摘要：介绍一套单片机软件狗加密系统——SmartLock。它安装在微机并行口上，通过并口与加密软件进行通信，主要使用代码移植的方法实现软件加密。该系统具有加密可靠、使用方便、兼容性好等特点。

    关键词：软件加密 并行口 单片机 代码移值

由于加密给软件开发者和用户带来了许多不便和麻烦，因此，全球软件业的趋势是开发不加密软件，依靠版权法来保持软件开发者的权益。但对于一些大型的工程应用软件系统如：AutoCAD、Xilinx FPGA开发系统等，由于销量小、成本高，不得已仍然需要使用软件加密技术。另外，对于某些敏感行业的应用软件也必须实行软件加密，对程序代码进行保护。

早期的软件加密方法有：软盘或硬盘加密、加密卡等，由于加密性能、兼容性能或使用不方便等方面的原因被淘汰。目前广流行的是软件狗硬件电路加密法，其中又以使用单片机的加密技术最为可靠。其硬件通常带有智能抗分析技术，不可复制，且加密方式灵活、工作可靠、运行速度快、使用方便，不失为软件加密的一种优选方法。

SmartLock软件狗加密系统的硬件部分外形类似火柴盒，两头分别带有一个IEEE-1284并行口的公头和母头，串接在并行口和打印机之间。软件狗使用的是Atmel公司的89C2051单片机，芯片从微机并行口取电，通过并口与加密软件进行通信，系统主要使用代码移值技术实现软件加密。

1 Smart Lock系统的硬件设计

通过研究微机打印口接口电路、IEEE-1284并口通信标准和89C2051型单片机特性，设计出SmartLock加密系统的硬件电路如图1所示。有89C2051单片机、3个锗二极管、1个12MHz晶振、2个30pF瓷片电容和1个电阻共8个元件。系统从并行口中共引出了11根端口线，其中有8根数据线D0～D7、1根状态线ACK（低电平有效，当打印机接收完一字节数据允许微机发送下一字节数据时，发给微机ACK信号）、1根控制线AUTOFEED（低电平有效，打印机自动换行信号）和地线GND。

微机的标准并口并不提供+5V电源，所以只有从驱动能力较强的数据口“借电”。依据IBM PC AT/XT设计标准，并行口数据位的高电平（4.5V）输出电流为2.5mA（旧式的TTL型）或15mA(CMOS型)，而89C2051单片机的典型工作电流为5.5mA/3V，工作频率为12MHz。所以使用D4～D6三根数据线经锗二极管并在一起作为单片机电源（采用锗管的原因是因为它的压降较小，只有0.4V）。同时为减少软件狗硬件的功耗，电路设计得极其简洁，除了单片机，没有其它有源器件。

单片机复位使用的是上电自动复位电路。因此微机对并行口供电几百毫秒之后，单片机才进入正常工作状态。

2 并口通信协议

软件狗使用数据口的D0～D3及D7作为微机向单片机传送数据的前向数据通道（一次送半字节数据，用D7位标志高/低半字节）；并口控制/状态信号中的AUTOFEED和ACK平时不常用，所以这里用来作为微机向单片机传送数据时的握手信号。AUTOFEED信号为高电平，则表示微机已准备好待传送数据，此协议中称为DR（data ready）信号；ACK信号为低电平，表示单片机已准备好接收数据，此协议中称为PR（peripheral ready）信号。

    软件狗从微机接收数据的时序如图2所示。具体步骤是：

（1）微机中的加密程序将DR（AutoFeed）控制线设置为0，然后在并口的D4～D6数据线