专利名称：：使用操作系统的单元和使用该单元的成像设备的制作方法
技术领域：
：本发明总体构思'涉及一种包括内置的中央处理单元(CPU)的单元和使用该单元的成像设备。更具体地讲，本发明总体构思涉及一种通过包含具有自己的操作系统(OS)的CPU而变得更安全的单元以及使用该单元的成像设备。
背景技术：
：随着计算机被广泛地使用，外围设备也变得普遍。外围设备的示例是成像设备，例如，打印机、扫描仪、复印机和多功能装置。成像设备使用墨或者调色剂将图像打印到纸上。每当执行成像操作时就使用墨和调色剂，直到墨或者调色剂最终耗尽。如果墨或者调色剂是空的，则用户必须更换用于存储墨或者调色剂的单元。这些在使用成像设备时可更换的组件被称为耗材或者可更换单元。调色剂没有耗尽，在可更换单元中除了墨或者调色剂耗尽时不得不更换的单元之外的一些单元在使用预定的时间段之后必须被更换。例如，激光成像设备包括充电单元、转印单元、定影单元等，在每个单元中使用的不同类型的辊和带由于使用超过限定的寿命而可能用坏或损坏。结果，打印质量会显著地下降。因此，用户不得不在合适的时间更换这样的可更换单元。可利用使用状态指标(usestateindex)来确定更换可更换单元的时间。使用状态指标表示指示成像设备的使用程度的指标，例如，成像设备打印的纸的页数以及形成图像的点的数量。成像设备可通过测量成像设备打印的纸的页数或点的数量来确定更换可更换单元的时间。单元包括内置的客户可更换单元监控存储器(CRUM存储器)。每个可更换单元的使用状态指标被存储在CRUM存储器中。因此，即使每个可更换单元被分离并使用在不同的成像设备中，每个可更换单元的使用状态也可被精确地确定。然而，具有CRUM存储器的传统可更换单元具有用户能够容易地访问CRUM存储器的问题。存储在CRUM存储器中的信息非常多样化，从关于制造商的基本信息到关于最近使用状态的信息，因此如果修改该信息，则难以接收售后服务以及计算更换可更换单元的合适时间。具体地说，如果关于制造商的信息被修改，则不可能确定可更换单元是否有效，因此，在管理可更换单元时存在困难。
发明内容本发明总体构思提供一种通过具有内置的CPU而变得更加安全的单元以及使用该单元的成像设备，其中，所述CPU具有自己的操作系统(OS)。将在接下来的描述着部分地阐述本发明总体构思的另外的方面和效用，还有一部分通过描述将是清楚的，或者可经过本发明总体构思的实施而得知。可通过提供一种可安装在用于成像作业中的可更换单元上的芯片来实现本发明总体构思的前述和/或其他方面和效用，所述芯片包括中央处理单元(CPU)，具有自己的操作系统，该操作系统与成像设备的OS分开，CPU使用自己的OS通过执行来自多个预先提供的加密算法中的与设置状态相应的一个加密算法来执行与成像设备的主体的认证和加密数据通信中的至少一个。CPU可独立于成像设备的主体使用自己的OS执行初始化。CPU可根据执行的加密算法执行认证，当完成认证时执行加密数据通信。CPU可使用每当发送和接收每个数据时改变的消息认证码(MAC)来执行加密数据通信。当从成像设备的主体接收到认证请求时，CPU可产生消息认证码(MAC)，并将产生的MAC和独有数字签名信息发送到成像设备的主体。当成像设备开启或具有内置的所述芯片的单元安装在成像设备上时，CPU可根据自己的OS执行初始化，并且在完成初始化之前不响应来自成像设备的主体的命令。芯片还包括存储单元，存储关于芯片、具有芯片的客户可更换单元监控(CRUM)单元和具有内置的CRUM单元的可更换单元的信息以及CPU的OS。CPU的OS可驱动芯片、CRUM单元、可更换单元中的至少一个，CPU的OS可以是执行初始化操作、执行公共加密算法的处理操作和与成像设备的主体的相互认证操作中的至少一个的软件，其中，所述初始化操作独立地初始化芯片、CRUM单元和可更换单元中的一个的状态。所述芯片还可包括篡改检测器，对物理黑客攻击做出响应；密码单元，允许CPU通过应用各个预先提供的加密算法执行与成像设备的认证或加密数据通信。应用到认证和加密数据通信中的一个的加密算法可以是可改变的。当使用可更换单元执行成像作业时，CPU可从成像设备的主体接收用于成像作业的耗材的使用程度的值，将所述值与存储在存储单元中的关于耗材的使用的信息相加，然后更新关于耗材的使用的信息。可通过提供一种能够用于成像作业的客户可更换单元监控(CRUM)单元来实现本发明总体构思的前述和Z或其他方面和效用，所述CRUM单元包括存储单元，存储关于安装了CRUM单元的单元的信息；CPU,使用自己的操作系统(OS)管理存储单元，该OS与成像设备的OS分开，CPU通过执行多个预先提供的加密算法中的与设置状态相应的一个加密算法来执行与成像设备的主体的认证和加密数据通信中的至少一个。CPU可独立于成像设备的主体使用自己的OS执行初始化。CPU的OS可驱动CRUM单元或者具有CRUM单元的可更换单元，CPU的OS可以是执行初始化操作、执行公共加密算法的处理操作和与成像设备的主体的相互认证"t喿作中的至少一个的软件，其中，所述初始化操作独立地初始化CRUM单元或所述可更换单元的状态。CPU可在独立于成像设备的主体执行的初始化处理期间执行与成像设备的主体的认证通信，并在完成认证时执行加密数据通信。CPU可执行加密数据通信，从而当从成像设备的主体发送来包括数据和消息认证码(MAC)信息的通信消息时，通过将密钥和加密算法应用到发送的通信消息的数据部分来产生MAC,当产生的MAC与发送的通信消息的MAC信息进行比较并且一致时，产生的MAC被认为是有效的通信消息并被处理。当从成像设备的主体接收到认证请求时，CPU可产生MAC并将产生的MAC和独有数字签名信息发送到成像设备的主体。当成像设备开启或具有内置的CRUM单元的单元被安装到成像设备上时，CPU可执行初始化并且在初始化完成之前可不响应来自成像设备的主体的命令。所述CRUM单元还可包括接口单元，将成像设备连接到CPU;篡改检测器，对物理黑客攻击做出响应；密码单元，允许CPU通过应用多个加密算法中的各个预先提供的加密算法执行与成像设备的认证或加密数据通信。