防信息泄漏鍵盤的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
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鍵盤是計(jì)算機(jī)中最通用的設(shè)備，也是除顯示器外信息最容易被截獲并被復(fù)現(xiàn)的設(shè)備。按照紅黑分離式防信息泄漏原理，我們成功地開發(fā)了紅黑分離式防信息泄漏鍵盤。
首先分析一下鍵盤的工作原理。現(xiàn)在的鍵盤主芯片只有1個(gè)。1個(gè)鍵盤由專用芯片、按鍵和接口3部分組成。其中專用芯片提供主機(jī)接口、行線、列線及鍵盤分系統(tǒng)控制微程序;按鍵被安排在行列線的交叉點(diǎn)上;主機(jī)接口共4根線：電源、地、時(shí)鐘、數(shù)據(jù)。工作原理如下。
① 時(shí)鐘和數(shù)據(jù)線在主機(jī)方和鍵盤方的引腳都是OC門，正常時(shí)電平為高。主機(jī)和鍵盤任何一方都可以把這兩根線上的電平拉低。當(dāng)兩根線都為高時(shí)，鍵盤可以發(fā)數(shù)據(jù);當(dāng)時(shí)鐘為低時(shí)，禁止鍵盤發(fā)送數(shù)據(jù);當(dāng)時(shí)鐘為高、數(shù)據(jù)為低時(shí)，表示主機(jī)要發(fā)送命令，鍵盤要準(zhǔn)備接收。
② 加電后鍵盤開始自檢，如自檢正常，則向主機(jī)發(fā)出AAH，并開始掃描按鍵。
③ 判斷出有鍵按下后向主機(jī)發(fā)這一鍵的掃描碼并開始計(jì)時(shí)，然后繼續(xù)掃描。若0.5 s后，這個(gè)鍵仍未抬起，且沒有新鍵按下的話，就要連續(xù)發(fā)這一鍵的掃描碼：每秒30個(gè)。最多支持3個(gè)鍵同時(shí)按下。在0.5 s內(nèi)若有新鍵按下的話，就為新鍵計(jì)時(shí)。
④ 待有鍵抬起時(shí)發(fā)這一鍵的結(jié)束碼。
⑤ 收到主機(jī)發(fā)來的命令碼后，鍵盤發(fā)FAH以應(yīng)答，并開始執(zhí)行這一命令。
鍵盤與主機(jī)通信的數(shù)據(jù)規(guī)則是：每組數(shù)據(jù)由11位組成：1位啟始位（邏輯0）、8位數(shù)據(jù)位（低位在前）、1位校驗(yàn)位（奇校驗(yàn)）、1位停止位（邏輯1）。其數(shù)據(jù)位的數(shù)據(jù)格式為：
時(shí)鐘是鍵盤分系統(tǒng)發(fā)出的方波，周期約為80μs下降沿有效，只在發(fā)碼的時(shí)候才有時(shí)鐘。每個(gè)鍵有1個(gè)掃描碼。主機(jī)還會(huì)發(fā)一些命令。表1給出了每個(gè)鍵的掃描碼。
表1 鍵盤掃描
這是一個(gè)開放式的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，PC機(jī)的鍵盤都是這樣的。其與主機(jī)的通信必須按上述標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。這為零配件的生產(chǎn)、維修、使用提供了極大的方便，但同時(shí)也使鍵盤按鍵造成信息泄漏成為了可能。
2 鍵盤信息泄漏的分析
為了驗(yàn)證鍵盤信息泄漏的電磁場(chǎng)的特性，進(jìn)行如下試驗(yàn)：當(dāng)鍵盤連續(xù)保持按下“H”鍵時(shí)，用頻譜儀測(cè)量鍵盤與主機(jī)連接的信號(hào)線的傳導(dǎo)發(fā)射特性，結(jié)果如圖1所示。
圖1 鍵盤的傳導(dǎo)發(fā)射特性
評(píng)論