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固定码、滚动码及优劣分析固定码简介：知道固定码的人很多，但可能很多人并不熟悉固定码的原理，下面先以四键遥控器做一些简单的介绍。在固定码系统中，主机依靠无线配件的地址信息（就是一组数字编号）来区分不同的无线配件。如果两个无线配件的地址相同，主机就把它们当作是同一个无线配件。在一个固定码的四键遥控器中，一般有8位地址可以由用户设置，每位地址可以选择3种状态-即0，1或悬空。这样在不重复的情况下，总共可以有3的8次方，即6561个地址。工厂一般在遥控器里有8排跳针，可以把遥控器的地址设置成这6561个其中的一个地址。在自动对码系统中，主机收到这些信息会和以前加入的配件信息比较，如果地址是以前对码时加入过的，主机就接受这个遥控器的指令，否则主机就不理会这个遥控器。这也是别人家的遥控器无法遥控你家主机的原因。我们说的滚动码一般指的都是美国Microchip公司专利技术Keeloq滚动码，固定码（或者叫做跳码）指的是2262、2272等方式的编解码。滚动码在汽车防盗报警系统中的应用已经很普遍，原因很简单，对于稍有经验的偷车贼而言，固定码产品简直就像在车门口挂了把钥匙，毫无安全性可言。使用滚动码技术以后，在成本增加并不大的情况下，把更简洁的操作方式和更高的安全性带进了家用无线防盗报警市场。滚动码在传输代码之前采用了先进的非线性位加密技术，产生具有极高保密性的滚动编码。每一次发送的代码都是唯一的、不规则的、且不重复，使得任何通过非法捕捉和扫描跟踪等破译手段都化为泡影。和其他编解码技术一样，滚动码由编码部分和解码部分构成。编码由HCS300/301等芯片完成，解码通常由单片机程序实现。编码部分：HCS300/301为可编程的芯片，防盗系统厂家在HCS300/301芯片中记录了这些内容：64位的密钥，28位的序列号，16位的同步计数值。这些数据是无法被读取的。序列号，加密密钥及同步计数值等经KEELOQ算法加密后，产生了32位高度保密的滚动码。其中16位同步计数值每次传输后都要更新，所以加密出来的数据每次都不同，并且在不知道密钥的情况下，从以前的密码中也无法推知后续的密码。32位的密码再加上34位的明码会被遥控器一起发送出去，这样的组合达到了7.38X1019，也就是7千亿亿之多，扫描器平均需要1万亿年才可能扫出来。 解码部分：一个新的遥控器必须加入主机后主机才能接受它的指令。遥控器加入主机后，主机将保存遥控器的序列号和同步计数值。以后主机每接收到该遥控器的信号后，主机会更新保存的同步计数值，以便主机保存的同步计数值与遥控器芯片中的同步计数值同步增长。如果主机对接收数据解密后发现遥控器的序列号或者同步计数值不对，主机就不会理睬收到的信号。这样即便用捕捉器捕捉到遥控器的信号，再发送出去，但是为时已晚，主机不会再理睬同样的信号了。固定码的弱点：现在大家经常听说计算机黑客把网络上这家或者那家的计算机信息全部调走，或者把哪家计算系统攻击至瘫痪。现在我们就来看一下一个有点恶意黑客意识的盗贼怎么样对付这样的系统。方法一，小毛贼使用：如果有机会，盗贼找机会先看一下你家遥控器里面的跳线设置，然后照猫画虎，把他的遥控器的跳线也设置成跟你的一样，这样他的遥控器和你的遥控器就没有分别了。别人的遥控器也能控制我家的主机，那我家的主机还有什么用？方法二，懒贼使用：他可以用一个很小的电子地址扫描器从最小的地址开始自动测试，平均半个多小时就能找到遥控器的地址是多少。然后按测试结果设置遥控器地址，你的遥控器就被复制了。