应用到认证和加密数据通信中的任意一个的加密算法可改变为所述多个加密算法中的其他算法。CPU可从成像设备的主体接收当执行成像作业时用于成像作业的耗材相加，然后更新关于耗材的使用程度的信息。可通过提供一种可安装在成像设备上的用于成像作业的可更换单元来实现本发明总体构思的前述和/或其他方面和效用，所述可更换单元包括存储单元，存储关于可更换单元的信息；CPU，使用自己的操作系统(OS)管理存储单元，该OS与成像设备的OS分开，CPU通过执行多个预先提供的加密算法中的与设置状态相应的一个加密算法来执行与成像设备的主体的认证和加密lt据通信中的至少一个。CPU可独立于成像设备的主体使用自己的OS执行初始化。CPU的OS可驱动CRUM单元或可更换单元，CPU的OS是执行初始化操作、执行公共加密算法的处理操作和成像设备的主体与可更换单元之间的相互认证操作中的至少一个的软件，其中，所述初始化操作独立地初始化CRUM单元或可更换单元的状态。CPU可在独立于成像设备的主体执行的初始化处理期间执行与成像设备的主体之间的认证，并在完成认证时执行加密数据通信。CPU可执行加密数据通信，从而当从成像设备的主体发送来包括数据和MAC信息的通信消息时，通过将密钥和加密算法应用到发送的通信消息的数据部分来产生消息认证码(MAC)，当产生的MAC与发送的通信消息的MAC信息进行比较并且一致时，产生的MAC被认为是有效的通信消息并被处理。当从成像设备的主体接收到认证请求时，CPU可产生MAC并将产生的MAC和独有数字签名信息发送到成像设备的主体。当成像设备开启或可更换单元被安装到成像设备上时，CPU可根据自己的OS孰行初始化并且在初始化完成之前可不响应来自成像设备的主体的命令。所述可更换单元还可包括接口单元，将成像设备连接到CPU;篡改检测器，对物理黑客攻击做出响应；密码单元，允许CPU通过应用多个加密算法中的设置的加密算法执行与成像设备的认证或加密数据通信。应用到认证和加密数据通信之一的加密算法可改变为所述多个加密算法中的其他算法。CPU可从成像设备的主体接收当执行成像作业时用于成像作业的耗材相加，然后更新关于耗材的使用程度的信息。可通过提供一种成像设备来实现本发明总体构思的前述和/或其他方面和效用，所述成像设备包括主控制器；至少一个单元，所述单元包括存储信息的存储单元和使用自己的操作系统(OS)管理存储单元的CPU,该OS与主控制器的OS分开，其中，CPU使用自己的OS通过执行多个预先提供的加密算法中的与设置状态相应的一个加密算法来执行与成像设备的主体的认证和加密数据通信中的至少一个。CPU可独立于主控制器使用自己的OS执行初始化。应用到认证和加密数据通信之一的加密算法可改变为所述多个加密算法中的其他算法。当对单元的认证成功时，主控制器可通过将预设密钥和加密算法应用到数据来产生MAC,产生包括产生的MAC和数据的通信消息，并将产生的通信消息发送到所述单元。主控制器可向所述至少一个单元的CPU请求认证，当从CPU发送来数字签名信息和MAC时，主控制器可检测数字签名信息和MAC以执行认证。主控制器可接收为所述至少一个单元设置的独有数字签名信息以执行认证，并且当认证成功时与每个单元的各自的CPUl丸行加密数据通信。主控制器可通过应用RSA非对称密钥算法以及ARIA、三重数据加密标准(TDES)、SEED和高级加密标准(AES)对称密钥算法之一来执行认证和加密数据通信，所述单元的CPU可通过应用ARIA、TDES、SEED、AES对称密钥算法之一来纟丸行认证和加密数据通信。所述单元还可包括密码单元，允许CPU通过应用执行的加密算法来执行与成像设备的主控制器的认证或加密数据通信；篡改检测器，对物理黑客攻击^丈出响应。主控制.器可通过一个串行I/O通道连接到所述至少一个单元，并使用分配给每个单元的单独的地址访问所述至少一个单元。当执行作业时，主控制器可测量用于作业的耗材的使用程度的值，将该测量的值发送到所述至少一个单元的CPU的每个，将该值与预先存储在每个CPU中的关于耗材的使用程度的信息相加，然后更新关于耗材的使用程度的信息。CPU可使用消息认证码(MAC)执行加密数据通信，每当发送和接收每一数据时所述MAC改变。CPU的OS可以是执行初始化操作、执行公共加密算法的处理操作和主控制器与所述至少一个单元之间的相互认证操作中的至少一个的软件。所述单元可以是与成像设备的成像作业直接关联的可更换单元、可安装在可更换单元上的CRUM单元和可安装在CRUM单元上的芯片之一。具有自己的操作系统(OS)的CPU可安装在所述单元中，从而所述单元可独立地管理存储单元。所述单元可以是芯片、CRUM单元或可更换单元。所述OS被驱动从而可执行初始化、加密算法驱动以及与成像设备的主体的认证。即使当主机密钥没有存储在具有所述单元的成像设备中时，成像设备也可执行与所述单元的认证或加密数据通信。因此，可防止主机密钥泄露。可基于随机值产生的MAC和电子签名信息来执行认证或加密数据通信。通过应用对称和非对称密钥算法两者来执行认证，从而该加密提供高水平的数据安全性。多种加密算法可被选择性地应用到认证和加密数据通信。即使当前使用的加密算法通过物理窃取被攻击，也可通过使用应用其他加密算法的密钥更换当前使用的密钥来防止该攻击，而不需要使用新的单元更换所述单元。如果使用了多个单元，则为每个单元设置电子签名信息。为每个单元分配独立的地址，从而单元可通过串行接口连接到成像设备。多个单元之间的认证和加密数据通信纟皮有效地实现。如果成像作业完成，则成像设备测量成像作业所需的耗材的使用程度，并将测量的值发送到所述多个单元的每个。因此，可防止关于耗材的使用程度的错误信息由于错误而被记录。结果，防止内置在成像设备的单元中的存储单元中存储的数据被拷贝或复制，并且增强了数据的安全性。也防止了用户使用未确认的单元。