專利名稱：一種生物控制加解密存儲(chǔ)設(shè)備系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及信息安全領(lǐng)域，尤其涉及一種生物控制加解密存儲(chǔ)設(shè)備系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著生物識(shí)別技術(shù)，特別是指紋識(shí)別技術(shù)以及計(jì)算機(jī)技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)的飛速 發(fā)展，人們可以得到和需要保存的數(shù)據(jù)越來(lái)越多，而且這其中很多是個(gè)人或企 業(yè)的私密數(shù)據(jù)或秘密數(shù)據(jù)，因此對(duì)方便、快速存儲(chǔ)數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)的保密性要求越 來(lái)越高，并且要求密碼容易攜帶和不易忘記。專利號(hào)為"200520090125.4"名稱為"指紋加密便攜式存儲(chǔ)裝置"公開了 一種存儲(chǔ)裝置，該裝置設(shè)置有指紋傳感器，采集的指紋通過(guò)USB或者IEEE1394 傳到計(jì)算機(jī)上提取特征值，然后計(jì)算機(jī)上的程序再比較當(dāng)前采集的指紋數(shù)據(jù)與 存儲(chǔ)在該裝置上閃存上的指紋特征值進(jìn)行比較。該裝置并沒有實(shí)現(xiàn)指紋識(shí)別， 只是提供原始數(shù)據(jù)和模板。如果采集指紋與注冊(cè)模板不匹配，該裝置可以被計(jì) 算機(jī)操作系統(tǒng)(Windows)枚舉出一個(gè)內(nèi)容很小的閃存盤，用于提供用戶信息。 該專利用到的加密引擎是3DES。由于特征值提取和比對(duì)都是通過(guò)軟件來(lái)進(jìn)行， 所以速度比較慢。申請(qǐng)?zhí)枮?200510036259.2"名稱為"電子文檔的指紋加密及解密方法" 的專利申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N電子文檔的加解密方法，該加解密方法也是通過(guò)軟件來(lái) 實(shí)現(xiàn)的，速度比較慢，并且該申請(qǐng)只是提出了一種對(duì)計(jì)算機(jī)上文檔的加密方法， 沒有針對(duì)移動(dòng)存儲(chǔ)設(shè)備的加解密提出有效的解決方案。實(shí)用新型內(nèi)容為了解決上述的技術(shù)問(wèn)題，提供了一種生物控制加解密存儲(chǔ)設(shè)備系統(tǒng)，其 目的在于，方便、快捷地讀寫加密數(shù)據(jù)。
總線接口的計(jì)算機(jī)、通用串行總線設(shè)備控制器、指紋識(shí)別加解密嵌入式系統(tǒng)芯 片、外部存儲(chǔ)設(shè)備、指紋傳感器、人機(jī)交互模塊，所述通用串行總線設(shè)備控制 器與所述指紋識(shí)別加解密嵌入式系統(tǒng)芯片連接；所述指紋傳感器與所述指紋識(shí) 別加解密嵌入式系統(tǒng)芯片連接；所述外部存儲(chǔ)設(shè)備與所述指紋識(shí)別加解密嵌入 式芯片連接；所述通用串行總線設(shè)備控制器與所述具有通用串行總線接口的計(jì) 算機(jī)相連；所述人機(jī)交互模塊與所述指紋識(shí)別加解密嵌入式系統(tǒng)芯片連接。所述通用串行總線設(shè)備控制器通過(guò)通用直接內(nèi)存存取連接線纜與所述所 述指紋識(shí)別加解密嵌入式系統(tǒng)芯片連接。所述通用串行總線設(shè)備控制器是ISP1518通用串行總線設(shè)備控制器。 所述指紋傳感器是平面陣列式或擦刮式半導(dǎo)體傳感器。 所述外部存儲(chǔ)設(shè)備為硬盤或兼容智能磁盤設(shè)備IDE接口的存儲(chǔ)設(shè)備。 