方法三，盗贼高手使用：盗贼用一个很小的电子地址捕捉器，当你按动遥控器的时候，他的地址捕捉器就在屋外确切地知道你的遥控器的地址了。知道了地址，复制一个遥控器就太容易了。上面三点就是固定码的三个致命弱点。除此之外，固定码弱点还有：1、 地址码容易重复。6561个地址可能只够一个小规模工厂一个月的产量。那其他的工厂怎么办？其他的月份怎么办？所以固定码的码址重复问题是不可避免的。当你不知道还有哪些人拥有和你家遥控器地址完全相同的遥控器的时候，你是什么感觉？2、 安装麻烦。即便是现在改良成自动对码的固定码系统，无线配件的地址也经常要由用户或工程商来规划和设置。大量的普通固定码系统的操作就更麻烦了。 滚动码的优点:1、 安全性高。固定码的缺点在这里都得到了很好的解决。A)别人无法读取固化在芯片中的密钥和序列号，就无法复制遥控器；B)码位组合非常多，用地址扫描的方法平均需要1万亿年才可能解出来。C)每次发出来的密码完全不同，也无法推测，用捕捉器的方法也失灵了。D)充足的工厂码和序列号位数可以让每个厂家生产出来的每个无线配件都是唯一的，从而杜绝了遥控器重复的问题。2、 操作简便。器件信息由生产厂家固化在芯片中，工程商和用户再也不需要为地址设置等问题浪费时间了，操作起来也比固定码产品更加简便。说了这么多固定码的缺点，难道它就没有适合应用的场合了吗？并不是这样的。与安全无关的产品，不会因为固定码的弱点带来复杂操作的产品都可以应用固定码，比如玩具车遥控器、风扇遥控器。但在安全防范产品方面，滚动码无疑是固定码的终结者，无论是从安全性还是从方便性来说。用于进口开门机或需要有特别遥控设定场合，只需接到原来设备的外接开关端口即可使用，不用更改原设备。单继电器输出，触电容量为3A/250Vac，12-36Vdc宽电压输入，433MHZ或315MHZ频率可选，滚动对码，遥控器标准可对码6到30只，配最多可配置300只。传统的用于单向传输的安防产品主要采用固定编码集成电路,如PT2262,PT2272等编解码芯片.但由于此类编解码芯片的编码长度有限,码形格式固定不变.十分易于在空中捕捉电波码字和扫描跟踪的等方法破解,只能用于一些对保密安全要求不高的场所. 一位有经验的工程技术人员只需花不到500元的成本即可制作一台空中电波代码拷贝机,在不到1秒钟的时间内就能将此类系统破解.而用扫描跟踪的方法也仅需数十分钟就能破解此类系统. Microchip公司的基于KEELOQ算法的HCS系列滚动码编码芯片则克服了以上系统的缺点,已成功的应用于以各种安防产品中.由于在传输代码之前采用了先进的非线性位加密技术,产生具有极高保密性的滚动编码.每一次发送的代码都是唯一的,不规则的,且不重复,使得任何通过非法捕捉和扫描跟踪等破译手段都化为泡影.十分适用于闸门,车库,银行等管理系统;自动防盗报警系统,身份识别,智能IC卡等领域.100米滚动码433MHZ发射机（含A27电池一节）二,HCS300/301编码集成电路特点: 1,保密性 可编程28Bit系列号,可编程64Bit加密密钥,每次发送代码是唯一的,加密密钥不可读取2,内部特征 宽范围工作电压(HCS300 2.0V-6.3V, HCS301 5.5V-13.0V) 3,四个功能输入口(可组合达15种功能) 4,低电压检测指标 三,HCS300/301编码器原理 HCS300/301在使用之前,必须产生一个唯一的加密密钥.密钥产生过程(图1):由工厂代码和系列号一起经密钥产生算法形成唯一的加密密码,然后写入片内EPROM.工厂代码又称系列码或制造商码,长度为64Bit.