一种具备自保护功能的硬件设备的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种具备自保护功能的硬件设备。该设备包括主控芯片电流保护器、主控芯片电压保护器、数据线路保护器，还包括防拆除部件；在所述硬件设备的供电线路和主控芯片之间，连接所述主控芯片电流保护器和所述主控芯片电压保护器；所述数据线路保护器连接在所述硬件设备的数据线路和所述主控芯片之间；所述防拆除部件将所述主控芯片电流保护器、所述主控芯片电压保护器以及所述数据线路保护器与所述主控芯片封装在一起。应用本发明可以有效避免通过外部加高电压等恶意方式损坏设备。
【专利说明】一种具备自保护功能的硬件设备
【技术领域】
[0001]本申请涉及数据通信领域，特别涉及一种具备自保护功能的硬件设备。
【背景技术】
[0002]当前市场上的软件保护装置基本都提供了内置的存储空间、私有或公开的密码算法，当软件运行过程中可以调用这些功能来检验是否属于正版。这些软件保护装置采用了智能卡芯片作为硬件的基础，而且支持用户将自己定义的功能写入到软件保护装置内部，甚至可以直接将软件的部分功能移植到软件保护装置内部完成，从而大大提高了软件被盗版的难度，通常称这种将自己定义的功能或者软件的部分功能移植到软件保护装置内部的技术为代码移植。
[0003]现有技术中，软件保护装置作为硬件设备通常包括USB接口、与USB接口连接的电路板载体和外壳三部分。其中，电路板载体上主要包括主控芯片(如智能卡芯片)以及一些外围电路，如外围时钟电路、外围电源电路等。计算机USB 口的供电电压在4.75-5.25V，主控芯片根据芯片的不同所能承受的电压会有所不同，但一般都在8V或8V以下。
[0004]软件保护装置的生产商在生产和出售该硬件设备时，通常会在设备内部的主控芯片中存储一些设备的标识信息，例如唯一 ID、型号、批次等信息，还会根据需求在芯片中存储其他数据信息，如可消耗的一定数量的虚拟货币等。
[0005]当生产商、代理商出售硬件设备后，作为硬件设备可能存在因为外力(如摔、磕碰)或其他原因导致无法使用的情况。针对因损坏或其他原因导致返修或退换货的硬件设备，通常是将其通过接口与主机连接，通过读取硬件设备内部芯片中存储的信息来确认硬件设备的ID及其他详细信息，以便进行后续的维修、补发、更换、赔偿等措施。
[0006]因此，有些不法分子利用这一漏洞，通过外部加高电压之类的手段恶意损坏硬件设备电路、主控芯片，使得无法读取芯片信息，从而以低价值设备冒充高价值设备进行退换或要求赔偿等以获得额外的利益。比如将低价值设备通过外部加高电压损坏，由于设备中存储设备等信息的芯片被损坏而无法获得硬件设备信息，不法分子通过发回原厂更换高价值设备或者补偿现金，这给开发商造成极大的困扰和利益的损失。
【发明内容】
[0007]为解决上述技术问题，本发明提供了一种具备自保护功能的硬件设备，可以有效避免通过外部加高电压等恶意方式损坏设备。
[0008]本发明提供的技术方案是这样的:
[0009]一种具备自保护功能的硬件设备，该设备包括主控芯片电流保护器、主控芯片电压保护器、数据线路保护器，还包括防拆除部件；
[0010]在所述硬件设备的供电线路和主控芯片之间，连接所述主控芯片电流保护器和所述主控芯片电压保护器；
[0011]所述数据线路保护器连接在所述硬件设备的数据线路和所述主控芯片之间；
[0012]所述防拆除部件将所述主控芯片电流保护器、所述主控芯片电压保护器以及所述数据线路保护器与所述主控芯片封装在一起。
[0013]在一实施例中，所述防拆除部件包括邦定胶。