通过下面结合附图对实施例进行描述，本发明总体构思的上述和/或其它方面和效用将会变得清楚，并更易于理解，其中图1是示出根据本发明总体构思的示例性实施例的包括可更换单元的成像设备的构造的示意性框图2是示出根据本发明总体构思的示例性实施例的可更换单元的配置的详细框图3是示出根据本发明总体构思的示例性实施例的成像设备的配置的示意性框图4是示出根据本发明总体构思的示例性实施例的嵌入成像设备和可更换单元的软件的配置的示意性框图5是示出根据本发明总体构思的示例性实施例的操作可更换单元和成像设备的方法的流程图6是示出根据本发明总体构思的示例性实施例的由可更换单元改变加密算法的过程的流程图；以及换单元之间的认证和加密数据通信的方法的流程图。具体实施例方式现在，将详细参照本发明总体构思的实施例，其示例在附图中被示出，其中，相同的标号始终表示相同的元件。以下，通过参照附图描述实施例，以解释本发明总体构思。图1是示出根据本发明总体构思的示例性实施例的包括可更换单元的成像设备的配置的原理图。如图1所示，成像设备100包括主控制器110，单元200可嵌入成像设备100。成像设备100可以是复印机、打印机、多功能14外设、传真机或扫描仪。单元200是指被设计为单独地安装和使用的组件。更具体地说，单元200可以是在形成在成像设备中并直接介入成像操作的可更换单元。例如，可更换单元可以是调色剂盒或墨盒、充电单元、转印单元、定影单元、有机感光导体(OPC)、输送单元或输送辊等。此外，单元200可以是成像设备100所需的任何其他组件，并且在使用期间可更换。即，单元200可以是通过包含在可更换单元中能够监控并管理组件的状态的客户可更换单元监控(CRUM)单元，或者可以是嵌入CRUM单元中的芯片。单元200可以以不同的形式被实现，为了便于说明，下面描述被实现为可更换单元的单元200。如图1所示，单元200包括存4诸单元210和中央处理单元(CPU)200。存储单元210存储关于单元200的各种类型的信息，更具体地说，存储独有信息(例如，关于单元200的制造商的信息、关于制造时间的信息、序列号或型号)、各种程序、关于电子签名的信息、关于使用状态的信息(例如，到目前为止已经打印了多少张纸、剩余的可打印能力或者还剩下多少调色剂)。例如，存储单元210可存储如下面的表1中的信息。总体信息OS版本CLP300—Vl.30.12.3502-22-2007SPL-C版本5.2406-28-2006引擎版本6.01.00(55)USB序列号BH45BAIP914466B.设置型号DOM服务起始曰期2007-09-29选项RAM大小32兆字节EEPROM大小4096字节USB连接(高)15<table>tableseeoriginaldocumentpage16</column></row><table>如上面的表1所示，存储单元210可存储关于耗材的寿命的信息和设置菜单以及关于单元200的概略信息。，CPU220使用自己的操作系统(OS)管理存储单元210。用于操作单元200的OS是指操作通用应用程序的软件。因此，CPU220可通过使用自己的OS来执行初始化。更具体地说，CPU220在特定事件时执行初始化，例如，当包括单元200的成像设备100开启时，或者当单元200或包括单元200的组件(即，可更换单元)结合到成像设备100或者与成像设备100分离时。初始化包括在单元200中使用的各种应用程序的初始驱动、在初始化之后与成像设备进行数据通信所需的秘密计算信息、通信通道的设置、存储值的初始化、更换时间的确认、单元200中的寄存器值的设置以及内部和外部时钟信号的设置。寄存器值的设置是指为了使单元200在与用户先前设置的状态相同的状态下操作而设置单元200中的功能寄存器值。此外，内部和外部时钟信号的设置是指将从成像设备100的主控制器110提供的外部时钟信号的频率调整为在单元200的CPU220中使用的内部时钟信号的频率。更换时间的确认是指检查使用中的调色剂或墨的剩余量，预测调色剂或墨将会耗尽的时间，并将该时间通知主控制器l]O。如果在初始化期间确定调色剂已经耗尽，则在完成初始化之后，单元200可一皮实现为自动通知主控制器110操作不能执行。在其他情况下，由于单元200包括自己的OS，因此可根据单元200的类型或特性执行各种形式的初始化。由单元200自己执行该初始化，从而该初始化独立于由成像设备100的主控制器110执行的初始化而被执行。如上所述，CPU220内置于单元200中，单元200具有自己的OS，因此如果成像设备100开启，则主控制器110可在请求与单元200通信之前检查存储在存储单元210中的耗材的剩余量和再补充的量。因此，通知主控制器耗材需要更换花费较短的时间。例如，如果调色剂不足，则用户可开启成像设备100,并将成像设备100直接转换到调色剂节省模式。即使仅一种特定的调色剂不足，用户也可执行同样的操作。在初始化完成之前，CPU220不响应主控制器110的命令。主控制器110周期性地将命令发送到CPU220，直到主控制器110从CPU220接收到响应。如果主控制器110接收到响应，即，应答，则在主控制器110和CPU220之间开始认证。在此情况下，单元200中的OS通过单元200和成像设备100之间的交互作用进行认证。然而，为了使传统的成像设备执行认证，成像设备的主控制器单向访问所述单元，识别用于认证的独有信息，并对独有信息与存储的信息进行比较。然而，当前成像设备100的主控制器110独立于单元200的初始化执行自己的初始化。由于系统大小的不同，单元200的初始化首先完成。如果单元200的初始化完成，则单元200可使用OS驱动加密算法。更具体地说，单元200响应于主控制器110的命令驱动加密算法，从而可执行主控制器110和单元200之间的交互认证而非主控制器110的单向认证。因此，认证的安全性增力口。可以以不同的方式执行该认证。例如，主控制器110从CPU220接收响应，并将命令发送到请求认证的CPU220。在此情况下，随机值R1可随着命令发送到CPU220。CPU220接收对于认证的请求和随机值R1，使用随机值Rl产生会话密钥，使用产生的会话密钥产生消息认证码(MAC)，并将产生的MAC、预先存储的电子签名信息以及随机值R2发送到主控制器110。