6.10. Ключ для защиты от копирования

Описываемая здесь схема предназначена для защиты программ от нелегального копирования. Ее использование позволяет практически полностью исключить эту возможность, так как часть защищаемой программы можно хранить в микроконтроллере с установленным битом защиты, не позволяющим ее считать, а значит, и скопировать. Ключ подключается к параллельному порту и может работать одновременно с принтером. Сразу замечу, что эта схема имеет два ограничения. Во-первых, программа микроконтроллера ничего не делает, кроме получения данных от компьютера, их хранения и отправки обратно. Этого достаточно, чтобы программно определить наличие или отсутствие ключа, но, если в микроконтроллер записать часть программы или перед возвращением данных их шифровать, степень защиты значительно увеличится. Я думаю, границей между двумя этими вариантами является цена защищаемой программы в несколько сотен долларов. И во-вторых, эта схема не всегда позволяет работать принтеру, подключенному к тому же порту. Epson Stylus Color 600 прекрасно работал и даже автоматически определился, а Epson LX 1050+ нет. Для исправления этого надо немного переделать схему. Но и этот вариант можно использовать с некоторыми принтерами или, если принтер нужен и он не работает, подключить переключатель порта DataSwitch. Если принтер не подключен, схема устойчиво работает.

Схема конструкции показана на рис. 6.11.

Рис. 6.11. Электрическая принципиальная схема

Комментарии к схеме

В целях уменьшения размера и стоимости устройства использован микроконтроллер AT90S1200 с внутренним RC-генератором. Это позволяет спокойно разместить всю собранную схему внутри

разъема или переходника, подключенного к порту, а стоимость не превышает примерно 100 рублей. Для обмена данными применяется синхронный последовательный интерфейс, назначение линий приведено в таблице:

Питание берется с того же порта, при работающем принтере микросхема почти всегда находится в режиме Power Down и потребляет меньше 1 мА, для ее питания достаточно единицы на одном из выводов шины данных. В активном режиме на выводы данных должны быть программно выставлены единицы, благодаря чему обеспечивается ток, достаточный для питания микроконтроллера. Желательно использовать германиевые диоды, так как падение напряжения на них меньше. Есть два исполнения микросхемы AT90S1200 с максимальными частотами 4 или 12 МГц и минимальными напряжениями питания соответственно 2,7 и 4 В. Лучше применять первое, так как из-за существующего разброса параметров параллельных портов на разных компьютерах может оказаться, что на питание микросхемы будет подано напряжение менее 4 В. Например, AT90S1200A-4PC.

Программа микроконтроллера

.INCLUDE "1200def.inc"; AT90S1200 @ 1 МГц

.CSE6

.DEF Byte=r16

.DEF LoopCounter=r18

.DEF Byte0=r19

.DEF Byte1=r20

.DEF Byte2=r21

.DEF Byte3=r22

.DEF Byte4=r23

.DEF Byte5=r24

.DEF Byte6=r25

.DEF Byte7=r26

.ORG 000

          rjmp RESET; Reset Handler.

.ORG 001

          rjmp EXT_INT0; IR00 Handler

RESET:

          ; Настраиваем направление работы портов

         ; Все линии портов после сброса настроены на рабoту в качестве входов; а на неиспользуемых включены pull-up резисторы

          cli

          ldi r31,0

          out DDRB,r31

          out DDRD,r 31

          ldi r31,$ff

          out PORTB.r31

          ldi r31,$72

          out P0RTD,r31

          ; Ждем прихода импульса на вход INTO, находясь в режиме Power Down

          ldi r31.$40

          out GIMSK,r31 ldi

          r31,$30

          out HCUCR,r31

UnLoop: sei

          sleep

          rjmp UnLoop

EXT_INT0:

