一種具備自保護功能的硬件設備的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種具備自保護功能的硬件設備。該設備包括自恢復保險裝置、瞬變電壓抑制二極管(Transient Voltage Suppressor,TVS)或壓敏電阻、和光電隔離器;所述自恢復保險裝置的一端與所述硬件設備的供電線路相連,另一端與所述TVS或壓敏電阻相連;所述TVS或壓敏電阻與所述硬件設備的主控芯片和所述光電隔離器相連,通過所述供電線路為所述主控芯片和所述光電隔離器供電;所述光電隔離器連接在所述硬件設備的數據線路與所述主控芯片之間。應用本實用新型可以有效避免通過外部加高電壓等惡意方式損壞設備,同時還減少了人工干預、節省成本。
【專利說明】一種具備自保護功能的硬件設備
【技術領域】
[0001]本申請涉及數據通信領域,特別涉及一種具備自保護功能的硬件設備。
【背景技術】
[0002]當前市場上的軟件保護裝置基本都提供了內置的存儲空間、私有或公開的密碼算法,當軟件運行過程中可以調用這些功能來檢驗是否屬于正版。這些軟件保護裝置采用了智能卡芯片作為硬件的基礎,而且支持用戶將自己定義的功能寫入到軟件保護裝置內部,甚至可以直接將軟件的部分功能移植到軟件保護裝置內部完成,從而大大提高了軟件被盜版的難度,通常稱這種將自己定義的功能或者軟件的部分功能移植到軟件保護裝置內部的技術為代碼移植。
[0003]現有技術中,軟件保護裝置作為硬件設備通常包括USB接口、與USB接口連接的電路板載體和外殼三部分。其中,電路板載體上主要包括主控芯片(如智能卡芯片)以及一些外圍電路,如外圍時鐘電路、外圍電源電路等。計算機USB 口的供電電壓在4.75-5.25V,主控芯片根據芯片的不同所能承受的電壓會有所不同,但一般都在8V或8V以下。
[0004]軟件保護裝置的生產商在生產和出售該硬件設備時,通常會在設備內部的主控芯片中存儲一些設備的標識信息,例如唯一 ID、型號、批次等信息,還會根據需求在芯片中存儲其他數據信息,如可消耗的一定數量的虛擬貨幣等。
[0005]當生產商、代理商出售硬件設備后,作為硬件設備可能存在因為外力(如摔、磕碰)或其他原因導致無法使用的情況。針對因損壞或其他原因導致返修或退換貨的硬件設備,通常是將其通過接口與主機連接,通過讀取硬件設備內部芯片中存儲的信息來確認硬件設備的ID及其他詳細信息,以便進行后續的維修、補發、更換、賠償等措施。
[0006]因此,有些不法分子利用這一漏洞,通過外部加高電壓之類的手段惡意損壞硬件設備電路、主控芯片,使得無法讀取芯片信息,從而以低價值設備冒充高價值設備進行退換或要求賠償等以獲得額外的利益。比如將低價值設備通過外部加高電壓損壞,由于設備中存儲設備等信息的芯片被損壞而無法獲得硬件設備信息,不法分子通過發回原廠更換高價值設備或者補償現金,這給開發商造成極大的困擾和利益的損失。
實用新型內容
[0007]為解決上述技術問題,本實用新型提供了一種具備自保護功能的硬件設備,可以有效避免通過外部加高電壓等惡意方式損壞設備,同時還減少了人工干預、節省成本。
[0008]本實用新型提供的技術方案是這樣的:
[0009]一種具備自保護功能的硬件設備,該設備包括自恢復保險裝置、瞬變電壓抑制二極管(Transient Voltage Suppressor,TVS)或壓敏電阻、和光電隔離器;
[0010]所述自恢復保險裝置的一端與所述硬件設備的供電線路相連,另一端與所述TVS或壓敏電阻相連;
[0011]所述TVS或壓敏電阻與所述硬件設備的主控芯片和所述光電隔離器相連,通過所述供電線路為所述主控芯片和所述光電隔離器供電;
[0012]所述光電隔離器連接在所述硬件設備的數據線路與所述主控芯片之間。
[0013]在一實施例中,所述自恢復保險裝置可以包括自恢復保險絲。
[0014]在一實施例中,所述硬件設備可以包括軟件保護裝置。
[0015]在一實施例中,所述軟件保護裝置可以包括軟件加密鎖、或身份認證裝置。
[0016]在一實施例中,所述硬件設備的供電線路和數據線路與通用串行總線(USB)接口相連。
[0017]由上述方案可見,本實用新型實施例中,通過將硬件設備的供電線路與自恢復保險裝置以及TVS管或壓敏電阻進行連接,為光電隔離器和主控芯片供電,當外部對設備的供電線路加高電壓惡意破壞時,通過自恢復保險裝置和TVS管或壓敏電阻進行保護,其中,通過自恢復保險裝置可以避免大電流損壞主控芯片,通過TVS管或壓敏電阻可以避免瞬間高電壓損壞主控芯片,從而在供電端,從大電流和瞬間高電壓兩個角度,提供了對主控芯片的全面保護。
