專利名稱:一種智能動(dòng)態(tài)顯示保密鍵盤的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本實(shí)用新型屬于計(jì)算機(jī)設(shè)備領(lǐng)域,涉及到電子技術(shù),特別涉及到鍵值可隨機(jī)變化的智能保密鍵盤。
背景技術(shù):
目前,鍵盤已經(jīng)成為了一種最重要的計(jì)算機(jī)外圍輸入設(shè)備。它不僅可以完成正常的文字輸入,而且作為一種密碼輸入裝置,已經(jīng)廣泛的應(yīng)用于社會(huì)的各個(gè)領(lǐng)域,如銀行、股票市場(chǎng)等金融領(lǐng)域。
然而,作為密碼輸入裝置,現(xiàn)有的鍵盤的保密性較差,其主要原因在于鍵盤各個(gè)鍵位的鍵值固定,比如一般所使用的數(shù)字小鍵盤,其數(shù)字“0-9“的排列位置順序全世界統(tǒng)一,這樣的結(jié)果是,使用者在輸入密碼時(shí),一些有準(zhǔn)備的觀察者通過觀察使用者對(duì)鍵盤上各個(gè)鍵位的操作可以分析出使用者輸入的密碼或者數(shù)據(jù)。因此,使用者的密碼被竊的案例屢見不鮮?,F(xiàn)有的鍵盤通過外加保護(hù)罩,仍不能改變這種狀況。同時(shí),由于我國的特殊情況,有銀行、商場(chǎng)或其它人員密集的場(chǎng)合進(jìn)行密碼輸入時(shí),難以保證有效的保密距離,使用者的隱私權(quán)和財(cái)產(chǎn)受到極大的威脅,促使相當(dāng)一部分人不愿意使用此類方法進(jìn)行交易,大大影響了正常的金融秩序。因此,研究一種新式鍵盤的設(shè)計(jì)方法,以防止金融犯罪,保證正常的金融交易,有著十分重要的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。
發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是針對(duì)上述問題的存在,提供一種能夠根據(jù)需要,隨機(jī)變化鍵盤的數(shù)字鍵值及排列順序以可靠而有效提高鍵盤輸入的保密性能的智能動(dòng)態(tài)保密鍵盤。
本實(shí)用新型的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的
一種智能動(dòng)態(tài)顯示保密鍵盤,包括殼體及設(shè)置在殼體面板上的由從0~9的十個(gè)數(shù)值可變的具有鍵位數(shù)字指示單元的觸摸式數(shù)字按鍵及至少二個(gè)具有鍵位漢字指示單元的功能操作指示按鍵及可顯示每次按鍵操作的輸入次數(shù)指示單元組成的觸摸式液晶顯示屏、設(shè)置在殼體內(nèi)的對(duì)各觸摸式數(shù)字按鍵進(jìn)行動(dòng)態(tài)定義、識(shí)別及控制處理的微處理控制及驅(qū)動(dòng)電路裝置,其特點(diǎn)是上述微處理控制及驅(qū)動(dòng)電路裝置包括微處理器U1、數(shù)字指示及數(shù)字按鍵控制模塊及其驅(qū)動(dòng)電路、電平轉(zhuǎn)換及接口電路,其中微處理器U1采用MSC51兼容微處理器,數(shù)字指示及數(shù)字按鍵控制模塊及其驅(qū)動(dòng)電路包括液晶顯示驅(qū)動(dòng)模塊、觸摸式液晶顯示屏驅(qū)動(dòng)模塊、硬件隨機(jī)信息生成模塊,其中,微處理器U1跟蹤及獲得硬件隨機(jī)信息生成模塊產(chǎn)生的隨機(jī)信息產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)字序列并控制液晶顯示器驅(qū)動(dòng)模塊,將產(chǎn)生的隨機(jī)數(shù)字序列連續(xù)顯示在相應(yīng)的鍵位數(shù)字指示單元上,同時(shí)微處理器U1控制觸摸屏驅(qū)動(dòng)模塊來獲取觸摸式數(shù)字按鍵的按鍵信息供內(nèi)部處理及暫存使用并通過對(duì)電平轉(zhuǎn)換及接口電路進(jìn)行控制實(shí)現(xiàn)與上位微機(jī)或其它處理單元的交互式通訊—接收上位微機(jī)或其它處理單元的數(shù)據(jù)與命令,對(duì)本地設(shè)備進(jìn)行設(shè)置與控制。