所述指紋識(shí)別加解密嵌入式系統(tǒng)芯片包括指紋拼接模塊、指紋特征值提取 模塊、指紋比對(duì)模塊、高級(jí)加密標(biāo)準(zhǔn)加解密模塊、微控制器、高級(jí)技術(shù)附加裝 置控制器、通用直接內(nèi)存存取控制器、Flash存儲(chǔ)器和一次可編程只讀存儲(chǔ)模 塊。所述指紋^^別加解密嵌入式系統(tǒng)芯片是FSC-7001芯片。所述Flash存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)管理員指紋特征值和用戶指紋特征值。所述人機(jī)交互模塊包含3個(gè)按鈕和3個(gè)發(fā)光二極管指示。本實(shí)用新型能夠提高指紋特征指提取和比對(duì)的速度，減少加解密所消耗的時(shí)間，能夠快速地讀取移動(dòng)存儲(chǔ)設(shè)備中的數(shù)據(jù)以及向該存儲(chǔ)設(shè)備寫入加密數(shù)據(jù)。


圖1為本實(shí)用新型提供的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；圖2為本實(shí)用新型中訪問(wèn)外部存儲(chǔ)設(shè)備的流程圖；圖3為本實(shí)用新型中用戶管理流程圖；圖4為本實(shí)用新型中用戶管理流程中的注冊(cè)分流程；圖5為芯片F(xiàn)SC-7001系統(tǒng)框圖。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型中生物控制加解密存儲(chǔ)設(shè)備系統(tǒng)包括指紋傳感器，指紋識(shí)別加解密嵌入式系統(tǒng)(SOC)芯片，高速通用串行總線(USB)設(shè)備控制器，外 部存儲(chǔ)設(shè)備(例如硬盤)，F(xiàn)LASH存儲(chǔ)器，人機(jī)交互模塊和USB設(shè)備端的固 件(Firmware)。由于SOC芯片中沒有USB控制器，所以必須添加USB設(shè) 備控制器，其作用是從USB總線上截取有效的文件系統(tǒng)信息和文件數(shù)據(jù)，即 讓SOC芯片與計(jì)算機(jī)相關(guān)聯(lián)的是文件系統(tǒng)信息和文件數(shù)據(jù)而不是USB協(xié)議方 面的數(shù)據(jù)本身。USB設(shè)備端固件(Firmware)的功能是驅(qū)動(dòng)USB設(shè)備芯片，截 取計(jì)算機(jī)對(duì)移動(dòng)存儲(chǔ)設(shè)備的文件系統(tǒng)管理信息以及控制數(shù)據(jù)傳輸，是微控制器 的軟件部分。人機(jī)交互模塊是指3個(gè)按鈕和3個(gè)LED，按鈕是輸入，LED是 輸出指示，該人機(jī)交互模塊與指紋識(shí)別加解密嵌入式系統(tǒng)芯片相連。指紋識(shí)別 加解密SOC芯片包含指紋拼接模塊，指紋特征值提取模塊，指紋比對(duì)模塊， 高級(jí)加密標(biāo)準(zhǔn)(AdvancedEncryption Standard, AES)加解密模塊，高級(jí)技術(shù) 附加裝置(Advanced Technology Attachment, ATA)控制器，普通直接存儲(chǔ)器 存取通用直接內(nèi)存存取(General Direct Memory Access, GDMA)控制器，兼 容8051高速控制器， 一次可編程只讀存儲(chǔ)器OTP (One Time Programmable Read-Only Mmiory)控制器引導(dǎo)程序和高級(jí)加密標(biāo)準(zhǔn)AES (Advanced Encryption Standard)密碼存儲(chǔ)器。開機(jī)后，在控制器控制下，指紋識(shí)別加解 密SOC芯片采集指紋傳感器指紋數(shù)據(jù)，并把指紋數(shù)據(jù)傳到指紋識(shí)別加解密芯 片中的指紋拼接模塊，拼接后的指紋數(shù)據(jù)傳送到指紋特征值提取模塊，提取后 的指紋數(shù)據(jù)就可以做為樣板送到指紋比對(duì)模塊中與模板進(jìn)行比對(duì)，如果比對(duì)成 功，即該指紋已經(jīng)在內(nèi)部注冊(cè)，則外部計(jì)算機(jī)(如PC)對(duì)硬盤的讀時(shí)，數(shù)據(jù) 由存儲(chǔ)設(shè)備(硬盤或兼容智能磁盤設(shè)備IDE(Integrated Disc Electronics)接口的 存儲(chǔ)設(shè)備)經(jīng)過(guò)AES加解密模塊進(jìn)行解密，再由GDMA控制器傳到高速USB 設(shè)備控制器，通過(guò)高速USB傳到PC 了 ，否則比對(duì)不成功，系統(tǒng)在控制器控 制下一直向PC返回操作失敗的狀態(tài)碼。