一种基于RS422的加密卡及加密方法技术

一种基于RS422的加密卡及加密方法，发明专利技术涉及电子测量领域。外部主控计算机将RS422明文数据依次通过第一电平转换电路和光电隔离电路发送至DSP主控电路，DSP主控电路利用中断接收RS422明文数据并判断数据个数达到规定长度时，表明已经接收到完整的明文数据，对命令标识进行置位，DSP主程序识别到命令标识信息开始对明文数据采用对称加密算法进行加密计算，得到密文，最后将密文依次通过光电隔离电路和第二电平转换电路发送给外部主控计算机。上述加密卡能够集成到自动测试系统内部，采用上述加密卡及加密方法，可利用外部计算机通过RS422接口设定密钥，并进行加密处理，保障自动测试系统合法使用。

Encryption card and encryption method based on RS422

The invention relates to an encryption card and an encryption method based on RS422, and the invention relates to the field of electronic measurement. The external host computer will RS422 plaintext data followed by the first level conversion circuit and a photoelectric isolation circuit is sent to the DSP main control circuit, interrupt receiving RS422 plaintext data and judge the number of data required by the DSP length of the main control circuit, that has to the data integrity of the receiver, to command identification set, DSP program recognition to command identification information began to clear data using symmetric encryption algorithm to encrypt the calculation, finally will get ciphertext ciphertext followed by the photoelectric isolation circuit and second level conversion circuit is sent to an external host computer. Can be integrated into the automatic test system of the internal encryption card, the card encryption and encryption method, can use external computer through the RS422 interface to set the key, and the encrypted automatic test system to protect the legitimate use of.

