CN106295422B - 键盘扫描方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种键盘扫描方法，在键盘上电的情况下，终端判断是否接收到基于所述键盘输入的按键操作；若接收到基于所述键盘输入的按键操作，则产生所述按键操作对应的扫描序列信号；若没有接收到基于所述键盘输入的按键操作，则根据预设随机数产生虚拟扫描序列信号；将所述扫描序列信号及/或所述虚拟扫描序列信号作为扫描结果输出。本发明还公开了一种键盘扫描装置。本发明提高了键盘使用的安全性。

Description

键盘扫描方法及装置

技术领域

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种键盘扫描方法及装置。

背景技术

现今市场售卖的密码键盘，有被窃取扫描信号的危险，窃取者通过探针等手段直接获取键盘的扫描序列信号，然后再使用示波器、数据分析仪等仪器分析键盘的扫描序列信号，以窃取键盘有效值，最终使得密码泄露，显然，现有的键盘，很容易被窃取者窃取扫描序列信号，使用安全性较低。

发明内容

本发明的主要目的在于提出一种键盘扫描方法及装置，旨在解决现有的键盘，很容易被窃取者窃取扫描序列信号，使用安全性较低的技术问题。

为实现上述目的，本发明提供的一种键盘扫描方法，所述键盘扫描方法包括：

在键盘上电的情况下，终端判断是否接收到基于所述键盘输入的按键操作；

若接收到基于所述键盘输入的按键操作，则产生所述按键操作对应的扫描序列信号；

若没有接收到基于所述键盘输入的按键操作，则根据预设随机数产生虚拟扫描序列信号；

将所述扫描序列信号及/或所述虚拟扫描序列信号作为扫描结果输出。

优选地，所述若没有接收到基于所述键盘输入的按键操作，则根据预设随机数产生虚拟扫描序列信号的步骤包括：

若没有接收到基于所述键盘输入的按键操作，则根据预设随机数产生虚拟键值；

由所述虚拟键值产生虚拟扫描序列信号。

优选地，所述若没有接收到基于所述键盘输入的按键操作，则根据预设随机数产生虚拟键值的步骤包括：

若没有接收到基于所述键盘输入的按键操作，则获取预设随机数；

确定虚拟键值当前的采样频率；

按照当前的采样频率，结合所述预设随机数产生虚拟键值。

优选地，所述由所述虚拟键值产生虚拟扫描序列信号的步骤包括：

根据分频***时钟，设定虚拟键值的扫描时间；

根据设定的扫描时间以及所述虚拟键值，产生虚拟扫描序列信号。

优选地，所述判断是否接收到基于所述键盘输入的按键操作的步骤包括：

判断输入按键信号是否有变化；

在所述输入按键信号发生变化时，确定接收到基于所述键盘输入的按键操作。

此外，为实现上述目的，本发明还提出一种键盘扫描装置，所述键盘扫描装置包括：

判断模块，用于在键盘上电的情况下，判断是否接收到基于所述键盘输入的按键操作；

第一产生模块，用于若接收到基于所述键盘输入的按键操作，则产生所述按键操作对应的扫描序列信号；

第二产生模块，用于若没有接收到基于所述键盘输入的按键操作，则根据预设随机数产生虚拟扫描序列信号；

输出模块，用于将所述扫描序列信号及/或所述虚拟扫描序列信号作为扫描结果输出。

优选地，所述第二产生模块，还用于若没有接收到基于所述键盘输入的按键操作，则根据预设随机数产生虚拟键值；

所述第二产生模块，还用于由所述虚拟键值产生虚拟扫描序列信号。

优选地，所述第二产生模块包括：

获取单元，用于若没有接收到基于所述键盘输入的按键操作，则获取预设随机数；

确定单元，用于确定虚拟键值当前的采样频率；

第一产生单元，用于按照当前的采样频率，结合所述预设随机数产生虚拟键值。

优选地，所述第二产生模块还包括：