如果比對(duì)成功后，外部PC寫硬盤時(shí)， 數(shù)據(jù)由PC經(jīng)高速USB設(shè)備控制器到GDMA控制器，再到AES加解密模塊對(duì) 數(shù)據(jù)進(jìn)行加密處理，處理后的密文數(shù)據(jù)經(jīng)ATA控制器再到硬盤。否則比對(duì)不 成功，系統(tǒng)在內(nèi)部控制器控制下向PC返回操作失敗的狀態(tài)碼。該生物控制加解密存儲(chǔ)設(shè)備系統(tǒng)的指紋傳感器可以是平面陣列(Array)
或擦刮式(Sweep)的半導(dǎo)體傳感器，用于采集原始的指紋數(shù)據(jù)。該生物控制加解密存儲(chǔ)設(shè)備系統(tǒng)采用的高速USB設(shè)備控制器是Philips的 ISP1581USB設(shè)備控制器，用于高速，簡(jiǎn)便地與PC交換數(shù)據(jù)。該生物控制加解密存儲(chǔ)設(shè)備系統(tǒng)的指紋識(shí)別加解密SOC芯片采用 FSC-7001芯片，用于連接USB設(shè)備控制器，指紋識(shí)別，數(shù)據(jù)加解密，與外部 存儲(chǔ)設(shè)備(如硬盤或兼容智能磁盤設(shè)備IDE接口的存儲(chǔ)設(shè)備)交換數(shù)據(jù)，提 供控制系統(tǒng)的控制器以及存儲(chǔ)AES密碼的存儲(chǔ)器。該生物控制加解密存儲(chǔ)設(shè)備系統(tǒng)的存儲(chǔ)設(shè)備(硬盤或兼容智能磁盤設(shè)備 IDE接口的存儲(chǔ)設(shè)備)，用于存儲(chǔ)加密后的數(shù)據(jù)。該生物控制加解密存儲(chǔ)設(shè)備系統(tǒng)的非易失存儲(chǔ)器(FLASH)，用于存儲(chǔ)控 制器和USB的固件(Firmware)以及用戶注冊(cè)后的指紋特征值數(shù)據(jù)，而指紋 特征值分區(qū)域，分為管理員指紋特征值區(qū)，用戶指紋特征值區(qū)。管理員指紋 特征值，可以添加和刪除用戶區(qū)指紋，可以訪問(wèn)存儲(chǔ)設(shè)備數(shù)據(jù)，可注冊(cè)2枚指 紋。用戶指紋特征值，注冊(cè)時(shí)需要管理員指紋驗(yàn)證，不能添加和刪除指紋，可 以訪問(wèn)數(shù)據(jù)。管理員區(qū)無(wú)指紋注冊(cè)時(shí)，用戶區(qū)可以直接注冊(cè)手指，無(wú)需再驗(yàn)證 管理員指紋。該生物控制加解密存儲(chǔ)設(shè)備系統(tǒng)的人機(jī)交互部件用于指紋注冊(cè)，刪除，指 紋匹配等狀態(tài)指示和信息輸入，3個(gè)按鈕為l個(gè)管理員按鈕，l個(gè)用戶按鈕， l個(gè)刪除按鈕；3個(gè)發(fā)光二極管(LED)指示為l個(gè)注冊(cè)指示，l個(gè)刪除用戶 指示，l個(gè)狀態(tài)指示。按鈕和LED指示的作用包括a，只有管理員按鈕按下時(shí)，用于注冊(cè)管理員，需要管理區(qū)為允許注冊(cè)狀態(tài) (即有空間)，注冊(cè)時(shí)注冊(cè)指示為熄滅，注冊(cè)成功為綠，不成功為紅；b，只有用戶按鈕按下時(shí)，用于注冊(cè)用戶，需要用戶區(qū)為允許注冊(cè)狀態(tài)，注 冊(cè)時(shí)注冊(cè)指示為熄滅，注冊(cè)成功為綠，不成功為紅；c，管理員按鈕和刪除按鈕同時(shí)按下，表示刪除管理區(qū)用戶，需要驗(yàn)證管理 員指紋，刪除時(shí)刪除指示為熄滅，刪除成功為綠，不成功為紅；d，用戶按鈕和刪除按鈕同時(shí)按下，表示刪除用戶區(qū)用戶，需要驗(yàn)證管理員 指紋，刪除時(shí)刪除指示為熄滅，刪除成功為綠，不成功為紅；e，三個(gè)按鈕同時(shí)按下時(shí)，用于指示管理員區(qū)狀態(tài)，當(dāng)注冊(cè)或刪除指示燈同 時(shí)為紅時(shí)，表示管理區(qū)2個(gè)指紋都被注冊(cè)了，當(dāng)1個(gè)為紅1個(gè)為綠時(shí)，表示只