【技术实现步骤摘要】
一种基于RS422的加密卡及加密方法
本专利技术涉及电子测量领域，特别涉及一种基于RS422的加密卡。
技术介绍
在电子测量领域，自动测试系统用于实现对被测对象的测试，为了限制非法用户对自动测试系统的使用，常使用USBKey作为系统使用的硬件加密手段，使用中经常需要拔插USBKey，由于自动测试系统中，具有USB接口的计算机往往被集成在系统内部，使得使用USBKey时较麻烦，并且对于USBKey也不便与管理，需要一种硬件加密卡，集成到自动测试系统内部，实现对自动测试系统的硬件加密保护。
技术实现思路
本专利技术针对电子测量领域，自动测试系统使用USBKey进行非法使用保护中操作不便，不易于管理的问题，提出了一种基于RS422的加密卡及加密方法。本专利技术所述的一种基于RS422的加密卡包括第一电平转换电路1、第二电平转换电路2、光电隔离电路3、DSP主控电路4、存储电路5、复位电路6和时钟电路7；所述第一电平转换电路1用于将外部计算机发来的标准的RS422输入信号转换为TTL电平信号，并将该TTL电平信号通过光电隔离电路3发送至DSP主控电路4；所述DSP主控电路4为所述加密卡的主控器，用于进行加密计算以及与外部主控计算机的通讯；所述存储电路5用于实现密钥的存储；所述复位电路6用于对所述加密卡进行复位；所述时钟电路7用于为所述加密卡提供基准时钟；所述第二电平转换电路2用于通过光电隔离电路3接收DSP主控电路4发来的TTL电平信号，并将该TTL电平信号转换为标准的RS422输出信号，发送给外部主控计算机。基于上述加密卡的加密方法由嵌入在DSP主控电路4内的软件实现，所述方法包括主控过程和中断过程；所述主控过程包括以下步骤：初始化步骤：实现DSP主控电路4的寄存器的配置，然后执行命令标识判别步骤；命令标识判别步骤：判断命令标识是否置位，如果是，则执行加密计算步骤，否则，重新执行命令标识判别步骤；加密计算步骤：根据设定的密钥对解析后的明文进行加密计算，形成密文，然后执行密文返回步骤；密文返回步骤：将密文通过RS422接口传送到外部主控计算机；所述中断过程包括以下步骤：RS422数据读取步骤：通过DSP主控电路4内部的串行接口读取外部主控计算机发来的RS422明文数据，然后执行数据完整性判别步骤；数据完整性判别步骤：判断接收到的RS422数据个数是否满足要求，如果是，则执行解析明文步骤，否则，重新执行数据完整性判别步骤；解析明文步骤：对接收到的全部RS422数据进行解析，去除数据帧头，得到外部主控计算机发来的全部明文数据，然后执行置命令标识步骤；置命令标识步骤：对命令标识进行置位。本专利技术的优点在于，上述加密卡能够集成到自动测试系统内部，上述加密卡及加密方法解决了自动测试系统使用USBKey进行非法使用保护中操作不便，不易于管理的问题，加密安全可靠，能够有效防止非法用户对自动测试系统的使用。附图说明图1为基于RS422的加密卡的原理框图。图2为DSP内部的主控过程流程图。图3为DSP内部的中断程序流程图。具体实施方式具体实施方式一：结合图1说明本实施方式，本实施方式所述的一种基于RS422的加密卡包括第一电平转换电路1、第二电平转换电路2、光电隔离电路3、DSP主控电路4、存储电路5、复位电路6和时钟电路7；所述第一电平转换电路1用于将外部计算机发来的标准的RS422输入信号转换为TTL电平信号，并将该TTL电平信号通过光电隔离电路3发送至DSP主控电路4；所述DSP主控电路4为所述加密卡的主控器，用于进行加密计算以及与外部主控计算机的通讯；所述存储电路5用于实现密钥的存储；所述复位电路6用于对所述加密卡进行复位；所述时钟电路7用于为所述加密卡提供基准时钟；所述第二电平转换电路2用于通过光电隔离电路3接收DSP主控电路4发来的TTL电平信号，并将该TTL电平信号转换为标准的RS422输出信号。本实施方式中，第一电平转换电路1采用MAX3093接口芯片实现；第二电平转换电路2采用MAX3041接口芯片实现；光电隔离电路3采用TLP521芯片实现，用于将RS422信号与密文信号进行隔离，提高抗干扰性；DSP主控电路4采用TMS320F240芯片实现；存储电路5采用93C66芯片实现；复位电路6主要采用RC复位方式；时钟电路7采用4M晶体振荡器实现。上述加密卡的技术指标如下：RS422数据传输速率：9600bps；采用对称加密算法；明文长度：128bit；密钥长度：1-16Bytes，可根据需要修改；接口满足RS-422电平标准。工作原理：外部主控计算机将RS422明文数据依次通过第一电平转换电路1和光电隔离电路3发送至DSP主控电路4，当DSP主控电路4接收到的RS422明文数据个数达到规定长度时(例如128bit)，表明已经接收到完整的明文数据，DSP主控电路4开始对明文数据进行解析，并对命令标识进行置位，然后对解析后的明文数据采用对称加密算法进行加密计算，得到密文，最后将密文依次通过光电隔离电路3和第二电平转换电路2发送给外部主控计算机。测试表明，上述加密卡能够集成到自动测试系统内部，可利用外部计算机通过RS422接口设定密钥，并进行加密处理，保障自动测试系统合法使用。具体实施方式二：结合图2和图3说明本实施方式，本实施方式是对实施方式一所述的基于RS422的加密卡的进一步限定，本实施方式中，所述DSP主控电路4内嵌入由软件实现的主控模块和中断模块；其中，中断模块主要负责读取外部主控计算机发来的RS422明文数据，主控模块主要负责将明文数据转化成密文。所述主控模块包括以下单元：初始化单元：实现DSP主控电路4的寄存器的配置，确保DSP主控电路4能够正常工作，以及DSP程序变量的初始化；命令标识判别单元：判断命令标识是否置位，如果是，则启动加密计算单元，否则，重新启动命令标识判别单元；加密计算单元：根据设定的密钥对解析后的明文进行加密计算，形成密文；密文返回单元：将密文通过RS422接口传送到外部主控计算机；所述中断模块包括以下单元：RS422数据读取单元：通过DSP主控电路4内部的串行接口读取外部主控计算机发来的RS422明文数据；数据完整性判别单元：判断接收到的RS422数据个数是否满足要求，如果是，则启动解析明文单元，否则，重新启动数据完整性判别单元，继续接收RS422数据；解析明文单元：对接收到的全部RS422数据进行解析，去除数据帧头，得到外部主控计算机发来的全部明文数据；置命令标识单元：对命令标识进行置位，使得DSP主程序能够获取到接收到外部主控计算机指令的信息，并且相应明文数据已经准备好。具体实施方式三：结合图2和图3说明本实施方式，本实施方式是基于实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主控电路4内的软件实现，所述方法包括主控过程和中断过程；所述主控过程包括以下步骤：初始化步骤：实现DSP主控电路4的寄存器的配置，然后执行命令标识判别步骤；命令标识判别步骤：判断命令标识是否置位，如果是，则执行加密计算步骤，否则，重新执行命令标识判别步骤；加密计算步骤：根据设定的密钥对解析后的明文进行加密计算，形成密文，然后执行密文返回步骤；密文返回步骤：将密文通过RS422接口传本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于RS422的加密卡，其特征在于，包括第一电平转换电路(1)、第二电平转换电路(2)、光电隔离电路(3)、DSP主控电路(4)、存储电路(5)、复位电路(6)和时钟电路(7)；所述第一电平转换电路(1)用于将外部计算机发来的标准的RS422输入信号转换为TTL电平信号，并将该TTL电平信号通过光电隔离电路(3)发送至DSP主控电路(4)；所述DSP主控电路(4)为所述加密卡的主控器，用于进行加密计算以及与外部主控计算机的通讯；所述存储电路(5)用于实现密钥的存储；所述复位电路(6)用于对所述加密卡进行复位；所述时钟电路(7)用于为所述加密卡提供基准时钟；所述第二电平转换电路(2)用于通过光电隔离电路(3)接收DSP主控电路(4)发来的TTL电平信号，并将该TTL电平信号转换为标准的RS422输出信号。