设定单元，用于根据分频***时钟，设定虚拟键值的扫描时间；

第二产生单元，用于根据设定的扫描时间以及所述虚拟键值，产生虚拟扫描序列信号。

优选地，所述判断模块包括：

判断单元，用于判断输入按键信号是否有变化；

确定单元，用于在所述输入按键信号发生变化时，确定接收到基于所述键盘输入的按键操作。

本发明提出的键盘扫描方法及装置，在键盘上电的情况下，终端判断是否接收到基于所述键盘输入的按键操作，若接收到基于所述键盘输入的按键操作，才产生所述按键操作对应的扫描序列信号，若没有接收到基于所述键盘输入的按键操作，则根据预设随机数产生虚拟扫描序列信号，最终将所述扫描序列信号及/或所述虚拟扫描序列信号作为扫描结果输出，本方案中，在按键操作产生的扫描系列信号中添加虚拟扫描序列信号，使窃取人难以确定窃取到的扫描序列信号是否为真实密码信息，有效防止他人窃取密码，增强了键盘使用的安全性。

附图说明

图1为本发明键盘扫描方法较佳实施例的流程示意图；

图2为本发明中，采样频率的较佳分布示意图；

图3为本发明键盘扫描装置较佳实施例的功能模块示意图。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明提供一种键盘扫描方法。

参照图1，图1为本发明键盘扫描方法较佳实施例的流程示意图。

在本实施例中，所述键盘扫描方法包括：

步骤S10，在键盘上电的情况下，终端判断是否接收到基于所述键盘输入的按键操作；

在本实施例中，在键盘上电的情况下，终端判断是否接收到基于所述键盘输入的按键操作的步骤之前，先进行寄存器的初始化，其中，包括对随机数寄存器的初始化，对时钟分频计数器的初始化等等。在对寄存器初始化完成后，实时监测按键信号，以判断是否接收到基于所述键盘输入的按键操作。在本实施例中，所述步骤S10包括：

步骤A，判断输入按键信号是否有变化；

步骤B，在所述输入按键信号发生变化时，确定接收到基于所述键盘输入的按键操作。

也就是说，在键盘上电开始，所述终端会根据上拉电阻产生输入按键信号，值得一提的是，每次终端上电时，初始产生的输入按键信号都是相同的。后续，若检测到输入按键信号发生变化，即输入按键信号的电压值发生改变，则可确定接收基于所述键盘输入的按键操作；同理，若检测到输入按键信号一直都保持不变，即输入按键信号的电压值一直都没有发生变化，则可确定没有接收基于所述键盘输入的按键操作。

步骤S20，若接收到基于所述键盘输入的按键操作，则产生所述按键操作对应的扫描序列信号；

若当前接收到基于所述键盘输入的按键操作，即输入按键信号有变化，根据该按键操作，先产生真实扫描序列信号，然后基于所述真实扫描序列信号，得到该按键操作对应的按键键值。

步骤S30，若没有接收到基于所述键盘输入的按键操作，则根据预设随机数产生虚拟扫描序列信号；

若当前没有接收到基于所述键盘输入的按键操作，即输入按键信号没有发生变化，此时，根据预设随机数即可产生虚拟扫描序列信号，具体地，所述步骤S30包括：

步骤C，若没有接收到基于所述键盘输入的按键操作，则根据预设随机数产生虚拟键值；

步骤D，由所述虚拟键值产生虚拟扫描序列信号。

在本实施例中，若没有接收到基于所述键盘输入的按键操作，则根据预设随机数先产生虚拟键值，其中，所述根据预设随机数产生虚拟键值的方式包括：

1)方式一、确定所述随机数对应的数值；

根据预设的随机数与虚拟键值之间的映射关系，获取确定的随机数对应的虚拟键值。

也就是说，终端中事先可存储随机数与虚拟键值之间的映射表，如随机数3对应字符Y，随机数12对应字符y等等，那么在确定所述随机数对应的数值之后，即可根据映射表，获取确定的随机数对应的虚拟键值。