注冊(cè)了 1個(gè)管理員指紋，還可以注冊(cè)1個(gè)指紋，當(dāng)2個(gè)都為綠時(shí)，表示管理員區(qū)指紋沒有注冊(cè)，可以注冊(cè)2個(gè)指紋；f，只按下刪除按鈕時(shí)，為無(wú)效操作，系統(tǒng)不予理會(huì)；g，同時(shí)按下管理員按鈕和用戶按鈕時(shí)，為無(wú)效操作，系統(tǒng)不予理會(huì)。3個(gè)按鈕同時(shí)按下，則注冊(cè)指示LED和輸出指示LED指示為管理員特征值 區(qū)指紋個(gè)數(shù)狀態(tài)。輸出指示是指內(nèi)部操作狀態(tài)指示，上面對(duì)注冊(cè)指示和刪除指 示作了說(shuō)明，另外1個(gè)狀態(tài)指示表示，計(jì)算機(jī)枚舉該移動(dòng)存儲(chǔ)設(shè)備后LED指 示常亮，當(dāng)數(shù)據(jù)傳輸時(shí)候?yàn)殚W爍，關(guān)機(jī)狀態(tài)或沒有連接USB電纜時(shí)為熄滅。
以下結(jié)合附圖，對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。圖1為本實(shí)用新型提供的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖，包括USB連接線纜1， ISP1581 USB設(shè)備控制器2， GDMA連接線纜3，指紋傳感器4，傳感器連接線纜5， FSC-7001芯片6，硬盤連接線纜7，硬盤8，還包括用來(lái)訪問(wèn)硬盤8的計(jì)算機(jī)。本實(shí)用新型還提供了一種利用本實(shí)用新型的系統(tǒng)訪問(wèn)外部存儲(chǔ)設(shè)備(例如 硬盤)的方法，包括以下步驟步驟l,所述指紋傳感器檢測(cè)到有手指按下，采集指紋圖像，并將所述指 紋圖像傳送到所述指紋識(shí)別加解密嵌入式系統(tǒng)芯片；步驟2,所述指紋識(shí)別加解密嵌入式系統(tǒng)芯片提取所述指紋圖像的指紋特 征值，并進(jìn)行指紋識(shí)別比對(duì)，如果匹配，執(zhí)行步驟3，否則執(zhí)行步驟l;步驟3，等待所述通用串行總線設(shè)備控制器發(fā)送數(shù)據(jù)出數(shù)請(qǐng)求；如果所述 通用串行總線設(shè)備控制器發(fā)出寫請(qǐng)求，則執(zhí)行步驟4;如果所述通用串行總線 設(shè)備控制器發(fā)出讀請(qǐng)求，則執(zhí)行步驟5;如果所述通用串行總線設(shè)備控制器沒 有發(fā)出數(shù)據(jù)傳輸請(qǐng)求，則繼續(xù)等待；步驟4，所述指紋識(shí)別加解密嵌入式系統(tǒng)芯片將接收到的數(shù)據(jù)加密后寫入 所述外部存儲(chǔ)設(shè)備；步驟5，所述指紋識(shí)別加解密嵌入式系統(tǒng)芯片讀取所述外部存儲(chǔ)設(shè)備中的 數(shù)據(jù)，并進(jìn)行解密處理。圖2是本生物控制加解密存儲(chǔ)設(shè)備裝置訪問(wèn)存儲(chǔ)設(shè)備的工作流程圖，在本 實(shí)施例中，由于考慮到對(duì)人機(jī)交互模塊的使用，在步驟(7)中，指紋特征值 不匹配的時(shí)候，檢測(cè)是否有鍵按下，然后才采集指紋圖像；圖中A在用戶管 理流程中(見圖3)。
