本發(fā)明涉及電子測量領(lǐng)域,特別涉及一種基于RS422的加密卡。
背景技術(shù):
在電子測量領(lǐng)域,自動測試系統(tǒng)用于實現(xiàn)對被測對象的測試,為了限制非法用戶對自動測試系統(tǒng)的使用,常使用USB Key作為系統(tǒng)使用的硬件加密手段,使用中經(jīng)常需要拔插USB Key,由于自動測試系統(tǒng)中,具有USB接口的計算機往往被集成在系統(tǒng)內(nèi)部,使得使用USB Key時較麻煩,并且對于USB Key也不便與管理,需要一種硬件加密卡,集成到自動測試系統(tǒng)內(nèi)部,實現(xiàn)對自動測試系統(tǒng)的硬件加密保護。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
本發(fā)明針對電子測量領(lǐng)域,自動測試系統(tǒng)使用USB Key進行非法使用保護中操作不便,不易于管理的問題,提出了一種基于RS422的加密卡及加密方法。
本發(fā)明所述的一種基于RS422的加密卡包括第一電平轉(zhuǎn)換電路1、第二電平轉(zhuǎn)換電路2、光電隔離電路3、DSP主控電路4、存儲電路5、復位電路6和時鐘電路7;
所述第一電平轉(zhuǎn)換電路1用于將外部計算機發(fā)來的標準的RS422輸入信號轉(zhuǎn)換為TTL電平信號,并將該TTL電平信號通過光電隔離電路3發(fā)送至DSP主控電路4;
所述DSP主控電路4為所述加密卡的主控器,用于進行加密計算以及與外部主控計算機的通訊;
所述存儲電路5用于實現(xiàn)密鑰的存儲;
所述復位電路6用于對所述加密卡進行復位;
所述時鐘電路7用于為所述加密卡提供基準時鐘;
所述第二電平轉(zhuǎn)換電路2用于通過光電隔離電路3接收DSP主控電路4發(fā)來的TTL電平信號,并將該TTL電平信號轉(zhuǎn)換為標準的RS422輸出信號,發(fā)送給外部主控計算機。
基于上述加密卡的加密方法由嵌入在DSP主控電路4內(nèi)的軟件實現(xiàn),所述方法包括主控過程和中斷過程;
所述主控過程包括以下步驟:
初始化步驟:實現(xiàn)DSP主控電路4的寄存器的配置,然后執(zhí)行命令標識判別步驟;
命令標識判別步驟:判斷命令標識是否置位,如果是,則執(zhí)行加密計算步驟,否則,重新執(zhí)行命令標識判別步驟;
加密計算步驟:根據(jù)設(shè)定的密鑰對解析后的明文進行加密計算,形成密文,然后執(zhí)行密文返回步驟;
密文返回步驟:將密文通過RS422接口傳送到外部主控計算機;
所述中斷過程包括以下步驟:
RS422數(shù)據(jù)讀取步驟:通過DSP主控電路4內(nèi)部的串行接口讀取外部主控計算機發(fā)來的RS422明文數(shù)據(jù),然后執(zhí)行數(shù)據(jù)完整性判別步驟;
數(shù)據(jù)完整性判別步驟:判斷接收到的RS422數(shù)據(jù)個數(shù)是否滿足要求,如果是,則執(zhí)行解析明文步驟,否則,重新執(zhí)行數(shù)據(jù)完整性判別步驟;
解析明文步驟:對接收到的全部RS422數(shù)據(jù)進行解析,去除數(shù)據(jù)幀頭,得到外部主控計算機發(fā)來的全部明文數(shù)據(jù),然后執(zhí)行置命令標識步驟;
置命令標識步驟:對命令標識進行置位。
本發(fā)明的優(yōu)點在于,上述加密卡能夠集成到自動測試系統(tǒng)內(nèi)部,上述加密卡及加密方法解決了自動測試系統(tǒng)使用USB Key進行非法使用保護中操作不便,不易于管理的問題,加密安全可靠,能夠有效防止非法用戶對自動測試系統(tǒng)的使用。
附圖說明
圖1為基于RS422的加密卡的原理框圖。
圖2為DSP內(nèi)部的主控過程流程圖。
圖3為DSP內(nèi)部的中斷程序流程圖。
具體實施方式
具體實施方式一:結(jié)合圖1說明本實施方式,本實施方式所述的一種基于RS422的加密卡包括第一電平轉(zhuǎn)換電路1、第二電平轉(zhuǎn)換電路2、光電隔離電路3、DSP主控電路4、存儲電路5、復位電路6和時鐘電路7;
所述第一電平轉(zhuǎn)換電路1用于將外部計算機發(fā)來的標準的RS422輸入信號轉(zhuǎn)換為TTL電平信號,并將該TTL電平信號通過光電隔離電路3發(fā)送至DSP主控電路4;
所述DSP主控電路4為所述加密卡的主控器,用于進行加密計算以及與外部主控計算機的通訊;
所述存儲電路5用于實現(xiàn)密鑰的存儲;
所述復位電路6用于對所述加密卡進行復位;
所述時鐘電路7用于為所述加密卡提供基準時鐘;
所述第二電平轉(zhuǎn)換電路2用于通過光電隔離電路3接收DSP主控電路4發(fā)來的TTL電平信號,并將該TTL電平信號轉(zhuǎn)換為標準的RS422輸出信號。