2)方式二、确定所述随机数对应的数值范围；

根据预设的数值范围与虚拟键值之间的映射关系，获取确定的数值范围对应的虚拟键值；

将获取的虚拟键值作为所述随机数的虚拟键值。

也就是说，终端中事先可存储随机数的数值范围与虚拟键值之间的映射表，如data0-data1对应字符Y，data2-data4对应字符y等等，那么在确定所述随机数对应的数值范围之后，即可根据映射表，获取确定的随机数对应的虚拟键值。

进一步地，为了提高虚拟键值产生的随机性，所述步骤C包括：

步骤C1，若没有接收到基于所述键盘输入的按键操作，则获取预设随机数；

步骤C2，确定虚拟键值当前的采样频率；

步骤C3，按照当前的采样频率，结合所述预设随机数产生虚拟键值。

在本实施例中，若没有接收到基于所述键盘输入的按键操作，则获取预设随机数，所述预设随机数可以是***事先设置的随机数，也可以由终端随机获得的随机数。在获取到随机数之后，进一步确定虚拟键值当前的采样频率，值得一提的是，所述虚拟键值的采样频率不是固定的，而是随机变化的，本实施例中，所述确定虚拟键值当前的采样频率的方式包括：

a、通过事先设定的采样频率，确定虚拟键值当前的采样频率，其中，事先设定的采样频率是随机变化的；

b、通过随机数确定虚拟键值当前的采样频率，使得每次产生虚拟键值的时间间隔都是随机的。

在确定虚拟键值当前的采样频率之后，即可按照确定的采样频率，以及所述预设随机数即可产生虚拟键值。

为更好理解本实施例，参见图2，通过时钟上升沿来获取随机数，但是这个时钟在相邻周期cycle是变化的，也就是说，采样频率在相邻周期是不同的，可以随机变化的，具体的变化方式不做限定，图2所示的采样频率变化仅仅是一种示例。

在本实施例中，相当于是产生虚拟键值的时间是随机的，具体时长和频频不做限定，用来表示虚拟键值是什么时间按下的随机性，即使每次按键产生的扫描序列信号相同，也会使得最终产生的扫描结果不同，进一步提高了键盘使用的安全性。

进一步地，为了提高虚拟扫描序列信号产生的随机性，所述步骤S20包括：

步骤21，根据分频***时钟，设定虚拟键值的扫描时间；

步骤22，根据设定的扫描时间以及所述虚拟键值，产生虚拟扫描序列信号。

在本实施例中，通过分频***时钟，按照一定范围的随机数来设定虚拟键值的随机扫描时间，如将10秒设定为随机扫描时间，在设定了虚拟按键的扫描时间之后，即可根据设定的扫描时间以及所述虚拟键值，产生虚拟扫描序列信号。

在本实施例中，产生扫描序列信号的扫描时间长短是随机的，即使每次按键产生的扫描序列信号相同，也会使得最终产生的扫描结果不同，进一步提高了键盘使用的安全性。

应当理解的是，在产生虚拟扫描序列信号的同时，如果有按键操作，通过一个中断信号直接跳转到有按键程序，执行正常按键操作，这样使得真实扫描序列信号和虚拟扫描序列信号通过有无按键按下进行判断，使CPU能够判断何时为虚拟按键值和真实按键值。并且，在产生虚拟扫描序列信号所有过程中，时间只有几十个时钟(相当于几百纳秒)；在此过程中即使有按键按下，也不会有较大影响，因为人按键的过程一般都是毫秒，比虚拟扫描序列信号产生过程时间长。

步骤S40，将所述扫描序列信号及/或所述虚拟扫描序列信号作为扫描结果输出。

最终，将所述扫描序列信号及/或所述虚拟扫描序列信号作为扫描结果输出，相当于将虚拟扫描序列信号与真实按键按下的扫描序列信号相混合，即使被他人窃取到扫描结果，他们也无法得知真实的扫描序列信号，从而提高了键盘扫描的安全性。

本实施例中的键盘扫描方式，可应用于安全加密芯片，密码键盘，SOC(System onChip，***级芯片)键盘，ASIC(集成电路)，同样还适用于I/O(input/output，输入输出)保护，当对I/O信息保护时，上述过程产生的虚拟扫描序列信号仍可以混淆于真是的扫描序列信号中，从而达到保护I/O信息的目的。

