在信息化的今天，很多情況下都需要輸入密碼。由于輸入方式和裝置采用按鍵的限制，密碼輸入方式變?yōu)殚_放式，對密碼的安全性構(gòu)成威脅。此領(lǐng)域的專利雖然很多，但多是遮擋式和隱蔽式的，輸入完整的密碼依然會(huì)存在安全隱患。
一、背景/選題動(dòng)機(jī)
在信息化時(shí)代的今天，很多情況下都要有密碼的確認(rèn)，即要輸入密碼，然后才能進(jìn)入特定的“空間”，或執(zhí)行某種“動(dòng)作”。如學(xué)校、金融、零售、網(wǎng)絡(luò)等需要輸入密碼的場所和行業(yè)。目前，采用密碼的輸入方式和裝置，都是以鍵盤式(包括普通鍵盤、特殊鍵盤、小鍵盤等)為主，此種輸入裝置及其輸入方法的缺陷是：由于是鍵盤按鍵式，其輸入密碼方式為開放式，也就是說，在使用者輸入密碼時(shí)，旁觀者可通過其操作方式偷窺或推算到其密碼，也可通過使用者所按按鍵的位置獲悉其密碼，從而在安全上構(gòu)成威脅。即使旁觀者無意想知道使用者的密碼，比如：上下級、師生、同事、同學(xué)等，采用此種方法雙方都會(huì)感到尷尬。此領(lǐng)域的專利有很多，但多數(shù)是遮擋式的或隱藏式的，但不管怎樣都要在現(xiàn)場輸入完整的密碼，這樣就存在安全隱患。
本設(shè)計(jì)是解決開放式密碼輸入裝置在輸入密碼時(shí)容易被周圍的人偷窺到所輸入的密碼信息而存在安全隱患的問題，提出一種新的密碼輸入系統(tǒng)。該系統(tǒng)即便在沒有任何防護(hù)的情況下，人或攝像設(shè)備也無法得知所輸入的密碼，從而從根本上杜絕了密碼被他人因窺視而被盜。
二、需求分析
2.1 功能要求
設(shè)計(jì)目的是解決開放式密碼輸入裝置存在安全隱患的問題，提供一種密碼輸入方式與密碼輸入裝置。使該裝置即便在沒有任何防護(hù)的情況下從根本上杜絕了密碼被他人因窺視而被盜。
用戶掌握開機(jī)密碼才可開啟PC機(jī)及進(jìn)入用戶工作頁面，并可以自己通過該密碼編輯軟件修改密碼，用數(shù)字鍵代表的字符串來取代固定的數(shù)字?？梢詫⒃瓉淼暮唵螖?shù)字密碼，變?yōu)楸容^復(fù)雜的由大寫字符、小寫字符、數(shù)字、下劃線等字符組成的密碼，從而使密碼的破解更為困難，這樣可以一舉兩得。
2.2 性能要求
本設(shè)計(jì)的密碼輸入器在設(shè)計(jì)時(shí)還特別添加了保護(hù)措施，單片機(jī)上的程序是加密而不可讀的，存儲(chǔ)模塊內(nèi)存儲(chǔ)的密碼是經(jīng)過加密處理的，不是原始密碼，本密碼輸入器設(shè)有開機(jī)密碼，只有輸入正確的開機(jī)密碼才能進(jìn)行密碼操作，而開機(jī)密碼可以設(shè)定輸入次數(shù)，一旦錯(cuò)誤開機(jī)密碼次數(shù)達(dá)到某一規(guī)定數(shù)值，密碼輸入器將自鎖。
三、方案設(shè)計(jì)
3.1 系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)原理
單片機(jī)通過USB接口與PC機(jī)相接，單片機(jī)上安裝有應(yīng)用軟件，PC機(jī)上有密碼編輯軟件。PC機(jī)開機(jī)時(shí)要求輸入開機(jī)密碼，只有當(dāng)開機(jī)密碼輸入正確時(shí)，才能開啟PC機(jī)進(jìn)入系統(tǒng)。當(dāng)單片機(jī)與PC機(jī)連接后，PC機(jī)顯示屏上出現(xiàn)頁面：要求在密碼輸入裝置中輸入開機(jī)密碼。若開機(jī)密碼不正確，程序?qū)⑻崾纠^續(xù)輸入開機(jī)密碼，當(dāng)開機(jī)密碼達(dá)到限定的輸入次數(shù)時(shí)，程序自鎖。
若開機(jī)密碼正確，則打開用戶工作頁面。這時(shí)，用戶可以通過該密碼編輯軟件修改密碼，自己編輯用數(shù)字鍵代表的字符串來取代固定的數(shù)字。該密碼輸入裝置與常規(guī)鍵盤的本質(zhì)區(qū)別在于：常規(guī)鍵盤的按鍵對應(yīng)于唯一的固定鍵碼，而該輸入裝置的按鍵所對應(yīng)的是該裝置中存儲(chǔ)器的一個(gè)固定地址。而這一按鍵的映射地址中存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)是該按鍵所關(guān)聯(lián)的作為密碼的字符串。這個(gè)字符串由鍵碼組成，因而當(dāng)一個(gè)按鍵按下等同于連續(xù)按下多個(gè)按鍵，因而能用一個(gè)按鍵實(shí)現(xiàn)一串密碼的輸入。該裝置按鍵與密碼關(guān)聯(lián)的實(shí)質(zhì)是在存儲(chǔ)器中按鍵對應(yīng)的地址寫入密碼數(shù)據(jù)。該裝置輸入密碼過程的實(shí)質(zhì)是從存儲(chǔ)器中按鍵對應(yīng)地址讀取密碼數(shù)據(jù)，然后通過提供的接口將密碼發(fā)送至需要密碼輸入的設(shè)備。
密碼編輯保存后就可以直接存入系統(tǒng)。系統(tǒng)可以對該密碼保留記憶，下次使用該系統(tǒng)時(shí)就可以直接按某一個(gè)或兩個(gè)鍵來輸入一串密碼。