[0014]在一实施例中，连接所述主控芯片电流保护器和所述主控芯片电压保护器包括:
[0015]所述主控芯片电流保护器的一端与所述硬件设备的供电线路相连，另一端与所述主控芯片电压保护器相连，所述主控芯片电压保护器的另一端连接所述硬件设备的主控芯片。
[0016]在一实施例中，所述数据线路保护器包括数据线路电流保护器和数据线路电压保护器；所述数据线路电流保护器的一端与所述数据线路相连，另一端与所述数据线路电压保护器相连，所述数据线路电压保护器的另一端连接所述硬件设备的主控芯片。
[0017]在一实施例中，所述数据线路保护器包括隔离器。
[0018]在一实施例中，所述主控芯片电流保护器包括自恢复保险装置；和/或，所述主控芯片电压保护器包括瞬变电压抑制二极管(TVS)或压敏电阻；和/或，所述数据线路保护器包括光电隔离器。
[0019]在一实施例中，所述自恢复保险装置可以包括自恢复保险丝。
[0020]在一实施例中，所述硬件设备可以包括软件保护装置。
[0021 ] 在一实施例中，所述软件保护装置可以包括软件加密锁、或身份认证装置。
[0022]在一实施例中，所述硬件设备的供电线路和数据线路与通用串行总线(USB)接口相连。
[0023]由上述方案可见，本发明实施例中，综合考虑硬件设备的各种安全隐患，一方面，从电路结构上对硬件设备进行了改进，从而避免通过从供电线路或数据线路的输入端加高压等方式恶意破坏主控芯片，而且，另一方面，本 申请人:还进一步将对主控芯片进行保护的各种保护器件，采用防拆除部件与主控芯片封装在一起，进而避免了恶意拆除硬件设备外壳，绕过供电线路和数据线路的输入端，从供电线路和数据线路的输出端、即与主控芯片直接相连的位置直接加高压等恶意破坏行为，可见，本发明实施例提供的硬件设备具备多角度的全面保护功能，能够有效防止各种恶意破坏行为。
【专利附图】
【附图说明】
[0024]图1是本发明提供的具备自保护功能的硬件设备的结构示意图。
[0025]图2为本发明提供的具备自保护功能的硬件设备的又一结构示意图。
[0026]图3为本发明提供的具备自保护功能的硬件设备的再一结构示意图。
【具体实施方式】
[0027]从【背景技术】的描述可知，有些不法分子通过外部加高电压之类的手段恶意损坏硬件设备电路、主控芯片，使得无法读取芯片信息，从而以低价值设备冒充高价值设备进行退换或要求赔偿等以获得额外的利益。为防止这类破坏行为，可以从电路结构方面对硬件设备进行改进，以保护设备内部的主控芯片无损。这在一定程度上确实能解决外部加高电压等恶意损坏设备芯片的问题。
[0028]进一步地， 申请人:通过分析发现，除了可以通过外部加高电压之类的手段恶意损坏硬件设备的主控芯片以外，还可能存在通过拆解设备外壳，绕过电路板上暴露出来的主控芯片保护器件，直接将高电压加在主控芯片上的破坏行为。不法分子在直接烧毁芯片之后，再将外壳复原或者安装上仿造的外壳，使设备从外观上看不出或很难看出拆解过的痕迹，因为主控芯片的各种保护器件都正常，因此也很难检测出人为破坏痕迹，不法分子通过这种方式以低价值设备冒充高价值设备进行退换或要求赔偿等以获得额外利益，这给开发商造成了极大的困扰和经济利益损失。
[0029]基于上述分析，本发明实施例将对主控芯片进行保护的各种保护器件，采用防拆除部件与主控芯片封装在一起，进而避免了恶意拆除硬件设备外壳，绕过供电线路和数据线路的输入端，从供电线路和数据线路的输出端、即与主控芯片直接相连的位置直接加高压等恶意破坏行为。