本实施例提出的键盘扫描方法，在键盘上电的情况下，终端判断是否接收到基于所述键盘输入的按键操作，若接收到基于所述键盘输入的按键操作，才产生所述按键操作对应的扫描序列信号，若没有接收到基于所述键盘输入的按键操作，则根据预设随机数产生虚拟扫描序列信号，最终将所述扫描序列信号及/或所述虚拟扫描序列信号作为扫描结果输出，本方案中，在按键操作产生的扫描系列信号中添加虚拟扫描序列信号，使窃取人难以确定窃取到的扫描序列信号是否为真实密码信息，有效防止他人窃取密码，增强了键盘使用的安全性。

进一步地，即使外部仪器通过探针探测到键盘安全信号，也难以获取真实按键键值；同时，即使在无芯片防护壳等外部物理防护措施情况下，键盘安全信息仍能得到有效保护，从而减少了键盘开发硬件成本。

本发明进一步提供一种键盘扫描装置。

参照图3，图3为本发明键盘扫描装置第一实施例的功能模块示意图。

需要强调的是，对本领域的技术人员来说，图3所示功能模块图仅仅是一个较佳实施例的示例图，本领域的技术人员围绕图3所示的键盘扫描装置的功能模块，可轻易进行新的功能模块的补充；各功能模块的名称是自定义名称，仅用于辅助理解该键盘扫描装置的各个程序功能块，不用于限定本发明的技术方案，本发明技术方案的核心是，各自定义名称的功能模块所要达成的功能。

在本实施例中，所述键盘扫描装置包括：

判断模块10，用于在键盘上电的情况下，判断是否接收到基于所述键盘输入的按键操作；

在本实施例中，所述键盘扫描装置包括初始化模块，所述初始化模块，用于在键盘上电的情况下，判断模块10判断是否接收到基于所述键盘输入的按键操作之前，进行寄存器的初始化，其中，包括对随机数寄存器的初始化，对时钟分频计数器的初始化等等。在初始化模块对寄存器初始化完成后，判断模块10实时监测按键信号，以判断是否接收到基于所述键盘输入的按键操作。在本实施例中，所述判断模块10包括：

判断单元，用于判断输入按键信号是否有变化；

确定单元，用于在所述输入按键信号发生变化时，确定接收到基于所述键盘输入的按键操作。

也就是说，在键盘上电开始，所述终端会根据上拉电阻产生输入按键信号，值得一提的是，每次终端上电时，初始产生的输入按键信号都是相同的。后续，若检测到输入按键信号发生变化，即输入按键信号的电压值发生改变，则确定单元可确定接收基于所述键盘输入的按键操作；同理，若检测到输入按键信号一直都保持不变，即输入按键信号的电压值一直都没有发生变化，则确定单元可确定没有接收基于所述键盘输入的按键操作。

第一产生模块20，用于若接收到基于所述键盘输入的按键操作，则产生所述按键操作对应的扫描序列信号；

若当前接收到基于所述键盘输入的按键操作，即输入按键信号有变化，第一产生模块20根据该按键操作，先产生真实扫描序列信号，然后基于所述真实扫描序列信号，得到该按键操作对应的按键键值。

第二产生模块30，用于若没有接收到基于所述键盘输入的按键操作，则根据预设随机数产生虚拟扫描序列信号；

若当前没有接收到基于所述键盘输入的按键操作，即输入按键信号没有发生变化，此时，第二产生模块30根据预设随机数即可产生虚拟扫描序列信号，具体地，所述第二产生模块30，还用于若没有接收到基于所述键盘输入的按键操作，则根据预设随机数产生虚拟键值；

所述第二产生模块30，还用于由所述虚拟键值产生虚拟扫描序列信号。

在本实施例中，若没有接收到基于所述键盘输入的按键操作，则第二产生模块30根据预设随机数先产生虚拟键值，其中，所述第二产生模块30根据预设随机数产生虚拟键值的方式包括：

