù)需求所寫入的控制管理程序進(jìn)行的。其工作過程是該USB鎖與計(jì)算機(jī)USB端口相連后，接通電源而上電，單片機(jī)U1上電復(fù)位并完成系統(tǒng)的初始化，處于準(zhǔn)備好等待接收和判斷計(jì)算機(jī)控制命令的狀態(tài)。當(dāng)其初始化完以后，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)即可讀取該USB鎖硬件信息，如廠商編碼、生產(chǎn)日期、生產(chǎn)編碼、器件編碼等，并對這些信息進(jìn)行進(jìn)行檢測驗(yàn)證和其是否真實(shí)合法如果不合法則使系統(tǒng)退出，重新轉(zhuǎn)到等待接入USB鎖的狀態(tài)；如果檢測到的信息合法，則可啟動相應(yīng)的密碼校驗(yàn)軟件系統(tǒng)發(fā)送命令和數(shù)據(jù)到USB鎖。
當(dāng)USB鎖接收到來自計(jì)算機(jī)的命令，即分析該命令是讀鎖還是寫鎖。如果是讀鎖命令則計(jì)算機(jī)直接讀取鎖內(nèi)數(shù)據(jù)存儲單元里的內(nèi)容進(jìn)行分析計(jì)算。如果是寫鎖命令則電腦鎖中的數(shù)據(jù)運(yùn)算處理單元(如圖2中的單片機(jī)U1)將計(jì)算機(jī)發(fā)來的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，并選擇讀數(shù)據(jù)進(jìn)行加密的模式，然后對數(shù)據(jù)進(jìn)行就加密，得到加密數(shù)據(jù)并將得到的加密數(shù)據(jù)存存入數(shù)據(jù)緩沖存儲單元(如圖2中的單片機(jī)U1)，等待計(jì)算機(jī)讀取存儲器里的數(shù)據(jù)。如果是讀鎖命令，則計(jì)算機(jī)系統(tǒng)直接讀取電腦鎖中的數(shù)據(jù)存儲單元中所存儲的密文數(shù)據(jù)，并由密碼校驗(yàn)軟件系統(tǒng)對讀取到的USB鎖中的相應(yīng)數(shù)據(jù)進(jìn)行解密、校驗(yàn)，來判斷用戶信息的合法性。如果密碼校驗(yàn)不成功則程序退出，并重新轉(zhuǎn)到最初等待接入USB鎖的狀態(tài)；如果密碼校驗(yàn)成功，判斷為合法用戶后，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)將啟動主控軟件，按用戶設(shè)置的系統(tǒng)管理功能開始運(yùn)行和管理計(jì)算機(jī)的工作。
通過上述USB鎖與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)間的信息、密碼等數(shù)據(jù)的交換、校驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)保護(hù)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中應(yīng)用軟件及數(shù)據(jù)的管理和保護(hù)，特別是對計(jì)算機(jī)應(yīng)用軟件的保護(hù)，杜絕軟件的非法使用和惡意破壞。
權(quán)利要求1.經(jīng)USB接口連接的電腦鎖，其特征是至少包括有順序連接的USB通信協(xié)議及數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換單元、數(shù)據(jù)運(yùn)算處理單元和數(shù)據(jù)存儲單元，并由USB通信協(xié)議及數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換單元經(jīng)USB接口結(jié)構(gòu)(1)與計(jì)算機(jī)連接。
2.如權(quán)利要求1所述的經(jīng)USB接口連接的電腦鎖，其特征是所說的結(jié)構(gòu)中還設(shè)置有用于向各工作單元提供工作時鐘信息的時鐘電路單元(2)。
3.如權(quán)利要求1或2所述的經(jīng)USB接口連接的電腦鎖，其特征是所說的各工作單元為集成電路形式。
專利摘要經(jīng)USB接口連接的電腦鎖，結(jié)構(gòu)中至少包括有順序連接的USB通信協(xié)議及數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換單元、數(shù)據(jù)運(yùn)算處理單元和數(shù)據(jù)存儲單元，并由USB通信協(xié)議及數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換單元經(jīng)USB接口結(jié)構(gòu)與計(jì)算機(jī)連接。通過該電腦鎖形式的外接器件與計(jì)算機(jī)的通訊，可以實(shí)現(xiàn)按該電腦鎖中所設(shè)定的方式對計(jì)算機(jī)的工作進(jìn)行控制和管理，解決計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)在極大方便了人們工作、學(xué)習(xí)和娛樂的同時所帶來的、特別是對未成年人可能造成的負(fù)面不良影響甚至危害的問題。
文檔編號G06F21/00GK2916767SQ20062003475
公開日2007年6月27日 申請日期2006年6月27日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月27日
發(fā)明者郭濤 申請人:成都昊芯科技有限公司