如果主控制器110通过验证接收的电子签名信息识别认证，则主控制器110使用接收的随机值R2和预先产生的随机值Rl产生会话密钥，并使用会话密钥产生MAC。最后，主控制器110通过识别产生的MAC与接收的MAC是否相同来验证MAC。结果，主控制器110可确定是否成功地执行了认证。如上所述，由于在发送用于认证的信息或命令时使用了随机值，因此可防止第三方的恶意黑客攻击。如果成功地执行了认证，则在主控制器110和单元200的CPU之间执行加密数据通信。如上所述，由于单元200具有自己的OS，因此可以执行加密算法。因此，可通过将加密算法应用到从成像设备100接收的数据来确定数据有效性。作为确定的结果，如果数据有效，则单元200接收数据并执行用于处理数据的操作。如果数据无效，则单元200可在接收到数据时丟弃数据。在此情况下，单元200可通知主控制器110在数据通信中存在问题。加密算法可使用公共标准加密算法。当加密密钥被公开或者当需要增强安全性时，可以修改该加密算法。在上面的本发明总体构思的示例性实施例中，由于单元200具有自己的OS、自己的初始化，因此可有效地执行单元200和成^象设备100之间的认证和加密数据通信。图2是示出图1示出的成像设备100的可更换单元200的详细框图。图2的可更换单元200除了存储单元120和CPU220之外还包括密码单元230、篡改^r测器240以及接口单元250。此外，可更换单元200还可包括蝓出时钟信号的时钟单元('未示出)或者产生用于认证的随机值的随机值产生器(未示出)。这里，一些组件可从可更换单元200删除，或者其他的组件可以添加到可更换单元200。如果可更换单元200被实现为芯片，则芯片可仅包括CPU220，或者可仅包括存储单元210和CPU220。如果芯片仅包括CPU220，则由CPU220执行的OS可由外部存储器提供。密码单元230支持加密算法，并使CPU220#1行与主控制器110的认证或加密数据通信。特定地，密码单元230可支持四种加密算法(即，ARIA、三重数据加密标准(TDES)、SEED和高级加密标准(AES)对称密钥算法)中的一种。为了执行认证或加密数据通信，主控制器110还支持所述四种加密算法。因此，主控制器110可确定可更换单元200应用了哪种加密算法，可使用确定的加密算法执行认证，并且随后可执行与CPU220的加密数据通信。结果，可更换单元200可容易地安装在成像设备100中，从而即使应用到特定加密算法的密钥产生时也可执行加密数据通信。篡改检测器240防止各种物理的黑客攻击，即，篡改。更具体地说，如果通过监视操作条件(例如，电压、温度、压力、光或频率)来检测开盖(dec叩)攻击，则篡改检测器240可删除与开盖攻击有关的数据，或者可物理地防止开盖攻击。在此情况下，篡改检测器240可包括额外的电源。如上所述，可更换单元200包括密码单元230和篡改检测器240,可使用硬件和软件之一或者两者来系统地保护数据。参照图2，存储单元210可包括OS存储器211、非易失性存储器212和易失性存储器213中的至少一个。OS存储器211存储用于操作可更换单元200的OS。非易失性存储器212以非易失性的形式存储数据，易失性存储器213用作操作所需的临时存储空间。当存储单元210包括如图2所示的OS存储器211、非易失性存储器212和易失性存储器213时，这些存储器中的一些可嵌入CPU220作为内部存储器。与一般的存储器不同，可根据用于安全的设计(例如，地址/数据线加扰19(scrambling)或比特加密)来实现OS存储器211、非易失性存储器212和易失性存储器213。非易失性存储器212可存储各种信息，例如，数字签名信息、关于各种加密算法的信息、关于可更换单元200的使用的状态的信息(例如，关于剩余的调色剂水平的信息、需要更换调色剂的时间、或者剩余的待打印的纸的数量)、独有信息(例如，关于可更换单元200的制造商的信息、关于制造的曰期和时间的信息、序列号或型号)或者维修服务信息。接口单元250连接CPU220和主控制器110。接口单元250可被实现为串行接口或无线接口。由于串行接口比并行接口使用更少的信号，因此串行接口降低成本，并且适于发生大量噪声的操作条件(例如，打印机)。图2示出的组件经总线彼此连接，但这仅是示例性的。因此，应该理解，根据本发明总体构思的多个方面的组件可以在没有总线的情况下直接连接。图3是示出根据本发明总体构思的示例性实施例的成像设备100的框图。图3的成像设备100包括主控制器110、存储单元120和多个单元200-1、200-2、200-3.....200-n。图3的多个单元200-1、200-2.....200-n可以是CRUM单元、芯片或可更换单元。以下，假设多个单元200-1、200-2.....200-n是可更换单元。如果单个系统需要各种耗材，则还需要多个单元。例如，如果成像设备100是彩色打印机，则为了表现期望的颜色在彩色打印机中安装四个色盒，即，青色(C)盒、品红色(M)盒、黄色(Y)盒和黑色(K)盒。此外，彩色打印机可包括其他耗材。因此，如果需要大量的单元，则单个单元需要其各自的输入/输出(1/0)通道，这样效率低。因此，如图3所示，单个串行I/O通道可用于将多个单元200-1、200-2.....200-n的每个连接到主控制器110。主控制器110可使用分配到多个单元200-1、200-2.....200-n的每个的不同地址来访问多个单元200-1、200-2.....200-n的每个。当主控制器110开启时，或者当多个单元200-l、200-2.....200-n安装在成像设备100中时，如果多个单元200-l、200-2.....200-n中的每个完成初始化，则使用多个单元200-1、200-2.....200-n中的每个的独有数字签名信息来执行认证。如果认证成功，则主控制器110与多个单元200-1、200-2.....200-n中的多个CPU(未示出)执行加密数据通信，并且将关于使用历史的信息存储在多个单元200-l、200-2.....200-n中的多个存储单元(未示出)中。