1)方式一、确定所述随机数对应的数值；

根据预设的随机数与虚拟键值之间的映射关系，获取确定的随机数对应的虚拟键值。

也就是说，终端中事先可存储随机数与虚拟键值之间的映射表，如随机数3对应字符Y，随机数12对应字符y等等，那么在确定所述随机数对应的数值之后，即可根据映射表，获取确定的随机数对应的虚拟键值。

2)方式二、确定所述随机数对应的数值范围；

根据预设的数值范围与虚拟键值之间的映射关系，获取确定的数值范围对应的虚拟键值；

将获取的虚拟键值作为所述随机数的虚拟键值。

也就是说，终端中事先可存储随机数的数值范围与虚拟键值之间的映射表，如data0-data1对应字符Y，data2-data4对应字符y等等，那么在确定所述随机数对应的数值范围之后，即可根据映射表，获取确定的随机数对应的虚拟键值。

进一步地，为了提高虚拟键值产生的随机性，所述第二产生模块30包括：

获取单元，用于若没有接收到基于所述键盘输入的按键操作，则获取预设随机数；

确定单元，用于确定虚拟键值当前的采样频率；

第一产生单元，用于按照当前的采样频率，结合所述预设随机数产生虚拟键值。

在本实施例中，若没有接收到基于所述键盘输入的按键操作，则获取单元获取预设随机数，所述预设随机数可以是***事先设置的随机数，也可以由终端随机获得的随机数。在获取单元获取到随机数之后，确定单元进一步确定虚拟键值当前的采样频率，值得一提的是，所述虚拟键值的采样频率不是固定的，而是随机变化的，本实施例中，所述确定单元确定虚拟键值的采样频率的方式包括：

a、通过事先设定的采样频率，确定虚拟键值当前的采样频率，其中，事先设定的采样频率是随机变化的；

b、通过随机数确定虚拟键值当前的采样频率，使得每次产生虚拟键值的时间间隔都是随机的。

在确定单元确定虚拟键值当前的采样频率之后，第一产生单元即可按照确定的采样频率，以及所述预设随机数即可产生虚拟键值。

为更好理解本实施例，参见图2，通过时钟上升沿来获取随机数，但是这个时钟在相邻周期cycle是变化的，也就是说，采样频率在相邻周期是不同的，可以随机变化的，具体的变化方式不做限定，图2所示的采样频率变化仅仅是一种示例。

在本实施例中，相当于是产生虚拟键值的时间是随机的，具体时长和频频不做限定，用来表示虚拟键值是什么时间按下的随机性，即使每次按键产生的扫描序列信号相同，也会使得最终产生的扫描结果不同，进一步提高了键盘使用的安全性。

进一步地，为了提高虚拟扫描序列信号产生的随机性，所述第二产生模块30还包括：

设定单元，用于根据分频***时钟，设定虚拟键值的扫描时间；

第二产生单元，用于根据设定的扫描时间以及所述虚拟键值，产生虚拟扫描序列信号。

在本实施例中，设定单元通过分频***时钟，按照一定范围的随机数来设定虚拟键值的随机扫描时间，如将10秒设定为随机扫描时间，在设定单元设定了虚拟按键的扫描时间之后，第二产生单元即可根据设定的扫描时间以及所述虚拟键值，产生虚拟扫描序列信号。

在本实施例中，产生扫描序列信号的扫描时间长短是随机的，即使每次按键产生的扫描序列信号相同，也会使得最终产生的扫描结果不同，进一步提高了键盘使用的安全性。

应当理解的是，在产生虚拟扫描序列信号的同时，如果有按键操作，通过一个中断信号直接跳转到有按键程序，执行正常按键操作，这样使得真实扫描序列信号和虚拟扫描序列信号通过有无按键按下进行判断，使CPU能够判断何时为虚拟按键值和真实按键值。并且，在产生虚拟扫描序列信号所有过程中，时间只有几十个时钟(相当于几百纳秒)；在此过程中即使有按键按下，也不会有较大影响，因为人按键的过程一般都是毫秒，比虚拟扫描序列信号产生过程时间长。

