一种嵌入式电子电路设备防复制的方法技术

本发明专利技术专利为一种嵌入式电子电路设备防复制的方法。方法是对电路中所有的可编程器件的目标程序加密处理，并在设计嵌入式MCU芯片电路时去掉JTAG接口，使用在应用编程技术下载目标程序到可编程器件中。设备与电脑之间的通信数据进行加密传输，电脑上设计通信服务软件，通信服务软件负责具体与硬件设备通信，设备应用软件通过共享内存技术与通信服务软件进行数据交换。使用软件根据每个设备的ID生成不同的授权文件，在生产时将授权文件写入到对应设备的嵌入式MCU芯片中，授权文件一旦写入设备就不能再次被授权，只有写入正确授权文件的设备程序才能正常运行。的设备程序才能正常运行。的设备程序才能正常运行。

【技术实现步骤摘要】
一种嵌入式电子电路设备防复制的方法


[0001]本专利技术涉及电路防止被克隆复制的方法，具体涉及一种嵌入式电子电路设备防复制的方法。

技术介绍

[0002]随着抄板技术和IC解密技术的发展，嵌入式设备电路面临越来越多的被复制的风险，如何保护嵌入式设备不被非法复制，正受到各个企业的关注，也出现了很多电路知识产权保护的方法。比较常用的方法是在企业研发技术人员的电脑上安装加密软件，对电路设备开发过程的原理图、PCB文件、机械图纸和源程序文件等进行加密处理，使上述技术文件在拷贝到其他没有授权加密的电脑上无法打开。在硬件电路设计本身可将芯片LOGO打磨掉，采用没有器件标识的元件以及在不影响功能的前提下，放置干扰元件，PCB采用埋孔和盲孔技术，使过孔藏在板内，采用一些比较生僻、偏冷门的单片机来加大仿冒者采购的难度。上述方法中在技术人员电脑上安装加密软件可以很好的保护电路设备的设计源文件不被泄露，但是电路设备在生产时生产文件很有可能被泄露，特别是生产调试人员流动频繁的和保密管理不规范的中小企业。在硬件电路设计本身采取的防抄板的方法，会增加电路设计的难度和硬件成本，而此方法也仅仅是加大抄板难度和抄板成本，也不能解决生产文件泄露导致电路设备被复制的问题。