主控制器IIO和多个CPU可用作主装置和从装置。这里，通过将用户期望传输的数据与MAC—起传输来执行加密数据通信，所述MAC通过使.用预设的加密算法和密钥对数据加密被产生。由于数据在每次传输时发生变化，所以MAC也会改变。因此，即使当第三方介入数据通信操作并找到MAC时，第三方也不能使用MAC对随后的数据通信操作进行黑客攻击。因此，可增强数据通信的安全性。如果完成了加密数据通信，则切断主控制器110和CPU之间连接的通道。存储单元120存储各种信息，所述信息包括对多个单元200-1、200-2、...、200-n中的每个进行认证所需的多个加密算法和密钥值。主控制器IIO使用存储在存储单元120中的信息来执行认证和加密数据通信。具体地讲，主控制器110通过应用例如RSA非对称密钥算法以及ARIA、TDES、SEED、AES对称密钥算法之一，来执行认证和加密数据通信。因此，非对称认证处理和对称认证处理都被执行，从而相对于传统技术，可提高加密级别。尽管图3显示了存储单元120作为单个单元，但是存储单元120可包括存储各种加密算法数据的存储单元、主控制器110的其他操作所需的存储单元、存储关于多个单元200-1、200-2.....200-n的信息的存储单元、或存储关于多个单元200-1、200-2.....200-n的使用的信息(例如，将被打印的页数或剩余调色剂水平)的存储单元。安装在图3的成i象设备100中的多个单元200-1、200-2.....200-n可具有图1或图2所示的结构。因此，在将访问命令发送到多个单元200-1、200-2.....200-n的多个CPU并且接收到应答信号后，主控制器IIO可访问多个单元200-l、200-2、...、200-n。因此，根据本发明总体构思的多个单元与能够访问CRUM数据的传统方案不同，所述传统方案使用简单的数据写入和读取操作。如果成像设备100开始成像作业，则主控制器110可测量用于该作业的耗材的使用的程度，并且可将测量的程度发送到多个单元200-1、200-2.....200-n中的每个。更具体地将，成像设备IOO可将测量的程度与先前存储的关于耗材的使用的信息相加，可将结果值发送到多个单元200-1、200-2.....200-n，并且可更新关于耗材的使用的信息。如果由于错误而发送不正确的数据，则关于耗材的使用程度的不正确的信息可被记录在多个单元200-1、200-2.....200-n中的每个上。例如，如果在使用当前安装的显影剂盒打印1000页之后完成了新的10页的打印作业，则总值是"1010"。但是，如果发生一些错误并且如果发送值"0"，则"0"页的打印作业可被记录在多个单元200-1、200-2.....200-n上。其结果是，用户不能准确地知道需要更换耗材的时间。为了解决该问题，主控制器110可测量用于作业的耗材的使用程度，并且可仅将测量的程度发送到多个单元200-1、200-2、...、200-n中的每个。在上述情况下，主控制器110可发送值"10",/人而多个单元200-1、200-2.....200-n可将新接收的值"10"与值"1000"(即,先前存储的值)相加。因此，关于耗材的使用的信息可被更新为"1010"。另外，主控制器110可通过将测量的量与存储在存储单元120中的关于耗材的使用的信息相加，以与多个单元200-l、200-2.....200-n分开来自己管理关于耗材的使用程度的信息。在此情况下，在每次执行作业时，主控制器110可在将关于耗材的使用程度的信息发送到多个单元200-1、200-2.....200-n的同时，自动更新存储在存储单元120中的关于耗材的使用程度的信息。例如，当使用安装在成像设备100中的多个单元200-l、200-2.....200-n打印100页时，如果在执行单个作业的同时还打印了10页，则主控制器IIO可将值"10"发送到多个单元200-1、200-2.....200-n，并且可将值"10"发送到多个单元200-1、200-2.....200-n，并将值"10"与先前存储在存储单元120中的值"100"相加，从而存储指示已打印了"110"页的历史信息。因此，如果发生特定事件(例如，如果成像设备100被重置，或者如果调色剂或墨完全耗尽)，或者预设的时间段到来，则主控制器110和多个单元200-1、200-2.....200-n可比较它们各自的历史信息，从而可检查数据是否被正常记录在多个单元200-l、200-2.....200-n中的每个中。即，可通过将存储在存储单元120中的关于耗材的使用的信息与存储在多个单元200-1、200-2.....200-n中的关于耗材的使用的信息进行比较,来确定关于耗材的使用的信息是否准确。更详细地讲，如果发生事件或预设的时间段到来，则主控制器110可将用于请求关于耗材的使用的信息的命令发送到多个单元200-1、200-2.....200-n。响应于该请求命令，多个单元200-1、200-2.....200-n的CPU可将存储在其中的关于耗材的使用的信息发送到主控制器110。如果存储在存储单元120中的关于耗材的使用的信息与存储在多个单元200-1、200-2.....200-n中的关于耗材的使用的信息不同，则主控制器110可输出错误消息，或者可协调被确定为正确的信息并可更新关于耗材的使用的信息。此外，如果存储在存储单元120中的关于耗材的使用的信息与存储在多个单元200-l、200-2.....200-n之一中的关于耗材的使用的信息不同，则因为在数据被发送到单元时可能出现错误，所以主控制器IIO可发送用于改变存储在单元中的关于耗材的使用的信息的命令。图4是示出根据本发明总体构思的示例性实施例的单元200和使用该单元200的主机的分层图(即，成像设备的软件的配置)。参照图1和图4,成像设备100的软件(a)除了包括通用应用程序、用于管理每个单元的数据的应用、执行自身管理的装置驱动程序以及执行命令的程序之外，还可包括执行与单元200的认证和加密的安全性机制区域以及执行软件加密的软件加密操作区域。