CN2788246Y - 一种智能动态显示保密键盘 - Google Patents

Abstract

一种智能动态显示保密键盘，包括壳体及设置在壳体面板上的由从的十个数值可变的具有键位数字指示单元的触摸式数字按键及至少二个具有键位汉字指示单元的功能操作指示按键组成的触摸式液晶显示屏、设置在壳体内的对各触摸式数字按键进行动态定义、识别及控制处理的微处理控制及驱动电路装置，本实用新型由于采用软件生成伪随机码与硬件产生随机码相结合来随机变化键盘的数字键值及排列顺序的结构，实现了真正的随机序列生成，保证了随机码的序列顺序无规律与重复，从而使通过窃视、记录操作者手部按键动作的位置与顺序来窃取密码变得不可能，使密码输入操作具有极高的安全性。

Description

一种智能动态显示保密键盘

技术领域

本实用新型属于计算机设备领域，涉及到电子技术，特别涉及到键值可随机变化的智能保密键盘。

背景技术

目前，键盘已经成为了一种最重要的计算机外围输入设备。它不仅可以完成正常的文字输入，而且作为一种密码输入装置，已经广泛的应用于社会的各个领域，如：银行、股票市场等金融领域。

然而，作为密码输入装置，现有的键盘的保密性较差，其主要原因在于键盘各个键位的键值固定，比如一般所使用的数字小键盘，其数字“0-9“的排列位置顺序全世界统一，这样的结果是，使用者在输入密码时，一些有准备的观察者通过观察使用者对键盘上各个键位的操作可以分析出使用者输入的密码或者数据。因此，使用者的密码被窃的案例屡见不鲜。现有的键盘通过外加保护罩，仍不能改变这种状况。同时，由于我国的特殊情况，有银行、商场或其它人员密集的场合进行密码输入时，难以保证有效的保密距离，使用者的隐私权和财产受到极大的威胁，促使相当一部分人不愿意使用此类方法进行交易，大大影响了正常的金融秩序。因此，研究一种新式键盘的设计方法，以防止金融犯罪，保证正常的金融交易，有着十分重要的社会效益和经济效益。

发明内容

本实用新型的目的是针对上述问题的存在，提供一种能够根据需要，随机变化键盘的数字键值及排列顺序以可靠而有效提高键盘输入的保密性能的智能动态保密键盘。

本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种智能动态显示保密键盘，包括壳体及设置在壳体面板上的由从0～9的十个数值可变的具有键位数字指示单元的触摸式数字按键及至少二个具有键位汉字指示单元的功能操作指示按键及可显示每次按键操作的输入次数指示单元组成的触摸式液晶显示屏、设置在壳体内的对各触摸式数字按键进行动态定义、识别及控制处理的微处理控制及驱动电路装置，其特点是上述微处理控制及驱动电路装置包括微处理器U1、数字指示及数字按键控制模块及其驱动电路、电平转换及接口电路，其中微处理器U1采用MSC51兼容微处理器，数字指示及数字按键控制模块及其驱动电路包括液晶显示驱动模块、触摸式液晶显示屏驱动模块、硬件随机信息生成模块，其中，微处理器U1跟踪及获得硬件随机信息生成模块产生的随机信息产生随机数字序列并控制液晶显示器驱动模块，将产生的随机数字序列连续显示在相应的键位数字指示单元上，同时微处理器U1控制触摸屏驱动模块来获取触摸式数字按键的按键信息供内部处理及暂存使用并通过对电平转换及接口电路进行控制实现与上位微机或其它处理单元的交互式通讯—接收上位微机或其它处理单元的数据与命令，对本地设备进行设置与控制。

其中为进一步提高键盘操作使用的方便性和直观性及适应不同人群的需要，上述微处理控制及驱动电路装置还包括有分别与微处理器U1连接的用于反映功能操作、错误信息、按键反馈等信息的语音指示处理电路及语音提示扬声器、用于对获取的随机的按键信息进行加密处理的密钥保持电路、用于显示操作功能的发光提示电路及发光指示灯。

本实用新型由于采用软件生成伪随机码与硬件产生随机码相结合来随机变化键盘的数字键值及排列顺序的结构，实现了真正的随机序列生成，保证了随机码的序列顺序无规律与重复，相对现有的采用纯粹的软件产生随机码(通常为伪随机码)的实现方式有不可比拟的优势。从而使通过窃视、记录操作者手部按键动作的位置与顺序来窃取密码变得不可能，使密码输入操作具有极高的安全性。同时采用液晶显示器作为键位的数字指示，充分利用液晶显示的偏振光特性避免了其他显示方式(例如LED显示)因光线发散角过大而造成近旁观察者看到密码键盘上出现的随机序列的可能，从而进一步提高密码输入操作的安全性。再者采用高灵敏度的触摸式按键作为密码输入的操作部件，有效地减少了因操作者按键不熟练或错误的操作习惯而导致的多次重复输入密码的情况，从而有效地减少了可能的密码泄露机会，同时大大提高了密码输入操作的舒适性。最后由于采用了液晶显示器，有效地减少了占密码键盘功耗绝大部分的显示模块的功耗。在大量使用的情形下相对传统带LED等其他显示方式的密码键盘技术而言具有显著的节能效果。