输出模块40，用于将所述扫描序列信号及/或所述虚拟扫描序列信号作为扫描结果输出。

最终，输出模块40将所述扫描序列信号及/或所述虚拟扫描序列信号作为扫描结果输出，相当于将虚拟扫描序列信号与真实按键按下的扫描序列信号相混合，即使被他人窃取到扫描结果，他们也无法得知真实的扫描序列信号，从而提高了键盘扫描的安全性。

本实施例中的键盘扫描方式，可应用于安全加密芯片，密码键盘，SOC(System onChip，***级芯片)键盘，ASIC(集成电路)，同样还适用于I/O(input/output，输入输出)保护，当对I/O信息保护时，上述过程产生的虚拟扫描序列信号仍可以混淆于真是的扫描序列信号中，从而达到保护I/O信息的目的。

本实施例提出的键盘扫描装置，在键盘上电的情况下，终端判断是否接收到基于所述键盘输入的按键操作，若接收到基于所述键盘输入的按键操作，才产生所述按键操作对应的扫描序列信号，若没有接收到基于所述键盘输入的按键操作，则根据预设随机数产生虚拟扫描序列信号，最终将所述扫描序列信号及/或所述虚拟扫描序列信号作为扫描结果输出，本方案中，在按键操作产生的扫描系列信号中添加虚拟扫描序列信号，使窃取人难以确定窃取到的扫描序列信号是否为真实密码信息，有效防止他人窃取密码，增强了键盘使用的安全性。

进一步地，即使外部仪器通过探针探测到键盘安全信号，也难以获取真实按键键值；同时，即使在无芯片防护壳等外部物理防护措施情况下，键盘安全信息仍能得到有效保护，从而减少了键盘开发硬件成本。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其它变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者***不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其它要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者***所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者***中还存在另外的相同要素。

上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (4)

1.一种键盘扫描方法，其特征在于，所述键盘扫描方法包括：

在键盘上电的情况下，终端根据上拉电阻产生输入按键信号，判断所述输入按键信号是否变化；

若所述输入按键信号发生变化，则确定接收到基于所述键盘输入的按键操作，产生所述按键操作对应的扫描序列信号；

若所述输入按键信号未发生变化，则确定没有接收到基于所述键盘输入的按键操作，获取预设随机数；

确定虚拟键值当前的采样频率；

按照当前的采样频率，结合所述预设随机数产生虚拟键值；

根据所述虚拟键值产生虚拟扫描序列信号；

将所述扫描序列信号及/或所述虚拟扫描序列信号作为扫描结果输出。

2.如权利要求1所述的键盘扫描方法，其特征在于，所述根据所述虚拟键值产生虚拟扫描序列信号的步骤包括：

根据分频***时钟，设定虚拟键值的扫描时间；

根据设定的扫描时间以及所述虚拟键值，产生虚拟扫描序列信号。

3.一种键盘扫描装置，其特征在于，所述键盘扫描装置包括：

判断模块，用于在键盘上电的情况下，终端根据上拉电阻产生输入按键信号，判断所述输入按键信号是否变化；

第一产生模块，用于若所述输入按键信号发生变化，则确定接收到基于所述键盘输入的按键操作，产生所述按键操作对应的扫描序列信号；

第二产生模块，用于若所述输入按键信号未发生变化，则确定没有接收到基于所述键盘输入的按键操作；

第二产生模块包括：

获取单元，用于若没有接收到基于所述键盘输入的按键操作，则获取预设随机数；

确定单元，用于确定虚拟键值当前的采样频率；

第一产生单元，用于按照当前的采样频率，结合所述预设随机数产生虚拟键值；

所述第二产生模块，还用于根据所述虚拟键值产生虚拟扫描序列信号；

输出模块，用于将所述扫描序列信号及/或所述虚拟扫描序列信号作为扫描结果输出。

4.如权利要求3所述的键盘扫描装置，其特征在于，所述第二产生模块还包括：

设定单元，用于根据分频***时钟，设定虚拟键值的扫描时间；

第二产生单元，用于根据设定的扫描时间以及所述虚拟键值，产生虚拟扫描序列信号。