計算機硬件技術(shù)在不斷進步,，例如CPU的運行速度由初期的2"16MHz，到如今的1GHz以上,，內(nèi)存由原來的1Mbit到現(xiàn)在的256"512Mbit,，這些都給軟件運行提供了良好的環(huán)境，同時也帶動了計算機軟件行業(yè)的大力發(fā)展,。
隨著軟件產(chǎn)品的廣泛應(yīng)用,，對軟件的知識產(chǎn)權(quán)保護也開始重要。軟件產(chǎn)品通過系列號碼加密,，每一個軟件均有唯一的產(chǎn)品系列號碼,。軟件產(chǎn)品配置加密電路板后，軟件產(chǎn)品和該產(chǎn)品軟件加密板同時售出,，用戶在使用時一套軟件要配備一塊加密板,，通過控制加密板，就可以保證軟件產(chǎn)品安全,。
計算機訪問外部設(shè)備地址
計算機系統(tǒng)是通過主板上的I/O接口地址來實現(xiàn)訪問外部設(shè)備的,。例如,，讀取硬盤中的數(shù)據(jù)是通過直接訪問1F0"1F7H的接口地址,，也就實現(xiàn)了訪問硬盤的操作。當鼠標器連接到串行口COM2時,，計算機在上電復(fù)位時自動啟動鼠標的串行通訊功能,。其中并行接口LPT1和LPT2為專用打印機使用，地址分別是278"27FH,、378"37FH,。計算機接口被不斷的開發(fā)，并行接口已經(jīng)有了更多的用途,。
基于ISA總線的加密電路
利用計算機ISA總線設(shè)計一個密碼電路,，可以實現(xiàn)加密的目的。ISA總線加密電路利用Xilinx等公司可編程邏輯器件(CPLD)可以設(shè)計一組加密電路,。在電路中,，IC1 是Xilinx公司的可編程邏輯器件XC9572，有84個引腳,，其中可作為I/O的有68個引腳,，內(nèi)部有1600個邏輯門，72個宏單元，響應(yīng)速度7"15ns,。P1是ISA總線引腳,。D0"D7是計算機訪問外部設(shè)備的8位數(shù)據(jù)總線，a0"a19是訪問外部設(shè)備的20條地址總線,，ior是讀外部設(shè)備數(shù)據(jù)信息的讀選通線,，iow是向外部設(shè)備發(fā)送信息或命令的寫選通線，rst是計算機的復(fù)位線,，在復(fù)位時,，加密卡與計算機同時復(fù)位。
將ISA總線的地址a(19,0),、ior,、iow和aen經(jīng)過譯碼作為片選、時鐘,，對一組觸發(fā)器電路進行操作,，就能夠讀取密碼數(shù)據(jù)。在選擇地址時,，a(10)"a(19)為空,，既隨機狀態(tài)。加密電路地址可以選擇打印機接口地址278H,、279H,、27AH。例如選擇278H,，在加密電路中,，通過地址278H讀取一組低8位數(shù)據(jù)D(7,0)，就能夠作為軟件運行的密碼,，控制軟件是工作還是退出,。在圖中，利用Xilinx公司的Project Navigator軟件設(shè)計了一組只讀八-D觸發(fā)器電路,，并將觸發(fā)器的輸入端A1,、A2、A4,、A5,、A8設(shè)置為“1”電平，把A3,、A6,、A7設(shè)置為“0”電平，當讀取觸發(fā)器時有恒定數(shù)據(jù)9BH,，此數(shù)據(jù)即為密碼,。
其中ISA總線的選通278H地址的邏輯公式是：
G1 = "a" * "a" * "a" * "a" * /"a" * /"a" * /"a" * /"a" * /"a" * /"a" */aen */ ior (1)
基于PCI總線的加密電路
計算機的PCI總線被普遍應(yīng)用，一些速度快、內(nèi)存容量大的新型計算機主板已經(jīng)以PCI總線為主,。PCI總線的特點是體積小,，速度快。設(shè)計計算機的板卡利用PCI總線是大勢所趨,。利用PCI總線設(shè)計加密電路,，電路中利用了華邦(Winband)公司生產(chǎn)的計算機PCI總線接口電路W89C940，最大運行速度是10MS,。PCI總線與ISA總線在工作原理上有所區(qū)別,。PCI總線卡必須擁有驅(qū)動程序，不同功能的計算機卡的驅(qū)動程序也不相同,，因此計算機所有的PCI總線電路都必須配備一只串行EEPOAM ,，例如AT93C46，用來存放驅(qū)動碼,。
對加密電路進行設(shè)計時,，同樣利用Xilinx公司的Project Navigator軟件設(shè)計一組可以寫數(shù)據(jù)、再讀數(shù)據(jù)的八-D觸發(fā)器電路,。電路的數(shù)據(jù)D[7：0]經(jīng)過輸入緩沖器BUFE8輸入到八-D觸發(fā)器,，其控制選通端是IN，當IN信號為“1”時,，數(shù)據(jù)D[7：0]輸入到觸發(fā)器,，并且鎖存數(shù)據(jù)；當輸出選通信號OUT為“1”時,，輸出數(shù)據(jù)Q[7：0]傳輸?shù)紻[7：0],，即讀取八-D觸發(fā)器的數(shù)據(jù)。計算機軟件在運行時,，通過寫,、讀數(shù)據(jù)就起到加密的作用。
并行接口的加密電路
并行加密電路的設(shè)計都是選用計算機的并行打印機接口,。計算機的打印機接口LPT1，數(shù)據(jù)傳輸形式,、連接器插座等在IEEE1284中有明確的規(guī)定,。其主要特性是，數(shù)據(jù)傳送總線DB7"DB0,，打印機工作忙時,，pin1是數(shù)據(jù)鎖存信號，pin10是打印機接收數(shù)據(jù),。Atmel公司的EEPROM器件AT93C46,，具有比較低的工作電流，所以將其正電源VCC連接到ERR端。其工作方式是首先輸入控制字,，讀取數(shù)據(jù)就寫入讀控制字,，寫器件就寫入寫控制字，之后才能讀或?qū)?6位(16bit)數(shù)據(jù),。讀操作過程是,，寫入讀控制字，寫入7位(7bit)地址,，接下來就可以在輸出端接收數(shù)據(jù),，每當輸入一個時鐘，就有一位(1bit)輸出,，輸出16位后自動結(jié)束,。打印機接口的加密電路可以設(shè)計許多種方式，例如,；時間電路,，寫入電路的數(shù)據(jù)與讀出數(shù)據(jù)的時間相關(guān)。
結(jié)語
經(jīng)過實際設(shè)計證明,，基于計算機總線設(shè)計加密電路的方法,，方便實用。這種方法的結(jié)構(gòu)簡單,，利用CPLD設(shè)計加密電路方便可行,，能夠比較好地實現(xiàn)加密功能。計算機加密電路的設(shè)計有多種方法,，各種方法具有不同的優(yōu)缺點,。實際上，在電路的設(shè)計過程中,，可以增加一些邏輯功能用來實現(xiàn)功能加密,、工作狀態(tài)加密、實時數(shù)據(jù)加密等電路,，這樣能夠更好地起到真正加密的作用,。