          ; Если PD3=0, данные относятся к принтеру

          sbis PIND,3

          reti

          ; Включение ключа

          ldi r31,$02

          out DDRD,r31

          ldi Byte0,$31

          ldi Byte1,$32

          ldi Byte2.$33

          ldi Byte3,$34

          ldi Byte4,$35

          ldi Byte5,$36

          ldi Byte6,$37

          ldi Byte7,$38

MainLoop:

          rcall

          Byte8Exchange

          ; Здесь должен быть код, заменяющий часть защищаемой программы или шифрование данных

          sbis PIND.3

          rjmp RESET; Работа с ключом завершена, переполнение стека допустимо

          rjmp MainLoop

Byte8Exchange:

         mov Byte,Byte0

         rcall ByteExchange

         mov Byte0,Byte

         mov Byte,Byte1

         rcall ByteExchange

         mov Bytel,Byte

         mov Byte,Byte2

         rcall ByteExchange

         mov Byte2,Byte

         mov Byte,Byte3

         rcall ByteExchange

         mov Byte3,Byte

         mov Byte,Byte4

         rcall ByteExchange

         mov Byte4,Byte

         mov Byte,Byte5

         rcall ByteExchange

         mov Byte5,Byte

         mov Byte,Byte6

         rcall ByteExchange

         mov Byte6.Byte

         mov Byte,Byte7

         rcall ByteExchange

         mov Byte7.Byte

         ret

ByteExchange:;Обмен одним байтом данных

         ldi LoopCounter,8

         ; Обработка положительного фронта сигнала синхронизации

Loop8: sbrs Byte,7; Вывод бита

         cbi PORTD,1

         sbrc Byte,7

         sbi PORTD, 1

Wait1: sbls PIND,2; Ждем прихода положительного фронта;

         rjmp Waltl sec; c=1

         sbis PIND,0

         clc;c=0

         rol Byte

Wait0: sbic PIND,2; Ждем прихода отрицательного фронта

         rjmp Wait0

         ; Цикл для 8 битов байта

         dec LoopCounter

         brne Loop8

         ret

EXIT

Программа PC

Исходник на С примера, проверяющего наличие ключа.

#include

#include

#include

char SendByte(char ByteOut)

{

  int i.j; long li;

  unsigned char ByteOutCpy, Byteln = 0;

  ByteOutCpy = ByteOut;

  for (i=0; i<B; i++)

  {

    Byteln = (Byteln <<1) + ((inportb(0x379)&0x80)==0);

    outportb(0x37A,0x021(((128&Byte0utCpy)==0)));

    for (li=0; li<20001; li++);

    outportb(0x37A,0x001(((12B&Byte0utCpy)==0)));

    for (li=0; li<20001; li++);

    outportb(0x37A,0x021(((128&Byte0utCpy)==0)));

    ByteOutCpy = ByteOutCpy <<1;

    for (li=0; 1К20001; li++);

  }

  return Byteln;

}

void KeyOn(void)

{

  int i;

  long li;

  for (i=0; i<64; i++)

  {

    outportb(0x37A,0x00);

    for (li=0; li<200001; li++);

    outportb(0x37A.0x03);

    for (li=0; li<200001; li++);

  }

  delay(100);

}

void KeyOff(void)

{

  int i;

  long li;

  for (i=0; i<128; i++)

  {

    outportb(0x37A,0x0B);

    for (li=0; li<20001: li++):

    outportb(0x37A.0x08);

    for (li=0; 1K20001: li++);

  }

}

void Riain()

{

  Key0n(); // Включение ключа

  printf("%02X",SendByte(0)); // Отправка 8 байтов.

  printf("%02X",SendByte(1))

  printf("%02X",SendByte(2));

  printf("%02X",SendByte(3));

  printf("%02X",SendByte(4));

  printf("%02X",SendByte(5));

  printf("%02X",SendByte(6));

  printf("%02X",SendByte(7));

  printf(" ");

  printf(''%02X",SendByte(7)); // Отправка следующих 8 байтов и одновременное

  printf(”%02X",SendByte(6)); // получение байтов, отправленных раньше

  printf("%02X",SendByte(5));

  printf("%02X",SendByte(4));

  printf("%02X",SendByte(3));

  printf("%02X",SendByte(2));

  printf("%02X",SendByte(1));

  printf(:%02X".SendByte(0)):

  printf(" ");

  printf("%02Х''.SendByte(0xF0)); // Отправка следующих 8 байтов и одновременное

  ргintf("%02Х",SendByte(0xF1)); // получение байтов, отправленных раньше

  printf("%02Х",SendByte(0xF2));

  printf("%02X",SendByte(0xF3));

  printf("%02X",SendByte(0xF4));

  printf("%02X",SendByte(0xF5));

  printf("%02X",SendByte(0xF6));

  printf("%02X", SendByte(0xF7));

  printf(" ");

  printf(" ');

  KeyOff(); // Отключение питания ключа

Автор: Сафонников В. В. (E-mail: svv@ufanet.ru).