作者：南京邮电学院信息工程系（210003）徐增祥 来源：《电子技术应用》

     摘要：介绍了软件狗技术的发展，提出了一种改进的低成本usb软件狗的设计方案，分析了常见的加解密技术，并据此提出了一系列反破解措施。

    

    

     关键词：usb

     软件狗 加解密技术 反破解

     1 软件狗技术

     近年来，软件狗技术在保护软件开发者利益、防止软件盗版方面起了很大作用。软件狗技术属于硬加密技术，它具有加密强度大、可靠性高等特点，已广泛应用于计算机软件保护。软件狗技术的发展经历了多次更新换代。第一代软件狗通过短接并行口的某两根线，或者再加上些电阻、电容、二极管等实现；第二代软件狗采用逻辑门电路跨接在开行口上，并采取适当的措施尽量避免软件狗和打印机之间的相互干扰；第三代软件狗的核心芯片是eeprom，主机通过并行口直接读写eeprom以实现对加密信息存取；第四代软件狗以微控制器和eeprom为核心器件，又称微狗，它具有一定的智能，应用灵活性和抗破解能力都得到了很大提高。

     传统的软件狗通过在并行口上附加一定的电路实现，而并行口本身的特点限制了传统软件狗技术的进步发展。由于并行口本身没有电源线，所以传统折并行口软件狗都是通过各种“偷电”技术从数据线或控制线获得软件狗电路所需的电源，其电路必须选用规模不大的低拉耗元器件。在负载能力很低的并行口上，并行口软件狗难以保证正常工作。由于并行口是为连接单个设备设计的，在连接多个设备时很难避免冲突，传统的并行口软件狗必须细考虑与打印机之间的兼容问题。特别是对于一些非标准接口的并行口设备，就更难解决冲突问题。这些都使并行口软件技术的展受到很大限制。

     usb是在1994年底由compaq、ibm、microsoft等多家公司联合提出的一种连接外部设备的新型的通用串行接口技术，它具有真正的即插即用和热插拔功能，理论上可支持多达127个不外设的同时连接。usb是一种先进的很有前途的接口标准，随着usb接口器件的发展，使用usb接口的设备会越来越多。usb接口本身具有电源线，可为外设提供稳定可靠的工作电源，从而对usb软件狗所用元器件的工作电压、功耗等的要求大大降低，软件狗的工作条件得到很大改善，更容易实现复杂、灵活的设计和电路的微型化。由于usb是为连接多个设备而设计的，有着严格的规范，从接口本身避免了设备间的冲突，只要遵循usb接口规范，usb软件狗不但不会对别的usb设备产生影响，也不会受到别的usb设备的影响。与并行口相比，usb接口更适合于软件狗技术。

    

     2 usb软件狗的硬件

     在本设计中，所使用的微控制器是cy7c63100a/cy7c63101a。它是cypress公司生产的8位精简指令集（risc）的otp型微控制器。它集成有1.5mbps的usb串行接口引擎（sie）（即usb收发器），具有128字节的片内ram、2/4k字节的程序存储空间，片内还具有个自由运行的8位定时器、一个看门狗定时器和内部上电复位电路，它的指令集专门为开发usb应用进行了优化。该控制器拥有两个输入输出端口、16根通用i/o线，且每根线均可作为中断源。端口1的所有引脚都带有可编程驱动器，可以直接驱动led发光。该控制器的操作电压为4.0～5.25v，它需要6mhz的外部陶瓷共振器，片内操作时钟为12mhz。cy7c63100a/cy7c63101a是低速usb外设的低成本解决方案，符合usb1.1规范，支持1个设备址和2个端点（一个控制端点和一个数据端点）。

     本设计中所使用的存储器是24c02，它是带有硬件写保护功能的串行eeprom，其接口兼容i2c总线规范，通过一对串行时钟、数据线对片内存储单元进行读写。24c02的片仙存储器容量为2k位（或256字节）。

     本文设计的usb软件狗的硬件电路图如图1所示。其核心器件是微控制器（可根据需要选用cy7c63100a或cy7c63101a，其区别为程序存储器的空间不同，分别为2k字节和4k字节）和串行eeprom（24c02），各元件的具体参数如图1所示。

     微控制器的第15（d-）、16（d+）脚分别连接usb连接器的2（d-）、3（d+）脚，提供微控制器和主机之间信息交换的电信号通道，其中第15