单元200的软件(b)可包括IC芯片区域，具有保护数据的各种块；App区域，与主机软件进行接口连接；以及OS区域，操作上述区域。图4的装置软件区域包括OS的基本部件，诸如文件管理和保护数据所需的操作块。简要地，所述块包括用于控制安全性系统的硬件的程序、使用用于实现CRUM的功能的应用程序被安装在如上面所解释的程序上，所以不能通过通信通道来检查存储在数据上的信息。可按照其他结构来实现所述程序以包括基本的块。然而，为了有效地保护数据，需要细心地对程序进行编程，从而保护OS。图4的软件结构中的OS区域包括存储器恢复区域410。设置存储器恢复区域410，以保证是否根据单元200的条件信息的更新处理成功完成了更新。当数据被写入到存储单元210时，单元200的CPU220将先前记录的值备份在存储器恢复区域410中，并设置开始标志。例如，当使用单元200的成像作业完成时，主控制器110访问单元200的CPU220,以重新记录条件信息(诸如当执行打印作业时消耗的页数或供应物的量)。如果电源被切断，或者在完成记录之前由于外部噪声导致打印作业被异常终止，则传统的CRUM不能确定新的条件信息是否被正常记录。如果这样的异常条件被重复，则难以信任该信息，并且即j吏使用CRUM也难以管理所述单元。为了防止该问题，根据本发明总体构思的示例性实施例的OS在该OS中设置存储器恢复区域410。在这种情况下，CPU在记录数据之前将先前记录的数据备份在存储器恢复区域410中，并且将开始标志设置为0。如果处理数据写入操作，则开始标志根据该数据写入操作被不断更新。在这种情况下，如果数据写入操作被异常终止，则CPU在电源被接通之后或在系统稳定之后检查开始标志。CPU由此根据开始标志值的变化条件确定数据是否被正常写入。如果开始标志值与初始设置值之间的差不显著，则CPU确定数据写入失败，并且将数据退回到先前记录的值。另一方面，如果开始标志值与最终值近似一致，则CPU确定当前记录的数据是正确的。因此，即使当电源被断开，或者当系统异常操作时，写入到单元200中的数据也是可以被信任的。图5是示出根据本发明总体构思的示例性实施例的操作可更换单元和成像设备的方法的流程图。参照图l和图5，在操作S510，单元200的CPU确定是否发生了特定事件。特定事件可包括成像设备100被开启的情况；或者单元200或包括该单元200的组件被安装在成像设备100中的情况。如果确定发生了特定事件，则在搡作S520,单元200执行自身的初始化。所述初始化包括计算在初始化之后与成像设备的数据通信所需的秘密信息、通信通道的设置、存储器值的初始化、检查调色剂或墨的剩余量、更换时间的确认或各种其他处理。在操作S530,成像设备100的主控制器110发送用于尝试在主控制器110和CPU220之间进行认证的命令。如果在操作S540主控制器110没有从CPU220接收到响应，则主控制器110重复发送该命令，直到接收到响应。当接收到响应时，在操作S550，主控制器110对与CPU220之间的通信进行认证。在上面解释了对通信进行认证处理，因此省略重复的详细描述。如果在操作S560成功执行了认证，则在操作S570，使用加密算法来执行与主控制器110的加密数据通信。图6是被提供以解释根据本发明总体构思的示例性实施例的由单元200改变加密算法的过程的示意图。参照图6,单元200可支持ARIA、三重数据加密标准(TDES)、SEED和高级加密标准(AES)对称密钥算法。可在密钥管理系统(KMS)中的密钥写入系统产生了密钥产生数据时确定使用何种算法。如果执行了破解，则可通过从应用了上述四种加密算法的另一个的KMS获取新的密钥来改变加密算法，而不是制造新的单元200。如上所述，成像设备100除了支持RSA非对称密钥算法之外，还可支持ARIA、TDES、SEED和AES对称密钥算法。因此，即使应用于单元200的加密算法被改变，成像设备100也可对此进行响应而改变加密算法，并且执行认证和加密数据通信。因此，相比于需要更换芯片的传统技术，可通过改变密钥值来方便地改变加密算法。图7是被提供以解释根据本发明总体构思的示例性实施例的执行认证和加密数据通信的方法的流程图。参照图1和图7,在操作S710，成像设备100将用于请求认证的命令与随机值Rl—起发送。如果接收到用于认证的请求，则在操作S715,单元200使用接收的随机值R1和单元200产生的随机值R2来产生会话密钥，并且在操作S720，单元200使用产生的会话密钥来产生消息认证码(MAC)。在操作S725，产生的MAC、预先存储的电子签名信息和随机值R2被发送到成像设备100。在操作S730,成像设备IOO通过将接收的电子签名信息与预先存储的电子签名信息进行比较，来验证电子签名信息。为了验证电子签名，如果多个单元被安装在成像设备100中，则成像设备100可存储每个单元的电子签名信息。如果电子签名被验证，则在操作S735，成像设备IOO可通过将预先产生的随机值R1与接收的随机值R2进行组合来产生会话密钥，并且在操作S740，成像设备IOO使用产生的会话密钥产生MAC。在操作S745,成像设备100将产生的MAC与接收的MAC进行比较，以确定MAC是否一致。根据MAC的验证来完成认证。如果成功执行了认证，则可执行加密数据通信。为了执行加密数据通信，假设成像设备100使用与单元200的密钥和加密算法相同的密钥和加密算法。密钥可以是如上所述的会话密钥。25如果MAC完成验证，则在操作S750,成像设备100在产生通信消息时通过将密钥和加密算法应用于数据来产生MAC。在操作S755，成像设备100将包括该MAC的通信消息发送到单元200。在操作S760，单元200从接收的通信消息提取数据部分，并且通过将上述密钥和加密算法应用于所述数据来产生MAC。在操作S765，单元200从接收的通信消息4是取该MAC部分，并且通过将提取的MAC与在单元200计算的MAC进行比较来#1行认证。