本實施方式中,第一電平轉(zhuǎn)換電路1采用MAX3093接口芯片實現(xiàn);第二電平轉(zhuǎn)換電路2采用MAX3041接口芯片實現(xiàn);光電隔離電路3采用TLP521芯片實現(xiàn),用于將RS422信號與密文信號進行隔離,提高抗干擾性;DSP主控電路4采用TMS320F240芯片實現(xiàn);存儲電路5采用93C66芯片實現(xiàn);復位電路6主要采用RC復位方式;時鐘電路7采用4M晶體振蕩器實現(xiàn)。
上述加密卡的技術(shù)指標如下:
RS422數(shù)據(jù)傳輸速率:9600bps;
采用對稱加密算法;
明文長度:128bit;
密鑰長度:1-16Bytes,可根據(jù)需要修改;
接口滿足RS-422電平標準。
工作原理:外部主控計算機將RS422明文數(shù)據(jù)依次通過第一電平轉(zhuǎn)換電路1和光電隔離電路3發(fā)送至DSP主控電路4,當DSP主控電路4接收到的RS422明文數(shù)據(jù)個數(shù)達到規(guī)定長度時(例如128bit),表明已經(jīng)接收到完整的明文數(shù)據(jù),DSP主控電路4開始對明文數(shù)據(jù)進行解析,并對命令標識進行置位,然后對解析后的明文數(shù)據(jù)采用對稱加密算法進行加密計算,得到密文,最后將密文依次通過光電隔離電路3和第二電平轉(zhuǎn)換電路2發(fā)送給外部主控計算機。
測試表明,上述加密卡能夠集成到自動測試系統(tǒng)內(nèi)部,可利用外部計算機通過RS422接口設(shè)定密鑰,并進行加密處理,保障自動測試系統(tǒng)合法使用。
具體實施方式二:結(jié)合圖2和圖3說明本實施方式,本實施方式是對實施方式一所述的基于RS422的加密卡的進一步限定,本實施方式中,所述DSP主控電路4內(nèi)嵌入由軟件實現(xiàn)的主控模塊和中斷模塊;其中,中斷模塊主要負責讀取外部主控計算機發(fā)來的RS422明文數(shù)據(jù),主控模塊主要負責將明文數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成密文。
所述主控模塊包括以下單元:
初始化單元:實現(xiàn)DSP主控電路4的寄存器的配置,確保DSP主控電路4能夠正常工作,以及DSP程序變量的初始化;
命令標識判別單元:判斷命令標識是否置位,如果是,則啟動加密計算單元,否則,重新啟動命令標識判別單元;
加密計算單元:根據(jù)設(shè)定的密鑰對解析后的明文進行加密計算,形成密文;
密文返回單元:將密文通過RS422接口傳送到外部主控計算機;
所述中斷模塊包括以下單元:
RS422數(shù)據(jù)讀取單元:通過DSP主控電路4內(nèi)部的串行接口讀取外部主控計算機發(fā)來的RS422明文數(shù)據(jù);
數(shù)據(jù)完整性判別單元:判斷接收到的RS422數(shù)據(jù)個數(shù)是否滿足要求,如果是,則啟動解析明文單元,否則,重新啟動數(shù)據(jù)完整性判別單元,繼續(xù)接收RS422數(shù)據(jù);
解析明文單元:對接收到的全部RS422數(shù)據(jù)進行解析,去除數(shù)據(jù)幀頭,得到外部主控計算機發(fā)來的全部明文數(shù)據(jù);
置命令標識單元:對命令標識進行置位,使得DSP主程序能夠獲取到接收到外部主控計算機指令的信息,并且相應(yīng)明文數(shù)據(jù)已經(jīng)準備好。
具體實施方式三:結(jié)合圖2和圖3說明本實施方式,本實施方式是基于實施方式一所述的基于RS422的加密卡的加密方法,所述加密方法由嵌入在DSP主控電路4內(nèi)的軟件實現(xiàn),所述方法包括主控過程和中斷過程;
所述主控過程包括以下步驟:
初始化步驟:實現(xiàn)DSP主控電路4的寄存器的配置,然后執(zhí)行命令標識判別步驟;
命令標識判別步驟:判斷命令標識是否置位,如果是,則執(zhí)行加密計算步驟,否則,重新執(zhí)行命令標識判別步驟;
加密計算步驟:根據(jù)設(shè)定的密鑰對解析后的明文進行加密計算,形成密文,然后執(zhí)行密文返回步驟;
密文返回步驟:將密文通過RS422接口傳送到外部主控計算機;
所述中斷過程包括以下步驟:
RS422數(shù)據(jù)讀取步驟:通過DSP主控電路4內(nèi)部的串行接口讀取外部主控計算機發(fā)來的RS422明文數(shù)據(jù),然后執(zhí)行數(shù)據(jù)完整性判別步驟;
數(shù)據(jù)完整性判別步驟:判斷接收到的RS422數(shù)據(jù)個數(shù)是否滿足要求,如果是,則執(zhí)行解析明文步驟,否則,重新執(zhí)行數(shù)據(jù)完整性判別步驟;
解析明文步驟:對接收到的全部RS422數(shù)據(jù)進行解析,去除數(shù)據(jù)幀頭,得到外部主控計算機發(fā)來的全部明文數(shù)據(jù),然后執(zhí)行置命令標識步驟;
置命令標識步驟:對命令標識進行置位。