其中為進(jìn)一步提高鍵盤操作使用的方便性和直觀性及適應(yīng)不同人群的需要,上述微處理控制及驅(qū)動(dòng)電路裝置還包括有分別與微處理器U1連接的用于反映功能操作、錯(cuò)誤信息、按鍵反饋等信息的語音指示處理電路及語音提示揚(yáng)聲器、用于對(duì)獲取的隨機(jī)的按鍵信息進(jìn)行加密處理的密鑰保持電路、用于顯示操作功能的發(fā)光提示電路及發(fā)光指示燈。
本實(shí)用新型由于采用軟件生成偽隨機(jī)碼與硬件產(chǎn)生隨機(jī)碼相結(jié)合來隨機(jī)變化鍵盤的數(shù)字鍵值及排列順序的結(jié)構(gòu),實(shí)現(xiàn)了真正的隨機(jī)序列生成,保證了隨機(jī)碼的序列順序無規(guī)律與重復(fù),相對(duì)現(xiàn)有的采用純粹的軟件產(chǎn)生隨機(jī)碼(通常為偽隨機(jī)碼)的實(shí)現(xiàn)方式有不可比擬的優(yōu)勢(shì)。從而使通過竊視、記錄操作者手部按鍵動(dòng)作的位置與順序來竊取密碼變得不可能,使密碼輸入操作具有極高的安全性。同時(shí)采用液晶顯示器作為鍵位的數(shù)字指示,充分利用液晶顯示的偏振光特性避免了其他顯示方式(例如LED顯示)因光線發(fā)散角過大而造成近旁觀察者看到密碼鍵盤上出現(xiàn)的隨機(jī)序列的可能,從而進(jìn)一步提高密碼輸入操作的安全性。再者采用高靈敏度的觸摸式按鍵作為密碼輸入的操作部件,有效地減少了因操作者按鍵不熟練或錯(cuò)誤的操作習(xí)慣而導(dǎo)致的多次重復(fù)輸入密碼的情況,從而有效地減少了可能的密碼泄露機(jī)會(huì),同時(shí)大大提高了密碼輸入操作的舒適性。最后由于采用了液晶顯示器,有效地減少了占密碼鍵盤功耗絕大部分的顯示模塊的功耗。在大量使用的情形下相對(duì)傳統(tǒng)帶LED等其他顯示方式的密碼鍵盤技術(shù)而言具有顯著的節(jié)能效果。
以下結(jié)合附圖詳細(xì)描述本實(shí)用新型的基本組成及工作原理。
圖1是本實(shí)用新型的外觀結(jié)構(gòu)示意圖;圖2是本實(shí)用新型的微處理控制及驅(qū)動(dòng)電路裝置的組成方框圖;圖3是本實(shí)用新型的微處理控制及驅(qū)動(dòng)電路裝置的電原理圖。
具體實(shí)施方式
如圖1~圖3所示,本實(shí)用新型所述一種智能動(dòng)態(tài)顯示保密鍵盤,包括殼體及設(shè)置在殼體面板上的由從0~9的十個(gè)數(shù)值可變的具有鍵位數(shù)字指示單元的觸摸式數(shù)字按鍵及至少二個(gè)具有鍵位漢字指示單元的功能操作指示按鍵及可顯示每次按鍵操作的輸入次數(shù)指示單元組成的觸摸式液晶顯示屏、設(shè)置在殼體內(nèi)的對(duì)各觸摸式數(shù)字按鍵進(jìn)行動(dòng)態(tài)定義、識(shí)別及控制處理的微處理控制及驅(qū)動(dòng)電路裝置,其特點(diǎn)是上述微處理控制及驅(qū)動(dòng)電路裝置包括微處理器U1、數(shù)字指示及數(shù)字按鍵控制模塊及其驅(qū)動(dòng)電路、電平轉(zhuǎn)換及接口電路,其中微處理器U1采用MSC51兼容微處理器,數(shù)字指示及數(shù)字按鍵控制模塊及其驅(qū)動(dòng)電路包括液晶顯示驅(qū)動(dòng)模塊、觸摸式液晶顯示屏驅(qū)動(dòng)模塊、硬件隨機(jī)信息生成模塊,其中,微處理器U1跟蹤及獲得硬件隨機(jī)信息生成模塊產(chǎn)生的隨機(jī)信息產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)字序列并控制液晶顯示器驅(qū)動(dòng)模塊,將產(chǎn)生的隨機(jī)數(shù)字序列連續(xù)顯示在相應(yīng)的鍵位數(shù)字指示單元上,其中液晶顯示驅(qū)動(dòng)模塊用于實(shí)現(xiàn)液晶顯示器的點(diǎn)陣或字段的驅(qū)動(dòng)及掃描;觸摸式液晶屏示屏驅(qū)動(dòng)模塊用于對(duì)觸摸屏進(jìn)行驅(qū)動(dòng)與按鍵動(dòng)作的感應(yīng)及按鍵位置識(shí)別;硬件隨機(jī)信息生成模塊用于產(chǎn)生隨機(jī)序列組合的一部分,以實(shí)現(xiàn)真的隨機(jī)碼序列。