以下结合附图详细描述本实用新型的基本组成及工作原理。

附图说明

图1是本实用新型的外观结构示意图；

图2是本实用新型的微处理控制及驱动电路装置的组成方框图；

图3是本实用新型的微处理控制及驱动电路装置的电原理图。

具体实施方式

如图1～图3所示，本实用新型所述一种智能动态显示保密键盘，包括壳体及设置在壳体面板上的由从0～9的十个数值可变的具有键位数字指示单元的触摸式数字按键及至少二个具有键位汉字指示单元的功能操作指示按键及可显示每次按键操作的输入次数指示单元组成的触摸式液晶显示屏、设置在壳体内的对各触摸式数字按键进行动态定义、识别及控制处理的微处理控制及驱动电路装置，其特点是上述微处理控制及驱动电路装置包括微处理器U1、数字指示及数字按键控制模块及其驱动电路、电平转换及接口电路，其中微处理器U1采用MSC51兼容微处理器，数字指示及数字按键控制模块及其驱动电路包括液晶显示驱动模块、触摸式液晶显示屏驱动模块、硬件随机信息生成模块，其中，微处理器U1跟踪及获得硬件随机信息生成模块产生的随机信息产生随机数字序列并控制液晶显示器驱动模块，将产生的随机数字序列连续显示在相应的键位数字指示单元上，其中液晶显示驱动模块用于实现液晶显示器的点阵或字段的驱动及扫描；触摸式液晶屏示屏驱动模块用于对触摸屏进行驱动与按键动作的感应及按键位置识别；硬件随机信息生成模块用于产生随机序列组合的一部分，以实现真的随机码序列。该部分系本实用新型专门定制的电路模块。同时微处理器U1控制触摸屏驱动模块来获取触摸式数字按键的按键信息供内部处理及暂存使用并通过对电平转换及接口电路进行控制实现与上位微机或其它处理单元的交互式通讯—接收上位微机或其它处理单元的数据与命令，对本地设备进行设置与控制。其中为进一步提高键盘操作使用的方便性和直观性及适应不同人群的需要，上述微处理控制及驱动电路装置还包括有分别与微处理器U1连接的用于反映功能操作、错误信息、按键反馈等信息的语音指示处理电路及语音提示扬声器、用于对获取的随机的按键信息进行加密处理的密钥保持电路、用于显示操作功能的发光提示电路及发光指示灯。此时微处理控制及驱动电路装置的基本工作过程是：如图2及图3所示，微处理器U1的I/O端口P0.0-P0.7控制液晶显示、触摸键盘模块及驱动部分A1中的点阵式或字段式液晶驱动电路，通过这些接口，微处理器将产生的随机数字序列显示在液晶显示模块上相应的键位数字指示单元上。同时维持液晶显示模块的连续显示；P4.0-P4.2控制液晶显示、触摸键盘模块及驱动部分A1中的触摸式键盘电路，通过这些接口，微处理器获取触摸式键盘的按键信息，供内部处理及暂存使用。同时获得硬件随机电路产生的随机信息，供微处理器产生液晶显示模块上的键位数字指示单元所需的随机数字序列。微处理器U1的I/O端口P2.0-P2.7控制语音提示部分U2，产生操作提示、错误信息、按键反馈等语音信息，并由扬声器A3转换成音波输出。配合功能操作发光提示L1、L2给操作者以多种方式的操作提示，同时为视力轻度障碍者提供明晰的操作指示，微处理器U1的I/O端口P3.4、P3.5、P4.3控制可选的DES密钥保持部分U3，微处理器从这些端口存储或获取DES密钥(密文)，供密码数字序列加密使用。微处理器U1的I/O端口P3.2、P3.3控制功能操作的发光提示，配合语音提示部分U2给操作者以多种方式的操作提示，同时为听力轻度障碍者提供明晰的操作指示。微处理器U1的I/O端口P1.0-P1.7接收功能选择、设定开关SW1的设置信息，为微处理器的工作提供接口方式选择、波特率选择、加密设置、上位微机密码序列格式选择等预置信息。微处理器U1的I/O端口P3.0、P3.1为串行通信接口，微处理器通过该接口对电平转换及接口部分A2进行控制，实现与上位微机的交互式通讯——接收上位微机的数据与命令，对本地设备进行设置与控制。同时，将格式化/DES加密(可选)后的本地操作者输入密码序列传送到上位微机或其他处理单元。接口X1为本机与上位微机或其他处理单元的接线端口，其端口功能与接口方式是可配置的，最通用、典型的应用是RS232C与PS2接口方式。接口X2为电源端口，提供本机工作所必须的直流工作电源；若X1端口采用PS2接口或数据终端用RS232C接口配置，该电源也可由X1端口获取，此时X2可省略不用。同时上述电平转换及接口电路为一可通过变换设置而适用不同的接口协议的用于实现逻辑电平转换与通讯接口的物理连接的电路模块，其包括连接于接口端口X2和微处理器U1之间的并行设置的PS2电平转换及接口和RS232C电平转换及接口。在本实用新型中，上述触摸式液晶显示屏为由点阵式或多个段式液晶字符组成的0-9数字字符显示单元另加“清除”“确认”两个字符显示单元及按键输入次数指示单元的液晶显示屏以及与显示单元一一对应的触摸式键盘单元构成。每个数字字符显示单元可在任意时刻显示0-9数字字符之中的任一字符，并以此显示字符作为键位指示数字；其数字字符显示单元的显示内容可由微处理器及驱动电路模块随机、动态改变显示序列；“清除”、“确认”两个字符显示单元系用作操作指示；按键输入次数指示单元由若干“*”组成，每个“*”指示一次有效的按键输入操作。同时所述的触摸式键盘单元由与显示单元一一对应的触摸式键盘构成；当按下任一数字字符显示单元对应的触摸式按键时，对应数字字符显示单元显示的键位指示数字即作为该键盘输入信息送到微处理器及驱动电路模块进行进一步处理与暂存；当按下“清除”字符显示单元对应的触摸式按键时，此前输入的最后一个暂存于微处理器及驱动电路模块之中的按键输入数字将被取消，同时按键输入次数指示单元减少一个“*”；若此前没有按键输入数字则视为无效按键；当按下“确认”字符显示单元对应的触摸式按键时，暂存于微处理器及驱动电路模块之中的按键输入信息将作为一个密码序列经格式化/DES加密(可选)处理后传送至上位微机或其他处理单元，同时产生一组新的随机数字序列并送到液晶显示屏更新上一组键位指示数字序列，使下一次密码输入操作采用与前一次完全不同的键位数字排列，实现极高的保密性。同时为适应现有密码键盘的使用习惯，该液晶动态显示触摸式加密键盘的按键分布设置、外形及尺寸均与现有键盘相似，具备0-9十个可变输入按键及与之一一对应的键位数字指示单元，另有一输入有效数字个数指示显示窗口。与现有键盘不同的是每个键位数字显示单元可在任意时刻显示0-9数字字符之中的任一字符，并在每一次输入操作完成之后随机改变排列顺序。“清除”按键系为纠错而设，用于改正意外的按键操作错误。“确认”按键用于正确输入所有密码后的结束操作，操作结果使已输入的密码序列生效。