如果提取的MAC与在单元200计算的MAC—致，则在操作S770，通信消息被认为是有效的通信消息，并因此执行与所述消息相应的操作。另一方面，如果MAC彼此不一致，则通信消息被认为是无效的通信消息，并且被丟弃。执行认证和加密数据通信的方法也可应用于参照附图所解释的示例性实施例。单元200可按照不同的形式(诸如芯片、普通单元或可更换单元)被实现。本发明总体构思也可被实施为计算机可读介质上的计算机可读代码。计算机可读介质可包括计算机可读记录介质和计算机可读传输介质。计算机可读记录介质是可存储其后可被计算机系统读取的数据的任何数据存储装置。计算机可读记录介质的示例包括只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、CD-ROM、磁带、软盘、光学数据存储装置。计算机可读记录介质也可以被分布在网络连接的计算机系统上，从而计算机可读代码以分布式方式被存储和执行。计算机可读传输介质可传输载波或信号(例如，通过互联网的有线或无线数据传输)。另外，本发明总体构思所属领域的程序设计员可容易地解释实现本发明总体构思的功能程序、代码和代码段。尽管已经显示和描述了本发明总体构思的不同实施例，但是本领域技术人员应该理解，在不脱离本发明总体构思的原理和精神的情况下，可以对这些实施例进行改变，本发明总体构思的范围由权利要求及其等同物限定。权利要求1、一种可安装在用于成像作业的可更换单元上的芯片，所述芯片包括CPU，具有自己的操作系统，该操作系统与成像设备的操作系统分开，CPU使用自己的操作系统通过执行来自多个预先提供的加密算法中的与设置状态相应的一个加密算法来执行与成像设备的主体的认证和加密数据通信中的至少一个。2、如权利要求1所述的芯片，其中，CPU独立于成像设备的主体使用自己的操作系统执行初始化。3、如权利要求1所述的芯片，其中，CPU根据执行的加密算法执行认证，当完成认证时执行力。密数据通信。4、如权利要求3所述的芯片，其中，CPU使用每当发送和接收每个数据时改变的消息认证码来执行加密数据通信。5、如权利要求l所述的芯片，其中，当从成像设备的主体接收到认证请求时，CPU产生消息认证码，并将产生的消息认证码和独有数字签名信息发送到成像设备的主体。6、如权利要求l所述的芯片，其中，当成像设备开启或具有内置的所述芯片的单元安装在成像设备上时，CPU根据自己的操作系统执行初始化，并且在完成初始化之前不响应来自成像设备的主体的命令。7、如权利要求1.所述的芯片，还包括存储单元，存储关于芯片、具有芯片的客户可更换单元监控单元和具有内置的所述客户可更换单元监控单元的可更换单元的信息以及CPU的操作系统。8、如权利要求7所述的芯片，其中，CPU的操作系统驱动芯片、客户可更换单元监控单元、可更换单元中的至少一个，CPU的操作系统是执行初始化操作、执行公共加密算法的处理操作和与成像设备的主体的相互认证操作中的至少一个的软件，其中，所述初始化操作独立地初始化芯片、客户可更换单元监控单元和可更换单元中的一个的状态。9、如权利要求7所述的芯片，还包括篡改检测器，对物理黑客攻击做出响应；密码单元，允许CPU通过应用各个预先提供的加密算法执行与成像设备的认证或加密数据通信。10、如权利要求7所述的芯片，其中，应用到认证和加密数据通信中的一个的加密算法是可改变的。11、如权利要求7所述的芯片，其中，当使用可更换单元执行成像作业时，CPU从成像设备的主体接收用于成像作业的耗材的使用程度的值，将所的使用的信息。12、一种能够用于成像作业的客户可更换单元监控单元，所述客户可更换单元监控单元包括存储单元，存储关于安装了客户可更换单元监控单元的单元的信息；CPU,使用自己的操作系统管理存储单元，该操作系统与成像设备的操作系统分开，CPU通过执行多个预先提供的加密算法中的与设置状态相应的一个加密算法来执行与成像设备的主体的认证和加密数据通信中的至少一个。13、如权利要求12所述的客户可更换单元监控单元，其中，CPU独立于成像设备的主体使用自己的操作系统执行初始化。14、如权利要求12所述的客户可更换单元监控单元，其中，CPU的操作系统驱动客户可更换单元监控单元或者具有客户可更换单元监控单元的可更换单元，CPU的操作系统是执行初始化操作、执行公共加密算法的处理操作和与成像设备的主体的相互认证操作中的至少一个的软件，其中，所述初始化操作独立地初始化客户可更换单元监控单元或所述可更换单元的状态。15、如权利要求13所述的客户可更换单元监控单元，其中，CPU在独立于成像设备的主体执行的初始化处理期间执行与成像设备的主体的认证通信，并在完成认证时执行加密数据通信。16、如权利要求12所述的客户可更换单元监控单元，其中，CPU执行加密数据通信，从而当从成像设备的主体发送来包括数据和消息认证码信息的通信消息时，通过将密钥和加密算法应用到发送的通信消息的数据部分来产生消息认证码，当产生的消息认证码与发送的通信消息的消息认证码信息进行比较并且一致时，产生的消息认证码被认为是有效的通信消息并被处理。17、如权利要求12所述的客户可更换单元监控单元，其中，当从成像设备的主体接收到认证请求时，CPU产生消息认证码并将产生的消息认证码和独有数字签名信息发送到成像设备的主体。18、如权利要求12所述的客户可更换单元监控单元，其中，当成像设备开启或具有内置的客户可更换单元监控单元的单元被安装到成像设备上时，CPU执行初始化并且在初始化完成之前不响应来自成像设备的主体的命令。19、如权利要求12所述的客户可更换单元监控单元，还包括接口单元，将成像设备连接到CPU;篡改检测器，对物理黑客攻击做出响应；密码单元，允许CPU通过应用多个加密算法中的各个预先提供的加密算法执行与成像设备的认证或加密数据通信。20、如权利要求12所述的客户可更换单元监控单元，其中，应用到认证和加密数据通信中的任意一个的加密算法可改变为所述多个加密算法中的其他算法。21、如权利要求12所述的客户可更换单元监控单元，其中，CPU从成像设备的主体接收当执行成像作业时用于成像作业的耗材的使用程度的值，于耗材的使用程度的信息。