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單片機(jī)系統(tǒng)的動態(tài)加密技術(shù)
摘要：單片機(jī)系統(tǒng)產(chǎn)品的加密和解密技術(shù)永遠(yuǎn)是一個(gè)矛盾的統(tǒng)一體。然而，為了更好的保護(hù)好自己的單片機(jī)技術(shù)成果和知識產(chǎn)權(quán)，加大解密成本，研究新型加密技術(shù)仍是保護(hù)成果的主要手段之一。文中在討論了傳統(tǒng)的單處系統(tǒng)加密和解密技術(shù)的基礎(chǔ)上，提出了一種實(shí)用而有效的動態(tài)加密技術(shù)的實(shí)現(xiàn)方案。關(guān)鍵詞：單片機(jī)系統(tǒng) 動態(tài)加密技術(shù) FPGA
1 概述
隨著單片機(jī)技術(shù)的發(fā)展和廣泛應(yīng)用，許多使用單片機(jī)的高新技術(shù)產(chǎn)品諸如智能化儀器、儀表、小型工業(yè)控制系統(tǒng)等都面臨著一個(gè)令人頭痛的問題，那就是新產(chǎn)品剛一推出就被仿制和剽竊。這種現(xiàn)象會使產(chǎn)品開發(fā)商蒙受很大損失，同時(shí)也極大地挫傷了開發(fā)商的積極性。創(chuàng)新開發(fā)是一個(gè)公司競爭力的關(guān)鍵，如何保護(hù)好自己的勞動成果，除用法律手段外，在產(chǎn)品面市前作好加密是一個(gè)必不可少的環(huán)節(jié)。
單片機(jī)系統(tǒng)一般都采用MCU+EPROM模式。通常EPROM都是透明的，而采用的MCU一般有Intel公司的MCS51、52系列，Zilog公司的Z80、Z84系列、Motorola公司的MC68HC系列以及Microchip公司的PIC16C系列等。雖然有許多的MCU都帶有加密位，但現(xiàn)在已大多能破解。因此，單靠MCU本身加密位來進(jìn)行加密已極不可靠的。
2 常用加密技術(shù)分析
常用的單片機(jī)加密技術(shù)無非是硬件加密和軟件加密兩種。軟件加密不能防止別人復(fù)制，只能增加別人解剖分析的難度，但對高手而言，這不足為慮。所以，這里討論的加密主要是硬件加密�？偨Y(jié)起來，主要是以下三大類。
2.1 總線亂置法
總線亂置法通常是將MCU和EPROM之間的數(shù)據(jù)線和地址線的順序亂置�？偩�亂置法通常包括下面幾種：
(1)將數(shù)據(jù)或地址總線的某些線位交換或求反；
(2)將數(shù)據(jù)或地址總線中的某些線進(jìn)行異或。例如，D5'=D5，D6'=D5+6等；
(3)把(1)(2)結(jié)合起來以構(gòu)成較復(fù)雜的電路；
(4)采用EPROM時(shí)，把地址總線（或數(shù)據(jù)總線）與系統(tǒng)程序的存儲器地址（或數(shù)據(jù)）的對應(yīng)關(guān)系按密鑰交換。例如，用一片2764芯片存儲密鑰，把地址的高8位重新按密鑰編碼，也就是說，把原程序的頁號順序打亂；
(5)采用GAL器件，利用GAL的加密片來對硬件電路進(jìn)行加密。
2.2 RAM替代法
用電池對RAM進(jìn)行掉電數(shù)據(jù)保護(hù)。即先將一系列數(shù)據(jù)寫入RAM并接上電池，然后將其余的芯片插上。這樣，當(dāng)單片微機(jī)系統(tǒng)運(yùn)行后，CPU首先從RAM讀出數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)可以是CPU執(zhí)行程序的條件判別依據(jù)，也可以是CPU將要執(zhí)行的程序。如果數(shù)據(jù)正確，整個(gè)系統(tǒng)正常運(yùn)行。反之，系統(tǒng)不能運(yùn)行。
2.3 利用MCU本身的加密位進(jìn)行加
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