[0018]而且,本實用新型的硬件設備還具備對數據線路的保護功能:將硬件設備的數據線路與光電隔離連接,通過光電隔離器與主控芯片進行數據通信,當外部對設備的數據線路加高電壓惡意破壞時,由于是采取光電隔離方式,也不會損壞主控芯片。
[0019]可見,本實用新型綜合考慮硬件設備的各種安全隱患,從供電端和數據線路端分別提供保護,其中,在供電端,采用在供電線路和主控芯片之間連接自恢復保險裝置和TVS管或壓敏電阻的方式,從瞬間高電壓和大電流兩個角度提供了對主控芯片的全面保護,在數據線路端,一方面,通過光電隔離連接數據線路和主控芯片,避免數據線路被惡意破壞時損壞到主控芯片,另一方面,光電隔離器也不是直接由供電線路供電,而是通過TVS管或壓敏電阻和自恢復保險裝置與供電線路相連,因此,也能夠避免瞬間高電壓和大電流對光電隔離器的破壞。可見,本實用新型提供的硬件設備具備卓越的自保護效果,即使通過外部加高電壓(不管對供電線路或數據線路)等惡意方式最多也只能損壞TVS管或壓敏電阻和光電隔離,對主控芯片卻沒有影響。因此,通過本實用新型提供的硬件設備,可以避免通過外部加高電壓等惡意方式損壞硬件設備芯片,同時可以減少人工干預,節省成本。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0020]圖1是本實用新型提供的具備自保護功能的硬件設備的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0021]為使本實用新型的目的、技術方案及優點更加清楚明白,以下參照附圖并舉實施例,對本實用新型進一步詳細說明。
[0022]圖1為本實用新型提供的具備自保護功能的硬件設備的結構示意圖。
[0023]如圖1所示,該設備包括自恢復保險裝置101、瞬變電壓抑制二極管(TVS)或壓敏電阻102和光電隔離器103。
[0024]自恢復保險裝置101的一端與所述硬件設備的供電線路相連,另一端與所述TVS102 相連。
[0025]TVS或壓敏電阻102與所述硬件設備的主控芯片和光電隔離器103相連,通過供電線路為所述主控芯片和光電隔離器103供電。
[0026]光電隔離器103連接在所述硬件設備的數據線路與所述主控芯片之間。
[0027]由圖1可見,硬件設備的供電線路與自恢復保險裝置101以及TVS管或壓敏電阻102連接,硬件設備的所述供電線路通過接口與外部電源設備連接,以實現為光電隔離器103和主控芯片供電。硬件設備的數據線路與光電隔離器103連接,與主控芯片通過光電隔離方式進行數據通信。通過對供電線路和數據線路的雙重保護,使得即使通過外部加高電壓(對供電線路或數據線路,或加反向電壓)等惡意方式最多也只能損壞與線路連接的TVS管或壓敏電阻和光電隔離器,主控芯片卻不受影響。
[0028]為了更詳細的說明本實用新型,在此進一步分別介紹一下自恢復保險裝置、TVS管、壓敏電阻和光電隔尚的有關技術。
[0029]所述自恢復保險裝置可以是自恢復保險絲,所述自恢復保險絲是一種過流電子保護元件,采用高分子有機聚合物(高科技聚合樹脂)在高壓、高溫,硫化反應的條件下,攙加導電粒子材料(納米導電晶粒)后,經過特殊的工藝加工而成。正常情況下,納米導電晶體隨樹脂基鏈接形成鏈狀導電通路,保險絲正常工作;當電路發生短路或者過載時,流經保險絲的大電流使其集溫升高,當達到居里溫度時,其態密度迅速減小,相變增大,內部的導電鏈路呈雪崩態變或斷裂,保險絲呈階躍式迀到高阻態,電流被迅速夾斷,從而對電路進行快速,準確的限制和保護,其微小的電流使保險絲一直處于保護狀態,當斷電和故障排除后,其集溫降低,態密度增大,相變復原,納米晶體還原成鏈狀導電通路,自恢復保險絲恢復為正常狀態,無需人工更換。
[0030]TVS管或稱瞬變電壓抑制二極管,是一種二極管形式的高效能保護器件。當TVS管兩極經受瞬間的高能量沖擊時,能以極高的速度(最高達10-12秒)將其兩極間的高阻抗變為低阻抗,同時吸收一個大電流,使兩極間的電壓鉗位于一個預定值,從而確保后面的電路元件免受瞬態高能量的沖擊而損壞。抑制反向的采用單向TVS,有交流的用雙向TVS。TVS管具有響應時間快,瞬態功率大、電容低、擊穿電壓偏差小、無損壞極限等優點,可以有效保護電子線路中的精密元器件。
[0031]所述壓敏電阻是一種限壓型保護器件。利用壓敏電阻的非線性特性,當過電壓出現在壓敏電阻的兩極間,壓敏電阻可以把電壓鉗位到一個相對固定的電壓值,從而實現對后級電路的保護。