[0030]为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举实施例，对本发明进一步详细说明。
[0031]图1为本发明提供的具备自保护功能的硬件设备的结构示意图。
[0032]如图1所示，该设备包括主控芯片电流保护器101、主控芯片电压保护器102、数据线路保护器103，还包括防拆除部件104。
[0033]在所述硬件设备的供电线路和主控芯片之间，连接主控芯片电流保护器101和主控芯片电压保护器102。
[0034]数据线路保护器103连接在所述硬件设备的数据线路和所述主控芯片之间。
[0035]防拆除部件104将主控芯片电流保护器101、主控芯片电压保护器102以及数据线路保护器103与所述主控芯片封装在一起。
[0036]可见，图1所示实施例综合考虑硬件设备的各种安全隐患，不仅从电路结构上对硬件设备进行了改进，从而避免通过从供电线路或数据线路的输入端加高压等方式恶意破坏主控芯片，而且，另一方面，还进一步将对主控芯片进行保护的各种保护器件，采用防拆除部件与主控芯片封装在一起，进而避免了恶意拆除硬件设备外壳，绕过供电线路和数据线路的输入端，从供电线路和数据线路的输出端、即与主控芯片直接相连的位置直接加高压等恶意破坏行为。因此，图1所示的硬件设备具备多角度的全面保护功能，能够有效防止各种恶意破坏行为。
[0037]在一实施例中，所述防拆除部件包括邦定胶，可以将对主控芯片进行保护的各种保护器件采用邦定胶与主控芯片封装在一起，从而避免恶意拆除外壳，绕过各种保护器件直接在主控芯片的输入端加闻压等恶意破坏行为。
[0038]为了更详细的说明本发明，在此进一步的对邦定胶进行说明:邦定胶，使用于裸露的集成电路芯片(ic Chip)封装的胶黏剂，俗名:黑胶或COB(Chip-On-Board)邦定胶，有热胶、冷胶、亮光胶、亚光胶、高胶、低胶之分，其对1C和晶片有良好的保护、粘接、保密作用。
[0039]进一步地，在电路结构方面，本发明实施例通过在所述硬件设备的供电线路和主控芯片之间，连接所述主控芯片电流保护器和所述主控芯片电压保护器，使得当外部对设备的供电线路加高电压恶意破坏时，通过电流保护器可以避免大电流损坏主控芯片，通过电压保护器可以避免瞬间高电压损坏主控芯片，从而在供电端，从大电流和瞬间高电压两个角度，提供了对主控芯片的全面保护。而且，本发明的硬件设备还具备对数据线路的保护功能:将数据线路保护器连接在所述硬件设备的数据线路和所述主控芯片之间，当外部对设备的数据线路加高电压恶意破坏时，也不会损坏主控芯片。
[0040]在一实施例中，如图1所示，所示连接所述主控芯片电流保护器和所述主控芯片电压保护器可以包括:所述主控芯片电流保护器的一端与所述硬件设备的供电线路相连，另一端与所述主控芯片电压保护器相连，所述主控芯片电压保护器的另一端连接所述硬件设备的主控芯片。
[0041]图2为本发明提供的具备自保护功能的硬件设备的又一结构示意图。
[0042]如图2所示，其与图1所示设备的区别在于，图2所示的硬件设备中所述数据线路保护器包括数据线路电流保护器和数据线路电压保护器，所述数据线路电流保护器的一端与所述数据线路相连，另一端与所述数据线路电压保护器相连，所述数据线路电压保护器的另一端连接所述硬件设备的主控芯片。
[0043]图3为本发明提供的具备自保护功能的硬件设备的再一结构示意图。
[0044]如图3所示，其与图1所示设备的区别在于，图3所示的硬件设备中所述数据线路保护器包括隔离器。
[0045]其中，所述电流保护器包括但不限于保险丝、热敏电阻(PTC)等，所述电压保护器包括但不限于放电管、TVS管、压敏电阻(MOV)、浪涌电阻(PWC)等。