圖2中，對(duì)存儲(chǔ)設(shè)備數(shù)據(jù)的訪問(wèn)包括如下的步驟步驟(1)，系統(tǒng)上電初始化，設(shè)置AES加解密狀態(tài)為不工作狀態(tài)，設(shè)置 USB為不工作狀態(tài)；步驟(2)，設(shè)置指紋識(shí)別拼接，指紋識(shí)別特征值提取，指紋識(shí)別比對(duì)為工作狀態(tài)-，步驟(3),檢測(cè)是否有按鈕按下，有則執(zhí)行(A)，即是其他處理與訪 問(wèn)存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)無(wú)關(guān)，不在這里處理，在后面說(shuō)明，否則轉(zhuǎn)步驟(4);步驟(4)，檢測(cè)是否有手指按下，有則轉(zhuǎn)到步驟(5)處理，無(wú)則轉(zhuǎn)到步 驟(3);步驟(5)，采集指紋，提取指紋特征值并把特征值送到指紋識(shí)別比對(duì)；步驟(6)，比對(duì)管理員指紋特征值，比對(duì)匹配則轉(zhuǎn)到步驟(8)，比對(duì)不 匹配則轉(zhuǎn)到步驟(7);步驟(7)，比對(duì)用戶區(qū)指紋特征值，比對(duì)匹配則轉(zhuǎn)到步驟(8)，比對(duì)不 匹配則轉(zhuǎn)到步驟(3);步驟(8)，設(shè)置指紋識(shí)別拼接，指紋識(shí)別特征值提取，指紋識(shí)別比對(duì)為 不工作狀態(tài)；步驟(9)，設(shè)置AES加解密為工作狀態(tài)；步驟(10)，設(shè)置USB控制器為工作狀態(tài)；步驟(11)，等待USB主控器(USB主控器是指計(jì)算機(jī)端USB主控制 器)發(fā)送USB數(shù)據(jù)傳輸請(qǐng)求，沒有則在步驟(11)處等待，有寫請(qǐng)求則轉(zhuǎn)到 步驟(12)，有讀請(qǐng)求則轉(zhuǎn)到步驟(15);步驟(12)，設(shè)置AES加解密模塊為加密狀態(tài)；步驟(13)，設(shè)置ATA控制器為寫狀態(tài)；ATA控制器是滿足ATA協(xié)議 的控制器，用于控制硬盤數(shù)據(jù)的讀寫，硬盤寄存器設(shè)置和讀取以及硬盤狀態(tài)的 讀?。徊襟E(14)，啟動(dòng)USB數(shù)據(jù)傳輸，并等待數(shù)據(jù)傳輸完成，沒有傳輸完成 則在步驟(14)中等待至傳輸完成，傳輸完成則轉(zhuǎn)到步驟(11); 步驟(15)，設(shè)置AES加解密控制器為解密狀態(tài)； 步驟(16)，設(shè)置ATA控制器為讀狀態(tài)；步驟(17)，啟動(dòng)USB數(shù)據(jù)傳輸，并等待數(shù)據(jù)傳輸完成，沒有傳輸完成 則在步驟(17)，中等待至傳輸完成，傳輸完成則轉(zhuǎn)到步驟(11);圖3是本生物控制加解密存儲(chǔ)設(shè)備裝置用戶管理流程，圖中B是圖2中 步驟(4)至步驟(17)的流程部分，C是注冊(cè)分流程(見圖4)。 該生物控制加解密存儲(chǔ)設(shè)備系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)管理方面還包括如下步驟 步驟(1),接上面步驟(3)(以后用步驟B代替)的不處理部分[即(A)]， 按鈕是否按下，按下則轉(zhuǎn)步驟(2)，否則返回上面歩驟B;步驟(2)，鍵值緩存；步驟(3)，檢測(cè)3鍵是否同時(shí)按下；否，則轉(zhuǎn)步驟(4)，是則見3鍵處 理步驟；步驟(4)，檢測(cè)刪除鍵是否按下，否，則轉(zhuǎn)到步驟(5)，是，則見刪除 處理步驟；步驟(5),檢測(cè)是否管理鍵(表示注冊(cè)管理區(qū))按下，是則見注冊(cè)管理 區(qū)步驟，否則轉(zhuǎn)到步驟(6);步驟(6)，檢測(cè)是否用戶鍵(表示注冊(cè)用戶區(qū))按下，否則返回步驟(l)， 是則見注冊(cè)用戶區(qū)步驟。3鍵處理步驟步驟(1)，檢測(cè)管理區(qū)指紋數(shù)； 步驟(2)，指示管理區(qū)指紋狀態(tài)； 步驟(3)，返回。 刪除處理步驟步驟(1),檢測(cè)手指是否按下，否則繼續(xù)等待手指按下，是則轉(zhuǎn)步驟(2); 步驟(2)，掃描手指并提取指紋特征值；步驟(3)，指紋特征值與管理區(qū)特征值比對(duì)，匹配則轉(zhuǎn)步驟(4)，不匹 配則轉(zhuǎn)步驟(1);步驟(4),檢測(cè)按鈕緩存是否有管理鍵，是則轉(zhuǎn)步驟(5)，否則轉(zhuǎn)步驟(6);步驟(5)，刪除管理區(qū)，并指示操作成功，管理區(qū)空被清空，返回；步驟(6)，檢測(cè)按鈕緩存是否有用戶鍵，是則轉(zhuǎn)步驟(7)，否則指示操 作失敗，并返回；步驟(7)，刪除用戶區(qū)，并指示操作成功，用戶區(qū)空被清空，返回；