每一个制造商均不相同,它用于产生与每一个编码器相对应的唯一加密密钥.工厂代码是整个系统安全的关键,应规范管理,保存.如工厂代码泄密,则整个系统没有任何安全性可言.系列号为28Bit,对应于每一个编码器,可作为用户码. HCS300/301编码过程由原代码,加密密钥及同步码等经KEELOQ算法加密后.产生32Bit高度保密的滚动代码.,由于KEELOQ算法的复杂性和16位同步码每次传输时都要更新,故每次传输代码都和上一次的代码完全不同.只有在传输216次后才可能重复,以每天传送10次代码计算,时间间隔为18年之久. HCS300/301片内具有192Bit(1612)EEPROM,用于存储加密密钥,序列号同步值和其它信息,在使用HCS300/301之前和使用之中都需要对其进行操作.使用之前需对其进行编程.为保密起见,只有在编程EEPROM之后相当短的时间内才能进行回读检验,其它时间为禁读状态.使用之中则读EEPROM信息加密,产生发送代码,并更新同步值. HCS300/301的发码信息由几个部分组成.每次发码的码字以引导码标志和头标开始,接着是滚动码和固定码部分,最后为每次发送的保护时间.滚动码部分为32Bit加密数据;固定码部分为34Bit,包括状态位,功能位和28位系列号.总计码组合多达7.381019次种. HCS300/301在每一个按键按下时发送66位编码数据,由于滚动码和固定码两部分组成,滚动码部分由4个按键状态,2位计数溢出位,10位鉴别位及16位同步值经加密产生.固定码由28位系列号,4位按键状态和2位状态位组成.四,解码原理 为了使发送器,接收器一起工作,发送器首先要被学习确认,学习确认完成后,解码器将所学的序列号和同步值经加密后存储到EEPROM中,解码器需要工厂代码(只有相同工厂代码的发射器才能进行学习),工厂代码通常存储到ROM中,以提高安全性. 解码器取得系列号之后先与工厂代码结合产生与发射器相同的密钥,并用这一密钥进行解密滚动数据.解码器接收到一次发送后,立即检查序列号是否已被学习,如果是,则进行解码过程.由生成的密钥对滚动码部分进行解密,用鉴别位来判断解密否有效,如果以上通过,则对同步值进行判断. 解码器同步值判断过程:如果解密的同步值在当前操作窗口(小于16),则同步值被重新存储,并执行相应操作.假如同步值不在当前操作窗口,而在双操作窗口,即32K以内,则发送过来的同步值被临时存储,并回去等下一步发送,如果下一次接收到的同步值与临时存储的同步值是连续的,就会认为发送器刚刚跳到双操作窗口,于是新的同步值被存储并执行相应的命令.假如发送器跳出了双操作窗口,则认为发射无效.每次有效发送后,整个窗口都在旋转,则刚用过的代码是在无效操作窗口.这样就消除了以前发送代码被捕获而又重新发射的可能. 100米滚动码433MHZ锁存型接收板A一个 D0D3四位引脚输出逻辑：锁存型 这是滚动码专用接收板，采用PIC单片机，引脚A是地GND、引脚B是数据脚D0、引脚C是数据脚D1、引脚D是数据脚D2、引脚E是数据脚D3、引脚F是数据脚VT、引脚G是电源脚地GND、引脚H是正5V电源VCC。工作模式：VT端，解码有效端，当遥控器任意一个按键按下时，VT输出高电平，松开遥控器按键，VT恢复为低电平，D0、D1、D2、D3是四个数据输出端，对应的遥控器按键按下，输出高电平，并且即使松开按键也锁存保持不变，维持到下次遥控信号改变。100米滚动码433MHZ点动型接收板B一个D0D3四位引脚输出逻辑：点动型 工作模式：VT端，解码有效端，当遥控器任意一个按键按下时，VT输出高