[0046]在数据线路与主控芯片连接的靠近主控芯片位置上增加的隔离器，可以是光耦隔离器、数字隔离器等，数据线路与隔离器连接，通过隔离器与主控芯片通信交互数据。
[0047]在一实施例中，所述主控芯片电流保护器包括自恢复保险装置，所述主控芯片电压保护器包括瞬变电压抑制二极管(TVS)或压敏电阻，所述数据线路保护器包括光电隔离器，所述光电隔离器通过TVS管或压敏电阻和自恢复保险装置与供电线路相连。可见，在该实施例中，对硬件设备从供电端和数据线路端分别提供保护，其中，在供电端，采用在供电线路和主控芯片之间连接自恢复保险装置和TVS管或压敏电阻的方式，从瞬间高电压和大电流两个角度提供了对主控芯片的全面保护，在数据线路端，一方面，通过光电隔离连接数据线路和主控芯片，避免数据线路被恶意破坏时损坏到主控芯片，另一方面，光电隔离器也不是直接由供电线路供电，而是通过TVS管或压敏电阻和自恢复保险装置与供电线路相连，因此，也能够避免瞬间高电压和大电流对光电隔离器的破坏。可见，本发明提供的硬件设备具备卓越的自保护效果，即使通过外部加高电压(不管对供电线路或数据线路)等恶意方式最多也只能损坏TVS管或压敏电阻和光电隔离，对主控芯片却没有影响。
[0048]其中，所述自恢复保险装置可以是自恢复保险丝，所述自恢复保险丝是一种过流电子保护元件，采用高分子有机聚合物(高科技聚合树脂)在高压、高温，硫化反应的条件下，搀加导电粒子材料(纳米导电晶粒)后，经过特殊的工艺加工而成。正常情况下，纳米导电晶体随树脂基链接形成链状导电通路，保险丝正常工作；当电路发生短路或者过载时，流经保险丝的大电流使其集温升高，当达到居里温度时，其态密度迅速减小，相变增大，内部的导电链路呈雪崩态变或断裂，保险丝呈阶跃式迁到高阻态，电流被迅速夹断，从而对电路进行快速，准确的限制和保护，其微小的电流使保险丝一直处于保护状态，当断电和故障排除后，其集温降低，态密度增大，相变复原，纳米晶体还原成链状导电通路，自恢复保险丝恢复为正常状态，无需人工更换。
[0049]本发明所述的硬件设备包括但不限于智能手表、数码相机、软件保护装置等具有存储芯片的硬件设备，其中，所述软件保护装置可以包括内置智能卡芯片软件加密锁、身份认证Key等硬件设备。
[0050]其中，当所述硬件设备为软件保护装置时，所述硬件设备的供电线路和数据线路可以与通用串行总线(USB)接口相连，换言之，所述硬件设备可以通过USB接口与外部电源连接。
[0051]下面以软件保护装置为例，对本发明提供的具备自保护功能的硬件设备进行示例性说明:
[0052]现有硬件设备在生产和出售时，通常会在设备内部芯片中存储一些设备的标识信息(如唯一 ID、型号、批次等)，还会根据不同的使用需求存储其他的数据信息，比如有些设备中会预存可消耗的一定数额的虚拟货币等，通过使用或分配权限等扣除一定量的数值，这些虚拟货币与实际货币具有一定的转换比率。为避免不法分子利用这一漏洞，通过外部加高电压损坏设备主控芯片，进而以低价值设备换取高价值设备，或以消耗掉内部虚拟货币的设备换取具有大数额虚拟货币的设备的行为，本实施例提供了一种具备自保护功能的硬件设备，本实施例中，该硬件设备为软件保护装置，具体可以为加密锁，将加密锁内部的供电线路与自恢复保险丝以及TVS管或压敏电阻连接，通过与诸如PC机USB 口等外部电源设备连接，为光电隔离器和主控芯片供电，设备的数据线路与光电隔离连接，以光电隔离方式与主控芯片数据通信，并且，将所述自恢复保险丝、所述TVS管或压敏电阻、以及所述光电隔离器，采用邦定胶与主控芯片封装在一起。通过对设备内部供电线路和数据线路的双重保护，使得即使通过外部加高电压，无论是通过供电线路、数据线路加高电压或是加反向电压，最多也只能损坏TVS管或压敏电阻和光电隔离器，对主控芯片却没有影响，而且，由于各种保护器件已经通过邦定胶与主控芯片封装在一起，因此，即便设备外壳遭到破坏，仍然无法得知内部电路结构，因此可以有效避免通过外部加高电压、以及破坏外壳之后直接对准主控芯片加闻电压等恶意方式损坏设备。