步驟(8)，指示操作失敗，返回。注冊(cè)管理區(qū)步驟步驟(1)，檢測(cè)管理區(qū)是否滿，是則返回，否則見注冊(cè)步驟； 注冊(cè)用戶區(qū)步驟步驟(1)，檢測(cè)用戶區(qū)是否滿，是則指示滿并返回，否則轉(zhuǎn)步驟(2); 步驟(2)，檢測(cè)手指是否按下，是在轉(zhuǎn)步驟(3)，否則在此步驟等待； 步驟(3)，掃描指紋，并提取指紋特征值；步驟(4)，比對(duì)管理區(qū)，匹配則見注冊(cè)步驟，不匹配則轉(zhuǎn)步驟(2); 圖4為用戶注冊(cè)分流程，包括以下步驟-步驟(1)，檢測(cè)是否手指按下，是則轉(zhuǎn)步驟(2)，否則在此步驟等待； 步驟(2)，掃描手指，并提取特征值；步驟(3)，檢測(cè)次數(shù)計(jì)數(shù)器，第一次則緩存指紋特征值l，轉(zhuǎn)步驟(1)， 第二次則緩存指紋特征值2，轉(zhuǎn)步驟(4); 步驟(4),清除次數(shù)計(jì)數(shù)器；步驟(5)，比對(duì)緩存指紋1和指紋2，匹配則轉(zhuǎn)步驟(6)，不匹配則轉(zhuǎn) 步驟(1);步驟(6)，將指紋l的指紋特征值，指紋2的指紋特征值中特征點(diǎn)個(gè)數(shù) 較多的一個(gè)指紋特征值緩存在緩存區(qū)3中；步驟(7)，檢測(cè)按鈕緩存管理鍵是否按下，是則轉(zhuǎn)步驟(8)，否則轉(zhuǎn)步 驟(9);這里的檢測(cè)只是檢測(cè)按鈕緩存區(qū)，主要是用于區(qū)分是注冊(cè)的是管理 區(qū)還是用戶區(qū)用戶；步驟(8)，緩存3指紋特征值存管理區(qū)，指示管理區(qū)注冊(cè)成功并返回；步驟(9)，緩存3指紋特征值存用戶區(qū)，指示用戶區(qū)注冊(cè)成功并返回。圖5所示為芯片F(xiàn)SC-7001的系統(tǒng)框圖。FSC-7001包括通用處理模塊、加解密功能模塊、生物識(shí)別模塊、擴(kuò)展高 速直接內(nèi)存存取(Direct Memory Access, DMA)接口、敏感數(shù)據(jù)及程序存儲(chǔ) 單元、功耗控制單元、生物特征采集模塊、片上DMA數(shù)據(jù)通道控制單元、非 敏感數(shù)據(jù)緩存RAM、低速度接口 0、 1、 2,低速設(shè)備資源共享控制、設(shè)備權(quán) 限訪問(wèn)控制單元、可編程總線仲裁器、系統(tǒng)層信號(hào)控制單元以及微處理器控制 總線IOI、數(shù)據(jù)總線102和安全權(quán)限控制總線103。
下面詳細(xì)說(shuō)明各模塊的作用。通用處理模塊，用于編程控制各功能模塊。通用處理模塊采用通用的低速處理器，如采用市場(chǎng)上廣泛使用的8051系列單片機(jī)，從而可顯著降低產(chǎn)品的 應(yīng)用門檻，加速市場(chǎng)的推廣應(yīng)用。加解密功能模塊，相比傳統(tǒng)的非對(duì)稱加密解密、散列算法，本實(shí)用新型采 用對(duì)稱高級(jí)加密標(biāo)準(zhǔn)(Advanced Encryption Standard, AES)算法，用于實(shí)現(xiàn) 片內(nèi)、外加密數(shù)據(jù)的交換與存取，使芯片在滿足本地安全應(yīng)用需求的前提下簡(jiǎn) 化了芯片系統(tǒng)設(shè)計(jì)的復(fù)雜度、面積、成本。生物識(shí)別模塊，以純硬件實(shí)現(xiàn)指紋識(shí)別算法的方式，代替了以往使用高速 處理器(ARM9、 DSP)軟件實(shí)現(xiàn)的方式，用于識(shí)別采集的生物特征進(jìn)行唯一 性辨識(shí)。