基于ESPU軟件保護(hù)模塊的版權(quán)保護(hù)方案

在競(jìng)爭(zhēng)激烈的電子及信息技術(shù)產(chǎn)品行業(yè)，新產(chǎn)品的設(shè)計(jì)周期已從原來(lái)的5年縮短為1~2年，同時(shí)產(chǎn)品壽命也在縮短，使得上市時(shí)間壓力增大，隨著創(chuàng)新能力的擴(kuò)展，公司間競(jìng)爭(zhēng)越來(lái)越大，盜板現(xiàn)象卻越來(lái)越嚴(yán)重，如何保護(hù)自己的產(chǎn)品設(shè)計(jì)以提高市場(chǎng)占有率和延長(zhǎng)生命周期，如何在許可生產(chǎn)過(guò)程中有效控制和量化版權(quán)收益，已經(jīng)成為很多公司和產(chǎn)品設(shè)計(jì)者日益關(guān)注的問(wèn)題。本文介紹的解決方案的核心是在產(chǎn)品硬件設(shè)計(jì)上嵌入專用加密芯片，在應(yīng)用軟件設(shè)計(jì)上通過(guò)隨機(jī)密鑰認(rèn)證的方法控制程序流程，比一般概念上的軟件狗在軟硬件安全特性、指令功能和性能價(jià)格比具有明顯的優(yōu)勢(shì)。

　　一. 專用加密芯片與嵌入式安全操作系統(tǒng)

　　本方案選用的專用加密IC是內(nèi)置TimeCOS/ESPU嵌入式安全操作系統(tǒng)的專用微處理器芯片，又稱ESPU嵌入式軟件保護(hù)模塊。ESPU安全模塊采用標(biāo)準(zhǔn)的DIP8或SOP8封裝，除了具有防檢測(cè)、抗攻擊、自毀等硬件特性外，還具有安全的文件密鑰管理，完善的安全機(jī)制、標(biāo)準(zhǔn)的加解密運(yùn)算功能。ESPU安全模塊主要的應(yīng)用模式是嵌入到其他專用或通用設(shè)備中，除了可作為設(shè)備的唯一標(biāo)識(shí)(每個(gè)模塊具有全球唯一硬件序列號(hào)碼)并提供安全密鑰和重要數(shù)據(jù)存儲(chǔ)之外，還可以利用內(nèi)置算法完成數(shù)據(jù)加密解密、雙向身份認(rèn)證、訪問(wèn)權(quán)限控制、通信線路保護(hù)、臨時(shí)過(guò)程密鑰導(dǎo)出等多種功能。下面分別介紹ESPU安全模塊硬件和軟件特性。

　　1. 硬件安全特性：

　　·采用智能卡做為硬件平臺(tái)

　　·唯一序列號(hào)

　　·芯片硬件安全性獲得EAL4級(jí)認(rèn)證

　　·芯片防篡改設(shè)計(jì)，具有防止SEMA/DEMA、SPA/DPA、DFA和時(shí)序攻擊的措施

　　·數(shù)據(jù)安全存儲(chǔ)，高低壓檢測(cè)，高低頻率檢測(cè)

　　·真隨機(jī)數(shù)發(fā)生器：利用芯片內(nèi)部的電磁白噪聲產(chǎn)生，不會(huì)重復(fù)

　　·硬件加密協(xié)處理器：內(nèi)部硬件邏輯電路實(shí)現(xiàn)對(duì)稱算法3DES，加解密速度快

　　2. 軟件安全特性：

　　安全芯片采用TimeCOS/ESPU嵌入式安全操作系統(tǒng)

　　COS(芯片操作系統(tǒng))是ESPU安全模塊的核心。該操作系統(tǒng)針對(duì)不同的應(yīng)用具有不同的版本，主要有普通DES、3DES算法的PBOC版本，具有RSA算法的，還可根據(jù)用戶的需要增加不同的算法和功能，可作為身份的標(biāo)識(shí)進(jìn)行身份認(rèn)證，也可以作為安全的平臺(tái)存儲(chǔ)各種安全密鑰和關(guān)鍵數(shù)據(jù)，以及產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)，進(jìn)行加解密運(yùn)算等，可以幫助終端設(shè)備實(shí)現(xiàn)很多安全功能。

　　2.1TimeCOS/ESPU的結(jié)構(gòu)

　　TimeCOS/ESPU由傳輸管理、文件管理、安全體系、命令解釋四個(gè)功能模塊組成。

　　2.2典型認(rèn)證過(guò)程

　　在數(shù)據(jù)安全領(lǐng)域，DES(數(shù)據(jù)加密標(biāo)準(zhǔn))算法是一種被廣泛使用的公開的數(shù)據(jù)加密算法，它采用對(duì)稱密鑰機(jī)制，即加密密鑰和解密密鑰是相同的，數(shù)據(jù)的安全性取決于密鑰的安全性。ESPU安全模塊用DES算法計(jì)算認(rèn)證碼，通過(guò)比較認(rèn)證碼的方法進(jìn)行芯片內(nèi)部密鑰與外部認(rèn)證密鑰的對(duì)比，從而達(dá)到判斷與認(rèn)證的目的。ESPU安全模塊通常內(nèi)部預(yù)置相關(guān)的密鑰和關(guān)鍵數(shù)據(jù)，內(nèi)部具有安全狀態(tài)寄存器，數(shù)據(jù)文件通常具有保密權(quán)限，只有通過(guò)相應(yīng)的密鑰認(rèn)證才可以達(dá)到對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)文件的安全權(quán)限，才能對(duì)數(shù)據(jù)文件進(jìn)行讀寫，這個(gè)過(guò)程稱為外部認(rèn)證。

　　二. 基于ESPU軟件保護(hù)模塊的版權(quán)保護(hù)方案

　　ESPU軟件保護(hù)模塊的目標(biāo)應(yīng)用

　　1.產(chǎn)品版權(quán)保護(hù)

　　在硬件設(shè)計(jì)仿制比較容易的情況下，采用安裝特定的加密芯ESPU安全模塊的方法，可以防止軟件被拷貝后正常使用。

　　2.生產(chǎn)數(shù)量控制

　　使用ESPU可以控制生產(chǎn)商的生產(chǎn)數(shù)量，按照真實(shí)數(shù)量收取版權(quán)費(fèi)。

　　3.技術(shù)支持和售后服務(wù)的依據(jù)

　　使用ESPU存儲(chǔ)產(chǎn)品的序列號(hào)或版本號(hào)等產(chǎn)品關(guān)鍵信息，可根據(jù)該信息對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行在線服務(wù)或應(yīng)用軟件的在線升級(jí)，也可以作為提供相關(guān)技術(shù)服務(wù)的依據(jù)。