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存在安全隱患。
一、背景/選題動機(jī)
在信息化時代的今天，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，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)計是解決開放式密碼輸入裝置在輸入密碼時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。可以將原來的簡單數(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)計的密碼輸入器在設(shè)計時還特別添加了保護(hù)措施，單片機(jī)上的程序是加密而不可讀的，存儲模塊內(nèi)存儲的密碼是經(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
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)時要求輸入開機(jī)密碼，只有當(dāng)開機(jī)密碼輸入正確時，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，程序自鎖。
若開機(jī)密碼正確，則打開用戶工作頁面。這時，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)的是該裝置中存儲器的一個固定地址。而這一按鍵的映射地址中存儲的數(shù)據(jù)是該按鍵所關(guān)聯(lián)的作為密碼的字符串。這個字符串由鍵碼組成，因而當(dāng)一個按鍵按下等同于連續(xù)按下多個按鍵，因而能用一個按鍵實(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)時就可以直接按某一個或兩個鍵來輸入一串密碼。