22、一种可安装在成像设备上的用于成像作业的可更换单元，所述可更换单元包括存储单元，存储关于可更换单元的信息；CPU，使用自己的操作系统管理存储单元，该操作系统与成像设备的操作系统分开，CPU通过执行多个预先提供的加密算法中的与设置状态相应的一个加密算法来执行与成像设备的主体的认证和加密数据通信中的至少一个。23、如权利要求22所述的可更换单元，其中，CPU独立于成像设备的主体使用自己的操作系统执行初始化。24、如权利要求22所述的可更换单元，其中，CPU的操作系统驱动客户可更换单元监控单元或可更换单元，CPU的操作系统是执行初始化操作、执行公共加密算法的处理操作和成像设备的主体与可更换单元之间的相互认证操作中的至少一个的软件，其中，所述初始化操作独立地初始化客户可更换单元监控单元或可更换单元的状态。'25、如权利要求23所述的可更换单元，其中，CPU在独立于成像设备的主体执行的初始化处理期间执行与成像设备的主体之间的认证，并在完成认证时执行加密数据通信。26、如权利要求22所述的可更换单元，其中，CPU执行加密数据通信，从而当从成像设备的主体发送来包括数据和消息认证码信息的通信消息时，通过将密钥和加密算法应用到发送的通信消息的数据部分来产生消息认证码，当产生的消息认证码与发送的通信消息的消息认证码信息进行比较并且一致时，产生的消息认证码被认为是有效的通信消息并被处理。27、如权利要求22所述的可更换单元，其中，当从成像设备的主体接收到认证请求时，CPU产生消息认证码并将产生的消息认证码和独有数字签名信息发送到成像设备的主体。28、如权利要求22所述的可更换单元，其中，当成像设备开启或可更换单元被安装到成像设备上时，CPU根据自己的操作系统执行初始化并且在初始化完成之前不响应来自成像设备的主体的命令。29、如权利要求22所述的可更换单元，还包括接口单元，将成像设备连接到CPU;篡改检测器，对物理黑客攻击做出响应；密码单元，允许CPU通过应用多个加密算法中的设置的加密算法执行与成像设备的认证或加密数据通信。30、如权利要求22所述的可更换单元，其中，应用到认证和加密数据通信之一的加密算法可改变为所述多个加密算法中的其他算法。31、如权利要求22所述的可更换单元，其中，CPU从成像设备的主体接收当执行成像作业时用于成像作业的耗材的使用程度的值，将该值与存储在存储单元中的关于耗材的使用程度的信息相加，然后更新关于耗材的使用程度的信息。32、一种成像设备，包括主控制器；至少一个单元，所述单元包括存储信息的存储单元和使用自己的操作系统管理存储单元的CPU，该操作系统与主控制器的操作系统分开，其中，CPU通过使用自己的操作系统执行多个预先提供的加密算法中的与设置状态相应的一个加密算法来执行与成像设备的主体的认证和加密数据通信中的至少一个。33、如权利要求32所述的成像设备，其中，CPU独立于主控制器使用自己的操作系统执行初始化。34、如权利要求32所述的成像设备，其中，应用到认证和加密数据通信之一的加密算法可改变为所述多个加密算法中的其他算法。35、如权利要求32所述的成像设备，其中，当对单元的认证成功时，主控制器通过将预设密钥和加密算法应用到数据来产生消息认证码，产生包括产生的消息认证码和数据的通信消息，并将产生的通信消息发送到所述单元。36、如权利要求32所述的成像设备，其中，主控制器向所述至少一个单元的CPU请求认证，当从CPU发送来数字签名信息和消息认证码时，主控制器检测数字签名信息和消息认证码以执行认证。37、如权利要求32所述的成像设备，其中，主控制器接收为所述至少一个单元的每个单独设置的独有数字签名信息以执行认证，并且当认证成功时与每个单元的各自的CPU执行加密数据通信。38、如权利要求32所述的成像设备，其中，主控制器通过应用RSA非对称密钥算法以及ARIA、三重数据加密标准TDES、SEED和高级加密标准AES对称密钥算法之一来执行认证和加密数据通信，所述单元的CPU通过应用ARIA、TDES、SEED、AES对称密钥算法之一来执行认证和加密数据通39、如权利要求32所述的成像设备，其中，所述单元还包括密码单元，允许CPU通过应用执行的加密算法来执行与成像设备的主控制器的认证或加密数据通信；篡改检测器，对物理黑客攻击做出响应。40、如权利要求32所述的成像设备，其中，主控制器通过一个串行1/0通道连接到所述至少一个单元，并使用分配给每个单元的单独的地址访问所述至少一个单元。41、如权利要求32所述的成像设备，其中，当执行作业时，主控制器测量用于作业的耗材的使用程度的值，将该值发送到所述至少一个单元的CPU的每个，将该值与预先存储在每个CPU中的关于耗材的使用程度的信息相加，然后更新关于耗材的使用程度的信息。42、如权利要求32所述的成像设备，其中，CPU使用消息认证码执行加密数据通信，每当发送和接收每一数据时所述消息认证码改变。43、如权利要求32所述的成像设备，其中，CPU的操作系统是执行初始化操作、执行公共加密算法的处理操作和主控制器与所述至少一个单元之间的相互认证操作中的至少一个的软件。44、如权利要求32所述的成像设备，其中，所述单元是与成像设备的成'像作业直接关联的可更换单元、可安装在可更换单元上的客户可更换单元监控单元和可安装在客户可更换单元监控单元上的芯片之一。全文摘要提供一种使用操作系统的单元和使用该单元的成像设备。可安装在用于成像作业中的客户可更换单元监控(CRUM)单元上的芯片包括具有自己的操作系统(OS)的中央处理单元(CPU)，该OS与成像设备的OS分开，该CPU使用自己的操作系统通过执行来自多个预先提供的加密算法中的与设置状态相应的一个加密算法来执行与成像设备的主体的认证和加密数据通信中的至少一个。从而安装有芯片的单元的安全性可被增强，并且可防止单元的数据的任意改变。文档编号G06F21/64GK101526772SQ20091000779公开日2009年9月9日申请日期2009年3月2日优先权日2008年3月3日发明者李允太,李在成,赵原逸申请人:三星电子株式会社