Claims (3)

1、一种智能动态显示保密键盘，包括壳体及设置在壳体面板上的由从0～9的十个数值可变的具有键位数字指示单元的触摸式数字按键及至少二个具有键位汉字指示单元的功能操作指示按键及可显示每次按键操作的输入次数指示单元组成的触摸式液晶显示屏、设置在壳体内的对各触摸式数字按键进行动态定义、识别及控制处理的微处理控制及驱动电路装置，其特征在于上述微处理控制及驱动电路装置包括微处理器U1、数字指示及数字按键控制模块及其驱动电路、电平转换及接口电路，其中微处理器U1采用MSC51兼容微处理器，数字指示及数字按键控制模块及其驱动电路包括液晶显示驱动模块、触摸式液晶显示屏驱动模块、硬件随机信息生成模块，其中，微处理器U1跟踪及获得硬件随机信息生成模块产生的随机信息产生随机数字序列并控制液晶显示器驱动模块，将产生的随机数字序列连续显示在相应的键位数字指示单元上，同时微处理器U1控制触摸屏驱动模块来获取触摸式数字按键的按键信息供内部处理及暂存使用并通过对电平转换及接口电路进行控制实现与上位微机或其它处理单元的交互式通讯—接收上位微机或其它处理单元的数据与命令，对本地设备进行设置与控制。

2、根据权利要求1所述智能动态显示保密键盘，其特征在于上述微处理控制及驱动电路装置还包括有分别与微处理器U1连接的用于反映功能操作、错误信息、按键反馈等信息的语音指示处理电路及语音提示扬声器、用于对获取的随机的按键信息进行加密处理的密钥保持电路、用于显示操作功能的发光提示电路及发光指示灯。

3、根据权利要求1所述智能动态显示保密键盘，其特征在于上述电平转换及接口电路为一可通过变换设置而适用不同的接口协议的用于实现逻辑电平转换与通讯接口的物理连接的电路模块，其包括连接于接口端口X2和微处理器U1之间的并行设置的PS2电平转换及接口和RS232C电平转换及接口。