擴(kuò)展高速DMA接口，用于提供DMA高速數(shù)據(jù)安全接口，通過(guò)該接口與 其它芯片互連，從而構(gòu)成主一從，從一主的更大的應(yīng)用系統(tǒng)， 一方面滿足本地 數(shù)據(jù)高速存取需求，另一方面建立芯片協(xié)處理通道，增強(qiáng)芯片的應(yīng)用范圍。敏感數(shù)據(jù)及程序存儲(chǔ)單元，通過(guò)使用一次性可編程(One-Time Programmable, OTP)器件建立敏感信息存儲(chǔ)器，用于用戶控制權(quán)限和密鑰的 存儲(chǔ)。功耗控制單元，通過(guò)集成電路器件延遲實(shí)現(xiàn)的輸出時(shí)鐘穩(wěn)定性控制方式， 用于實(shí)現(xiàn)芯片在不同工作模式下的功耗控制。生物特征采集模塊，用于采集用戶的生物特征。片上DMA數(shù)據(jù)通道控制單元，用于高速控制片上設(shè)備、數(shù)據(jù)交換，其工 作模式由通用處理模塊控制，在片上數(shù)據(jù)高速交換與傳輸是脫離通用處理器的 干預(yù)，以減輕處理器的工作負(fù)擔(dān)，提高系統(tǒng)的整體性能。非敏感數(shù)據(jù)緩存RAM，為片上非敏感數(shù)據(jù)(如生物識(shí)別算法的中間結(jié)果 等)提供臨時(shí)區(qū)域，作為數(shù)據(jù)的緩存為算法或數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)。低速度接口 0、 1、 2提供低速設(shè)備的接口，如UART (通用異步收發(fā)器)、 SPI (串行外圍接口) 、 I2C (內(nèi)部集成電路)等低速設(shè)備接口，用于擴(kuò)展系統(tǒng) 的功能和與外圍芯片進(jìn)行互連。低速設(shè)備資源共享控制，提供芯片系統(tǒng)開銷較大的資源進(jìn)行資源分享控 制，能在滿足低速設(shè)備需求的情況下，減少芯片系統(tǒng)的開銷，從而降低芯片成 本。設(shè)備權(quán)限訪問(wèn)控制單元，用于實(shí)現(xiàn)用戶對(duì)芯片內(nèi)部模塊、接口權(quán)限分配和 外圍設(shè)備的安全控制與數(shù)據(jù)存取?？删幊炭偩€仲裁器為優(yōu)先級(jí)可控制的總線仲裁模塊，由微處理器控制優(yōu)先 級(jí)，以使片上系統(tǒng)總線能滿足片上、片外數(shù)據(jù)交換的要求。系統(tǒng)層信號(hào)控制單元用于產(chǎn)生系統(tǒng)層信號(hào)，如產(chǎn)生片上全局時(shí)種、系統(tǒng)復(fù) 位信號(hào)。安全控劁總線103獨(dú)立于微處理器控制總線101與數(shù)據(jù)總線102，由內(nèi)部 硬件邏輯產(chǎn)生，不能由軟件與用戶干預(yù)與控制，采用安全控制總線可防止在非 授權(quán)情況下對(duì)權(quán)限受限片上模塊的控制，提高系統(tǒng)安全性。由于其的獨(dú)立性， 也使整個(gè)系統(tǒng)層次結(jié)構(gòu)更加清晰，方便了芯片系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)。本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不脫離權(quán)利要求書確定的本實(shí)用新型的精神和范圍 的條件下，還可以對(duì)以上內(nèi)容進(jìn)行各種各樣的修改。因此本實(shí)用新型的范圍并 不僅限于以上的說(shuō)明，而是由權(quán)利要求書的范圍來(lái)確定的。
權(quán)利要求1、一種生物控制加解密存儲(chǔ)設(shè)備系統(tǒng)，包括具有通用串行總線接口的計(jì)算機(jī)、通用串行總線設(shè)備控制器、指紋識(shí)別加解密嵌入式系統(tǒng)芯片、外部存儲(chǔ)設(shè)備、指紋傳感器、人機(jī)交互模塊，其特征在于，所述通用串行總線設(shè)備控制器與所述指紋識(shí)別加解密嵌入式系統(tǒng)芯片連接；所述指紋傳感器與所述指紋識(shí)別加解密嵌入式系統(tǒng)芯片連接；所述外部存儲(chǔ)設(shè)備與所述指紋識(shí)別加解密嵌入式芯片連接；所述通用串行總線設(shè)備控制器與所述具有通用串行總線接口的計(jì)算機(jī)相連；所述人機(jī)交互模塊與所述指紋識(shí)別加解密嵌入式系統(tǒng)芯片連接。