該部分系本實(shí)用新型專門定制的電路模塊。同時(shí)微處理器U1控制觸摸屏驅(qū)動(dòng)模塊來獲取觸摸式數(shù)字按鍵的按鍵信息供內(nèi)部處理及暫存使用并通過對(duì)電平轉(zhuǎn)換及接口電路進(jìn)行控制實(shí)現(xiàn)與上位微機(jī)或其它處理單元的交互式通訊—接收上位微機(jī)或其它處理單元的數(shù)據(jù)與命令,對(duì)本地設(shè)備進(jìn)行設(shè)置與控制。其中為進(jìn)一步提高鍵盤操作使用的方便性和直觀性及適應(yīng)不同人群的需要,上述微處理控制及驅(qū)動(dòng)電路裝置還包括有分別與微處理器U1連接的用于反映功能操作、錯(cuò)誤信息、按鍵反饋等信息的語音指示處理電路及語音提示揚(yáng)聲器、用于對(duì)獲取的隨機(jī)的按鍵信息進(jìn)行加密處理的密鑰保持電路、用于顯示操作功能的發(fā)光提示電路及發(fā)光指示燈。此時(shí)微處理控制及驅(qū)動(dòng)電路裝置的基本工作過程是如圖2及圖3所示,微處理器U1的I/O端口P0.0-P0.7控制液晶顯示、觸摸鍵盤模塊及驅(qū)動(dòng)部分A1中的點(diǎn)陣式或字段式液晶驅(qū)動(dòng)電路,通過這些接口,微處理器將產(chǎn)生的隨機(jī)數(shù)字序列顯示在液晶顯示模塊上相應(yīng)的鍵位數(shù)字指示單元上。同時(shí)維持液晶顯示模塊的連續(xù)顯示;P4.0-P4.2控制液晶顯示、觸摸鍵盤模塊及驅(qū)動(dòng)部分A1中的觸摸式鍵盤電路,通過這些接口,微處理器獲取觸摸式鍵盤的按鍵信息,供內(nèi)部處理及暫存使用。同時(shí)獲得硬件隨機(jī)電路產(chǎn)生的隨機(jī)信息,供微處理器產(chǎn)生液晶顯示模塊上的鍵位數(shù)字指示單元所需的隨機(jī)數(shù)字序列。微處理器U1的I/O端口P2.0-P2.7控制語音提示部分U2,產(chǎn)生操作提示、錯(cuò)誤信息、按鍵反饋等語音信息,并由揚(yáng)聲器A3轉(zhuǎn)換成音波輸出。配合功能操作發(fā)光提示L1、L2給操作者以多種方式的操作提示,同時(shí)為視力輕度障礙者提供明晰的操作指示,微處理器U1的I/O端口P3.4、P3.5、P4.3控制可選的DES密鑰保持部分U3,微處理器從這些端口存儲(chǔ)或獲取DES密鑰(密文),供密碼數(shù)字序列加密使用。微處理器U1的I/O端口P3.2、P3.3控制功能操作的發(fā)光提示,配合語音提示部分U2給操作者以多種方式的操作提示,同時(shí)為聽力輕度障礙者提供明晰的操作指示。微處理器U1的I/O端口P1.0-P1.7接收功能選擇、設(shè)定開關(guān)SW1的設(shè)置信息,為微處理器的工作提供接口方式選擇、波特率選擇、加密設(shè)置、上位微機(jī)密碼序列格式選擇等預(yù)置信息。微處理器U1的I/O端口P3.0、P3.1為串行通信接口,微處理器通過該接口對(duì)電平轉(zhuǎn)換及接口部分A2進(jìn)行控制,實(shí)現(xiàn)與上位微機(jī)的交互式通訊——接收上位微機(jī)的數(shù)據(jù)與命令,對(duì)本地設(shè)備進(jìn)行設(shè)置與控制。同時(shí),將格式化/DES加密(可選)后的本地操作者輸入密碼序列傳送到上位微機(jī)或其他處理單元。接口X1為本機(jī)與上位微機(jī)或其他處理單元的接線端口,其端口功能與接口方式是可配置的,最通用、典型的應(yīng)用是RS232C與PS2接口方式。