[0053]综上，本发明实施例将与供电线路和数据线路相连接的电流保护器、电压保护器或隔离器，以及主控芯片一起，通过邦定胶邦定到电路板上，具有体积小、隐蔽性高的优点，破解者很难想到也很难检测出邦定胶中具体邦定了哪些器件，同时邦定的电流、电压保护器或隔离器可以有效防止过电流和过电压，通过本发明实施例提供的硬件设备，可以有效避免通过拆壳后，直接对主控芯片加高电压等恶意手段破坏硬件设备从而退换高价值设备获取额外利益的行为，保障开发商利益，同时也减少人工干预，节省成本。
[0054]以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。
【权利要求】
1.一种具备自保护功能的硬件设备，其特征在于，该设备包括主控芯片电流保护器、主控芯片电压保护器、数据线路保护器，还包括防拆除部件； 在所述硬件设备的供电线路和主控芯片之间，连接所述主控芯片电流保护器和所述主控芯片电压保护器； 所述数据线路保护器连接在所述硬件设备的数据线路和所述主控芯片之间； 所述防拆除部件将所述主控芯片电流保护器、所述主控芯片电压保护器以及所述数据线路保护器与所述主控芯片封装在一起。
2.根据权利要求1所述的硬件设备，其特征在于，所述防拆除部件包括邦定胶。
3.根据权利要求1或2所述的硬件设备，其特征在于，连接所述主控芯片电流保护器和所述主控芯片电压保护器包括: 所述主控芯片电流保护器的一端与所述硬件设备的供电线路相连，另一端与所述主控芯片电压保护器相连，所述主控芯片电压保护器的另一端连接所述硬件设备的主控芯片。
4.根据权利要求1或2所述的硬件设备，其特征在于，所述数据线路保护器包括数据线路电流保护器和数据线路电压保护器； 所述数据线路电流保护器的一端与所述数据线路相连，另一端与所述数据线路电压保护器相连，所述数据线路电压保护器的另一端连接所述硬件设备的主控芯片。
5.根据权利要求1或2所述的硬件设备，其特征在于，所述数据线路保护器包括隔离器。
6.根据权利要求3所述的硬件设备，其特征在于，所述主控芯片电流保护器包括自恢复保险装置； 和/或，所述主控芯片电压保护器包括瞬变电压抑制二极管(TVS)或压敏电阻； 和/或，所述数据线路保护器包括光电隔离器。
7.根据权利要求6所述的硬件设备，其特征在于， 所述自恢复保险装置包括自恢复保险丝。
8.根据权利要求6所述的硬件设备，其特征在于， 所述硬件设备包括软件保护装置。
9.根据权利要求8所述的硬件设备，其特征在于， 所述软件保护装置包括软件加密锁、或身份认证装置。
10.根据权利要求8所述的硬件设备，其特征在于， 所述硬件设备的供电线路和数据线路与通用串行总线(USB)接口相连。
【文档编号】G06F21/70GK104463022SQ201410602209
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2014年10月31日 优先权日:2014年10月31日
【发明者】孙吉平, 韩勇 申请人:北京深思数盾科技有限公司