技术实现思路

[0003]本专利技术提供一种嵌入式电子电路设备防复制的方法，目的是解决上述技术的不足。
[0004]解决上述问题所采用的具体技术方案是：本专利技术采用软硬件结合的方式实现，如图1所示，硬件上包括嵌入式MCU芯片，MCU芯片可以是可读写片内FLASH 存储器的单片机、ARM或者DSP芯片，使用XTEA算法和128位的密钥对MCU芯片的目标程序进行加密，目标程序可以是单片机、ARM、DSP或者FPGA的目标程序。为了防止目标程序被读出，硬件上去掉嵌入式MCU芯片的JTAG接口，并在程序上电运行时，将JTAG接口设置成GPIO,使其JTAG调试功能失效。开发具有IAP功能的BootLoader程序固化到嵌入式MCU芯片的启动地址空间，在电脑端开发IAP程序下载软件，使用IAP软件通过BootLoader程序将加密的目标程序解密并下载到嵌入式MCU芯片中。
[0005]设备与电脑之间的通信有IAP目标程序下载和正常工作时的数据传输，通信数据同样采用XTEA算法和128位的密钥进行加密，保证程序和数据在传输过程中不能被正确截获。电脑上设计通信服务软件，通信服务软件负责具体与硬件设备通信，设备应用软件通过共享内存技术与通信服务软件进行数据交换。
[0006]在MCU芯片程序中设计授权使用的功能，实时检测设备是否被授权使用。生产时根据每个设备的ID使用软件生成不同的授权文件，将授权文件写入到对应设备的嵌入式MCU芯片中，授权文件一旦写入设备就不能再次被授权，只有写入正确授权文件的设备程序才
能正常运行，否则程序不正常运行设备无法使用。设备ID生成授权文件的软件是绑定电脑硬件使用的，只有在特定的电脑上才能使用，拷贝到其他电脑上无法使用。
[0007]本专利技术采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：对目标程序和通信数据进行加密，同时采用授权使用的方法，一旦设备生产文件被泄露或硬件电路被复制，在没有加密密钥、IAP软件、授权生成软件和授权文件的情况下，即使生产出硬件电路，设备程序也不能正常运行。
附图说明
[0008]图1 本专利技术的硬件组成示意图；图2 本专利技术的实施例的硬件组成示意图；图3 本专利技术的实施例的目标程序下载的流程图；图4 本专利技术的授权文件生产流程图；图5 本专利技术的实施例的应用程序运行流程图。
具体实施方式
[0009]以下将结合具体实施例和附图对本专利技术的技术方案做进一步描述，但本专利技术并不限于这个实施例。
[0010]如图2所示是本实施例的硬件组成结构，主要由MCU电路、FLASH存储器、FPGA电路和ADC采集电路，MCU芯片使用ARM芯片STM32F103CBT6，FPGA芯片使用EP4CE22F17C7N，FLASH存储器用于存储FPGA的目标程序，实现本专利技术的电子电路防复制的方法不需要增加额外的硬件，其中ARM芯片和FPGA芯片是可编程器件，都有目标程序。硬件设计时去掉ARM芯片和FPGA芯片的JTAG接口，ARM芯片电路保留支持ISP功能的串口用于下载BootLoader程序，在ARM程序运行后将将JTAG接口设置成GPIO，使其JTAG调试功能失效，FPGA芯片电路设计成使用ARM芯片通过AS模式进行配置的方式。
[0011]如图3、图4和图5是本专利技术实施例的实现流程。
[0012]步骤S301,目标程序加密。
[0013]首先在电脑上使用XTEA算法和128位的密钥对ARM和FPGA的目标程序进行加密。
[0014]步骤S302中，在电脑上使用IAP下载软件将加密的ARM和FPGA目标程序发送到ARM中，IAP下载软件通过电脑的通信接口向外发送数据，数据同样采用XTEA算法和128位的密钥进行加密，但是通信数据的加密密钥与目标程序的加密密钥不同。
[0015]在步骤S303中，ARM中的启动程序BootLoader接收加密的通信数据，并对加密的通信数据进行解密。
[0016]对通信数据解密完成后进入步骤S304，开始判断IAP下载的目标程序是ARM程序还是FPGA程序，若是ARM的目标程序则将ARM的目标程序解密，然后将ARM目标程序写入程序FLASH中，若是FPGA的目标程序则将加密的目标程序直接存储于外扩FLASH芯片中。
[0017]当目标程序都成功下载后，执行步骤S305,ARM应用程序执行。
[0018]如图4是授权生成软件的运行流程，在电脑上打开授权生成软件，先执行步骤S401，授权生成软件首先读取电脑的硬件信息，判断软件是否是在预设的电脑上工作，若验证成功软件便可以使用。所述硬件信息可以包括网卡MAC地址、硬盘序列号、BIOS版本。通过
与电脑硬件绑定使用，可以有效的防止非法生成授权文件。
[0019]步骤S402，生成授权文件，授权生成软件读取ARM的96位的ID值，根据此ID值生成唯一的授权文件。
[0020]步骤S403，发送授权文件，授权生成软件将授权文件发送到对应ID值的ARM中，发送过程的通信数据也采用XTEA算法和128位的密钥进行加密。
[0021]针对本专利技术的防复制方法的ARM应用程序的运行流程如图5所示。
[0022]步骤S501,ARM应用程序启动后判断是否写入正确的授权文件。
[0023]当正确写入授权文件后，执行步骤S502，对FPGA芯片进行配置和执行ARM功能程序。
[0024]步骤S503，当FPGA程序和ARM程序都运行后，系统就正常工作了。
[0025]应当理解，上述的步骤并没有严格的执行顺序，所有可预见并且不影响功能的实现的变化都应该在本专利技术的保护范围内。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种嵌入式电子电路设备防复制的方法，其特征是：硬件上包括嵌入式MCU芯片，对电路中所有的可编程器件的目标程序加密处理，并使用在应用编程（IAP）技术下载目标程序到可编程器件中；设备与电脑之间的通信数据进行加密传输，电脑上设计通信服务软件，通信服务软件负责具体与硬件设备通信，设备应用软件通过共享内存技术与通信服务软件进行数据交换；在进行设备生产时根据每个设备的ID使用软件生成不同的授权文件，将授权文件写入到对应设备的嵌入式MCU芯片中，授权文件一旦写入设备就不能再次被授权，只有写入正确授权文件的设备程序才能正常运行。2.根据权利要求1所述的一种嵌入式电子电路设备防复制的方法，其特征是：所述的嵌入式MCU芯片是可读写片内FLASH 存储器的单片机、ARM或者DSP芯片。3.根据权利要求1所述的一种嵌入式电子电路设备防复制的方法，其特征是：所述的对电路中所有的可编程器件的目标程序加密处理，是使用128密钥对可编程器件的目标程序加密处理。4.根据权利要求1所述的一种嵌入式电...

【专利技术属性】
技术研发人员：于海明，陈月红，刘永睿，张伟，
申请(专利权)人：丹东东方测控技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：