【技术特征摘要】
1.一种基于RS422的加密卡，其特征在于，包括第一电平转换电路(1)、第二电平转换电路(2)、光电隔离电路(3)、DSP主控电路(4)、存储电路(5)、复位电路(6)和时钟电路(7)；所述第一电平转换电路(1)用于将外部计算机发来的标准的RS422输入信号转换为TTL电平信号，并将该TTL电平信号通过光电隔离电路(3)发送至DSP主控电路(4)；所述DSP主控电路(4)为所述加密卡的主控器，用于进行加密计算以及与外部主控计算机的通讯；所述存储电路(5)用于实现密钥的存储；所述复位电路(6)用于对所述加密卡进行复位；所述时钟电路(7)用于为所述加密卡提供基准时钟；所述第二电平转换电路(2)用于通过光电隔离电路(3)接收DSP主控电路(4)发来的TTL电平信号，并将该TTL电平信号转换为标准的RS422输出信号。2.根据权利要求1所述的加密卡，其特征在于，所述DSP主控电路(4)内嵌入有主控模块和中断模块；所述主控模块包括以下单元：初始化单元：实现DSP主控电路(4)的寄存器的配置；命令标识判别单元：判断命令标识是否置位，如果是，则启动加密计算单元，否则，重新启动命令标识判别单元；加密计算单元：根据设定的密钥对解析后的明文进行加密计算，形成密文；密文返回单元：将密文通过RS422接口传送到外部主控计算机；所述中断模块包括以下单元：RS422数据读取单元：通过DSP主控电路(4)内部的串行接口读取外部主控计算机发...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙超，马文坛，张宗正，马欢，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江,23