2、 如權(quán)利要求1所述的生物控制加解密存儲(chǔ)設(shè)備系統(tǒng)，其特征在于，所 述通用串行總線設(shè)備控制器通過(guò)通用直接內(nèi)存存取連接線纜與所述所述指紋 識(shí)別加解密嵌入式系統(tǒng)芯片連接。
3、 如權(quán)利要求1所述的生物控制加解密存儲(chǔ)設(shè)備系統(tǒng)，其特征在于，所 述通用串行總線設(shè)備控制器是ISP1518通用串行總線設(shè)備控制器。
4、 如權(quán)利要求1所述的生物控制加解密存儲(chǔ)設(shè)備系統(tǒng)，其特征在于，所 述指紋傳感器是平面陣列式或擦刮式半導(dǎo)體傳感器。
5、 如權(quán)利要求,l所述的生物控制加解密存儲(chǔ)設(shè)備系統(tǒng)，其特征在于，所 述外部存儲(chǔ)設(shè)備為硬盤或兼容智能磁盤設(shè)備IDE接口的存儲(chǔ)設(shè)備。
6、 如權(quán)利要求1所述的生物控制加解密存儲(chǔ)設(shè)備系統(tǒng)，其特征在于，所 述指紋識(shí)別加解密嵌入式系統(tǒng)芯片包括指紋拼接模塊、指紋特征值提取模塊、 指紋比對(duì)模塊、高級(jí)加密標(biāo)準(zhǔn)加解密模塊、微控制器、高級(jí)技術(shù)附加裝置控制 器、通用直接內(nèi)存存取控制器、Flash存儲(chǔ)器和一次可編程只讀存儲(chǔ)模塊。
7、 如權(quán)利要求6所述的生物控制加解密存儲(chǔ)設(shè)備系統(tǒng)，其特征在于，所 述指紋識(shí)別加解密嵌入式系統(tǒng)芯片是FSC-7001芯片。
8、 如權(quán)利要求6所述的生物控制加解密存儲(chǔ)設(shè)備系統(tǒng)，其特征在于，所 述Flash存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)管理員指紋特征值和用戶指紋特征值。
9、 如權(quán)利要求1所述的生物控制加解密存儲(chǔ)設(shè)備系統(tǒng)，其特征在于，所 述人機(jī)交互模塊包含3個(gè)按鈕和3個(gè)發(fā)光二極管指示。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種生物控制加解密存儲(chǔ)設(shè)備系統(tǒng)，包括具有通用串行總線接口的計(jì)算機(jī)、通用串行總線設(shè)備控制器、指紋識(shí)別加解密嵌入式系統(tǒng)芯片、外部存儲(chǔ)設(shè)備、指紋傳感器、人機(jī)交互模塊，所述通用串行總線設(shè)備控制器與所述指紋識(shí)別加解密嵌入式系統(tǒng)芯片連接；所述指紋傳感器與所述指紋識(shí)別加解密嵌入式系統(tǒng)芯片連接；所述外部存儲(chǔ)設(shè)備與所述指紋識(shí)別加解密嵌入式芯片連接；所述通用串行總線設(shè)備控制器與所述具有通用串行總線接口的計(jì)算機(jī)相連；所述人機(jī)交互模塊與所述指紋識(shí)別加解密嵌入式系統(tǒng)芯片連接。本實(shí)用新型能夠提高指紋特征指提取和比對(duì)的速度，減少加解密所消耗的時(shí)間，能夠快速地讀取移動(dòng)存儲(chǔ)設(shè)備中的數(shù)據(jù)以及向該存儲(chǔ)設(shè)備寫入加密數(shù)據(jù)。
文檔編號(hào)G06F21/00GK201041672SQ20072010400
公開日2008年3月26日 申請(qǐng)日期2007年3月28日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月28日
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