[0032]光電隔離器(Optoelectronic Isolator,OC),也稱光親隔離器、或光親合器,是以光為媒介傳輸電信號的元件。它對輸入、輸出電信號有良好的隔離作用。光電隔離器一般包括三部分:光的發射部件、光的接收部件及信號轉換部件;光電隔離器的工作過程包括:輸入的電信號驅動發光二極管(LED),使之發出一定波長的光,被光探測器接收而產生光電流,再經過進一步放大后輸出。這就完成了電-光-電的轉換,從而起到輸入、輸出、隔離的作用。
[0033]光電隔離就是采用光電隔離器進行隔離,光電隔離器的結構相當于把發光二極管和光敏(三極)管封裝在一起。發光二極管把輸入的電信號轉換為光信號傳給光敏管,光敏管再將所述光信號轉換為電信號輸出,由于沒有直接的電氣連接,光電隔離器輸入、輸出間互相隔離,電信號傳輸具有單向性等特點,因而具有良好的電絕緣能力和抗干擾能力。又由于光電隔離器的輸入端屬于電流型工作的低阻元件,因而具有很強的共模抑制能力。所以,在長線傳輸信息中作為終端隔離元件可以大大提高信噪比。在計算機數字通信及實時控制中作為信號隔離的接口器件,可以大大增加計算機工作的可靠性。
[0034]本實用新型所述的硬件設備包括但不限于智能手表、數碼相機、軟件保護裝置等,其中,所述軟件保護裝置可以包括軟件加密鎖、身份認證Key等硬件設備。
[0035]其中,當所述硬件設備為軟件保護裝置時,所述硬件設備的供電線路和數據線路可以與通用串行總線(USB)接口相連,換言之,所述硬件設備可以通過USB接口與外部電源連接。
[0036]下面以軟件保護裝置為例,對本實用新型提供的具備自保護功能的硬件設備進行示例性說明。
[0037]實施例1
[0038]現有硬件設備在生產和出售時,通常會在設備內部芯片中存儲一些設備的標識信息(如唯一 ID、型號、批次等),還會根據不同的使用需求存儲其他的數據信息,比如有些設備中會預存可消耗的一定數額的虛擬貨幣等,通過使用或分配權限等扣除一定量的數值,這些虛擬貨幣與實際貨幣具有一定的轉換比率。為避免不法分子利用這一漏洞,通過外部加高電壓損壞設備主控芯片,進而以低價值設備換取高價值設備,或以消耗掉內部虛擬貨幣的設備換取具有大數額虛擬貨幣的設備的行為,本實施例提供了一種具備自保護功能的硬件設備,本實施例中,該硬件設備為軟件保護裝置,具體可以為加密鎖,將加密鎖內部的供電線路與自恢復保險絲以及TVS管或壓敏電阻連接,通過與諸如PC機USB 口等外部電源設備連接,為光電隔離器和主控芯片供電,設備的數據線路與光電隔離連接,以光電隔離方式與主控芯片數據通信。通過對設備內部供電線路和數據線路的雙重保護,使得即使通過外部加高電壓,無論是通過供電線路、數據線路加高電壓或是加反向電壓,最多也只能損壞TVS管或壓敏電阻和光電隔離器,對主控芯片卻沒有影響,因此可以有效避免通過外部加高電壓等惡意方式損壞設備從而退回設備以獲得額外利益,保障開發商利益,同時還減少了人工干預、節省成本。
[0039]以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已,并不用以限制本實用新型,凡在本實用新型的精神和原則之內,所做的任何修改、等同替換、改進等,均應包含在本實用新型保護的范圍之內。
【權利要求】
1.一種具備自保護功能的硬件設備,其特征在于,該設備包括自恢復保險裝置、瞬變電壓抑制二極管TVS或壓敏電阻、和光電隔離器; 所述自恢復保險裝置的一端與所述硬件設備的供電線路相連,另一端與所述瞬變電壓抑制二極管TVS或壓敏電阻相連; 所述瞬變電壓抑制二極管TVS或壓敏電阻與所述硬件設備的主控芯片和所述光電隔離器相連,通過所述供電線路為所述主控芯片和所述光電隔離器供電; 所述光電隔離器連接在所述硬件設備的數據線路與所述主控芯片之間。
2.根據權利要求1所述的硬件設備,其特征在于, 所述自恢復保險裝置包括自恢復保險絲。
3.根據權利要求1所述的硬件設備,其特征在于, 所述硬件設備包括軟件保護裝置。
4.根據權利要求3所述的硬件設備,其特征在于, 所述軟件保護裝置包括軟件加密鎖、或身份認證裝置。
5.根據權利要求3或4所述的硬件設備,其特征在于, 所述硬件設備的供電線路和數據線路與通用串行總線USB接口相連。
【文檔編號】G06F21/34GK204215406SQ201420642515
【公開日】2015年3月18日 申請日期:2014年10月31日 優先權日:2014年10月31日
【發明者】孫吉平, 韓勇 申請人:北京深思數盾科技有限公司