基于KEELOQ的密碼系統(tǒng)設(shè)計

　1 引言
　　傳統(tǒng)編譯碼芯片如VD5026，VD5027，MCI45026，MCI45027等已經(jīng)在防盜、安全等系統(tǒng)得到廣泛的應用，這些芯片簡單易用，但具有很大的缺陷：編碼量少而極易重碼;密碼長度短（一般為8-12位，最多不超過16位），因而數(shù)據(jù)極易被掃描和破譯，不能滿足高安全場合的需要。
　　基于KEELOQ技術(shù)的跳碼芯片則克服了以上兩個缺陷，較好地解決了密碼的防盜問題，所謂跳碼，就是密碼不是固定的，而且不斷跳動變化的，是為滿足高性能要求而設(shè)計的，跳碼芯片的使用十分簡便，只要在第一次使用前，編譯碼器進行一次“學習”，使編譯碼器的密碼同步，通常一個譯碼器可以支持多個編碼器，再加上其電壓使用范圍寬，功率消耗極小，因此成為傳統(tǒng)編譯碼器的理想升級換代產(chǎn)品。
　　2 跳碼核心技術(shù)--KEELOQ技術(shù)
　　使用KEELOQ技術(shù)的編碼器每次發(fā)出的密碼都不同，只有配對的譯碼器能準確譯出收到的密碼，使用不配對的編、譯碼器或重復發(fā)送譯碼器曾收到的密碼等均告知無效。即使編碼器發(fā)送出的碼在譯碼器方?jīng)]有收到，也不會影響以后的正常使用。這一切歸功于芯片內(nèi)強大的微處理器及KEELOQ獨特的同步算法。
　　跳碼芯片的密碼雖是一大串幾乎隨機的亂麻，但實際毫不紊亂，密碼包括2部分：
　?。?）跳碼，編譯器每次產(chǎn)生的都不一樣，產(chǎn)生后就被加密;
　　（2）在傳輸過程并不加密，主要包括編碼器的系列號，在與譯碼器的配套使用中作識別信號。
　　跳碼包括功能信息、辨別碼以及同步計數(shù)器、通過一個加密算法加密后再傳送出去。跳碼芯片在使用前必須預置序列號、加密鑰匙、同步計數(shù)器、發(fā)送方和接收方一起工作前，接收方必須先通過“學習”來獲得并存儲發(fā)送方的序列號、加密鑰匙和當前同步計數(shù)器的值。
　　硬件實現(xiàn)KEELOQ技術(shù)加密過程如圖1所示。
　　
　　在KEELOQ技術(shù)中“學習”功能是一個重要部分，“學習”包括清除原來的存儲的信息和學習新的信息，每對跳碼型編譯碼器在使用前都要至少單向“學習”一次，密碼在第一次配對使用時是隨機產(chǎn)生的亂碼。然后把要配對的編碼器的密碼傳進譯碼器，譯碼器就會學習和存儲這一次的安全代碼，從此這一對譯碼器的密碼就按照同一套跳變碼算法同步變化，譯碼器以后每次就能準確譯出編碼器的密碼，同時，這一存入的安全代碼被作為無效碼參考，再收到同樣的密碼就會視而不見，因而能有效地防止偷碼冒用。
　　最后，譯碼器設(shè)計了一套容錯算法，他不但能預知配對的編碼器的下一個密碼變化，而且能預知他以后256次的變化碼，并都能準確譯出，這樣，即使發(fā)射器被亂按了好多次不為譯碼器所知，但都能依舊保護默契配合，保持了極好的跳變譯碼能力和抗截碼的功能。