接口X2為電源端口,提供本機(jī)工作所必須的直流工作電源;若X1端口采用PS2接口或數(shù)據(jù)終端用RS232C接口配置,該電源也可由X1端口獲取,此時(shí)X2可省略不用。同時(shí)上述電平轉(zhuǎn)換及接口電路為一可通過變換設(shè)置而適用不同的接口協(xié)議的用于實(shí)現(xiàn)邏輯電平轉(zhuǎn)換與通訊接口的物理連接的電路模塊,其包括連接于接口端口X2和微處理器U1之間的并行設(shè)置的PS2電平轉(zhuǎn)換及接口和RS232C電平轉(zhuǎn)換及接口。在本實(shí)用新型中,上述觸摸式液晶顯示屏為由點(diǎn)陣式或多個(gè)段式液晶字符組成的0-9數(shù)字字符顯示單元另加“清除”“確認(rèn)”兩個(gè)字符顯示單元及按鍵輸入次數(shù)指示單元的液晶顯示屏以及與顯示單元一一對(duì)應(yīng)的觸摸式鍵盤單元構(gòu)成。每個(gè)數(shù)字字符顯示單元可在任意時(shí)刻顯示0-9數(shù)字字符之中的任一字符,并以此顯示字符作為鍵位指示數(shù)字;其數(shù)字字符顯示單元的顯示內(nèi)容可由微處理器及驅(qū)動(dòng)電路模塊隨機(jī)、動(dòng)態(tài)改變顯示序列;“清除”、“確認(rèn)”兩個(gè)字符顯示單元系用作操作指示;按鍵輸入次數(shù)指示單元由若干“*”組成,每個(gè)“*”指示一次有效的按鍵輸入操作。同時(shí)所述的觸摸式鍵盤單元由與顯示單元一一對(duì)應(yīng)的觸摸式鍵盤構(gòu)成;當(dāng)按下任一數(shù)字字符顯示單元對(duì)應(yīng)的觸摸式按鍵時(shí),對(duì)應(yīng)數(shù)字字符顯示單元顯示的鍵位指示數(shù)字即作為該鍵盤輸入信息送到微處理器及驅(qū)動(dòng)電路模塊進(jìn)行進(jìn)一步處理與暫存;當(dāng)按下“清除”字符顯示單元對(duì)應(yīng)的觸摸式按鍵時(shí),此前輸入的最后一個(gè)暫存于微處理器及驅(qū)動(dòng)電路模塊之中的按鍵輸入數(shù)字將被取消,同時(shí)按鍵輸入次數(shù)指示單元減少一個(gè)“*”;若此前沒有按鍵輸入數(shù)字則視為無效按鍵;當(dāng)按下“確認(rèn)”字符顯示單元對(duì)應(yīng)的觸摸式按鍵時(shí),暫存于微處理器及驅(qū)動(dòng)電路模塊之中的按鍵輸入信息將作為一個(gè)密碼序列經(jīng)格式化/DES加密(可選)處理后傳送至上位微機(jī)或其他處理單元,同時(shí)產(chǎn)生一組新的隨機(jī)數(shù)字序列并送到液晶顯示屏更新上一組鍵位指示數(shù)字序列,使下一次密碼輸入操作采用與前一次完全不同的鍵位數(shù)字排列,實(shí)現(xiàn)極高的保密性。同時(shí)為適應(yīng)現(xiàn)有密碼鍵盤的使用習(xí)慣,該液晶動(dòng)態(tài)顯示觸摸式加密鍵盤的按鍵分布設(shè)置、外形及尺寸均與現(xiàn)有鍵盤相似,具備0-9十個(gè)可變輸入按鍵及與之一一對(duì)應(yīng)的鍵位數(shù)字指示單元,另有一輸入有效數(shù)字個(gè)數(shù)指示顯示窗口。與現(xiàn)有鍵盤不同的是每個(gè)鍵位數(shù)字顯示單元可在任意時(shí)刻顯示0-9數(shù)字字符之中的任一字符,并在每一次輸入操作完成之后隨機(jī)改變排列順序?!扒宄卑存I系為糾錯(cuò)而設(shè),用于改正意外的按鍵操作錯(cuò)誤。“確認(rèn)”按鍵用于正確輸入所有密碼后的結(jié)束操作,操作結(jié)果使已輸入的密碼序列生效。
