防信息泄漏鍵盤的設計與實現(xiàn)
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鍵盤是計算機中最通用的設備，也是除顯示器外信息最容易被截獲并被復現(xiàn)的設備。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?，F(xiàn)在的鍵盤主芯片只有1個。1個鍵盤由專用芯片、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上;主機接口共4根線：電源、地、時鐘、數(shù)據(jù)。工作原理如下。
① 時鐘和數(shù)據(jù)線在主機方和鍵盤方的引腳都是OC門，正常時電平為高。主機和鍵盤任何一方都可以把這兩根線上的電平拉低。當兩根線都為高時，鍵盤可以發(fā)數(shù)據(jù);當時鐘為低時，禁止鍵盤發(fā)送數(shù)據(jù);當時鐘為高、數(shù)據(jù)為低時，表示主機要發(fā)送命令，鍵盤要準備接收。
② 加電后鍵盤開始自檢，如自檢正常，則向主機發(fā)出AAH，并開始掃描按鍵。
③ 判斷出有鍵按下后向主機發(fā)這一鍵的掃描碼并開始計時，然后繼續(xù)掃描。若0.5 s后，這個鍵仍未抬起，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。最多支持3個鍵同時按下。在0.5 s內(nèi)若有新鍵按下的話，就為新鍵計時。
④ 待有鍵抬起時發(fā)這一鍵的結(jié)束碼。
⑤ 收到主機發(fā)來的命令碼后，鍵盤發(fā)FAH以應答，并開始執(zhí)行這一命令。
鍵盤與主機通信的數(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位校驗位（奇校驗）、1位停止位（邏輯1）。其數(shù)據(jù)位的數(shù)據(jù)格式為：
時鐘是鍵盤分系統(tǒng)發(fā)出的方波，周期約為80μs下降沿有效，只在發(fā)碼的時候才有時鐘。每個鍵有1個掃描碼。主機還會發(fā)一些命令。表1給出了每個鍵的掃描碼。
表1 鍵盤掃描
這是一個開放式的工業(yè)標準，PC機的鍵盤都是這樣的。其與主機的通信必須按上述標準執(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
為了驗證鍵盤信息泄漏的電磁場的特性，進行如下試驗：當鍵盤連續(xù)保持按下“H”鍵時，用頻譜儀測量鍵盤與主機連接的信號線的傳導發(fā)射特性，結(jié)果如圖1所示。
圖1 鍵盤的傳導發(fā)射特性
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