權(quán)利要求1.一種智能動(dòng)態(tài)顯示保密鍵盤,包括殼體及設(shè)置在殼體面板上的由從0~9的十個(gè)數(shù)值可變的具有鍵位數(shù)字指示單元的觸摸式數(shù)字按鍵及至少二個(gè)具有鍵位漢字指示單元的功能操作指示按鍵及可顯示每次按鍵操作的輸入次數(shù)指示單元組成的觸摸式液晶顯示屏、設(shè)置在殼體內(nèi)的對(duì)各觸摸式數(shù)字按鍵進(jìn)行動(dòng)態(tài)定義、識(shí)別及控制處理的微處理控制及驅(qū)動(dòng)電路裝置,其特征在于上述微處理控制及驅(qū)動(dòng)電路裝置包括微處理器U1、數(shù)字指示及數(shù)字按鍵控制模塊及其驅(qū)動(dòng)電路、電平轉(zhuǎn)換及接口電路,其中微處理器U1采用MSC51兼容微處理器,數(shù)字指示及數(shù)字按鍵控制模塊及其驅(qū)動(dòng)電路包括液晶顯示驅(qū)動(dòng)模塊、觸摸式液晶顯示屏驅(qū)動(dòng)模塊、硬件隨機(jī)信息生成模塊,其中,微處理器U1跟蹤及獲得硬件隨機(jī)信息生成模塊產(chǎn)生的隨機(jī)信息產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)字序列并控制液晶顯示器驅(qū)動(dòng)模塊,將產(chǎn)生的隨機(jī)數(shù)字序列連續(xù)顯示在相應(yīng)的鍵位數(shù)字指示單元上,同時(shí)微處理器U1控制觸摸屏驅(qū)動(dòng)模塊來獲取觸摸式數(shù)字按鍵的按鍵信息供內(nèi)部處理及暫存使用并通過對(duì)電平轉(zhuǎn)換及接口電路進(jìn)行控制實(shí)現(xiàn)與上位微機(jī)或其它處理單元的交互式通訊—接收上位微機(jī)或其它處理單元的數(shù)據(jù)與命令,對(duì)本地設(shè)備進(jìn)行設(shè)置與控制。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述智能動(dòng)態(tài)顯示保密鍵盤,其特征在于上述微處理控制及驅(qū)動(dòng)電路裝置還包括有分別與微處理器U1連接的用于反映功能操作、錯(cuò)誤信息、按鍵反饋等信息的語音指示處理電路及語音提示揚(yáng)聲器、用于對(duì)獲取的隨機(jī)的按鍵信息進(jìn)行加密處理的密鑰保持電路、用于顯示操作功能的發(fā)光提示電路及發(fā)光指示燈。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述智能動(dòng)態(tài)顯示保密鍵盤,其特征在于上述電平轉(zhuǎn)換及接口電路為一可通過變換設(shè)置而適用不同的接口協(xié)議的用于實(shí)現(xiàn)邏輯電平轉(zhuǎn)換與通訊接口的物理連接的電路模塊,其包括連接于接口端口X2和微處理器U1之間的并行設(shè)置的PS2電平轉(zhuǎn)換及接口和RS232C電平轉(zhuǎn)換及接口。
專利摘要一種智能動(dòng)態(tài)顯示保密鍵盤,包括殼體及設(shè)置在殼體面板上的由從的十個(gè)數(shù)值可變的具有鍵位數(shù)字指示單元的觸摸式數(shù)字按鍵及至少二個(gè)具有鍵位漢字指示單元的功能操作指示按鍵組成的觸摸式液晶顯示屏、設(shè)置在殼體內(nèi)的對(duì)各觸摸式數(shù)字按鍵進(jìn)行動(dòng)態(tài)定義、識(shí)別及控制處理的微處理控制及驅(qū)動(dòng)電路裝置,本實(shí)用新型由于采用軟件生成偽隨機(jī)碼與硬件產(chǎn)生隨機(jī)碼相結(jié)合來隨機(jī)變化鍵盤的數(shù)字鍵值及排列順序的結(jié)構(gòu),實(shí)現(xiàn)了真正的隨機(jī)序列生成,保證了隨機(jī)碼的序列順序無規(guī)律與重復(fù),從而使通過竊視、記錄操作者手部按鍵動(dòng)作的位置與順序來竊取密碼變得不可能,使密碼輸入操作具有極高的安全性。
文檔編號(hào)G06F3/023GK2788246SQ20042010329
公開日2006年6月14日 申請(qǐng)日期2004年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月31日
發(fā)明者蔣亞軍, 楊學(xué)良, 余秀青, 劉斌 申請(qǐng)人:余秀青