基于KEELOQ的密码系统设计

　1 引言
　　传统编译码芯片如VD5026，VD5027，MCI45026，MCI45027等已经在防盗、安全等系统得到广泛的应用，这些芯片简单易用，但具有很大的缺陷：编码量少而极易重码;密码长度短（一般为8-12位，最多不超过16位），因而数据极易被扫描和破译，不能满足高安全场合的需要。
　　基于KEELOQ技术的跳码芯片则克服了以上两个缺陷，较好地解决了密码的防盗问题，所谓跳码，就是密码不是固定的，而且不断跳动变化的，是为满足高性能要求而设计的，跳码芯片的使用十分简便，只要在第一次使用前，编译码器进行一次“学习”，使编译码器的密码同步，通常一个译码器可以支持多个编码器，再加上其电压使用范围宽，功率消耗极小，因此成为传统编译码器的理想升级换代产品。
　　2 跳码核心技术--KEELOQ技术
　　使用KEELOQ技术的编码器每次发出的密码都不同，只有配对的译码器能准确译出收到的密码，使用不配对的编、译码器或重复发送译码器曾收到的密码等均告知无效。即使编码器发送出的码在译码器方没有收到，也不会影响以后的正常使用。这一切归功于芯片内强大的微处理器及KEELOQ独特的同步算法。
　　跳码芯片的密码虽是一大串几乎随机的乱麻，但实际毫不紊乱，密码包括2部分：
　　（1）跳码，编译器每次产生的都不一样，产生后就被加密;
　　（2）在传输过程并不加密，主要包括编码器的系列号，在与译码器的配套使用中作识别信号。
　　跳码包括功能信息、辨别码以及同步计数器、通过一个加密算法加密后再传送出去。跳码芯片在使用前必须预置序列号、加密钥匙、同步计数器、发送方和接收方一起工作前，接收方必须先通过“学习”来获得并存储发送方的序列号、加密钥匙和当前同步计数器的值。
　　硬件实现KEELOQ技术加密过程如图1所示。
　　
　　在KEELOQ技术中“学习”功能是一个重要部分，“学习”包括清除原来的存储的信息和学习新的信息，每对跳码型编译码器在使用前都要至少单向“学习”一次，密码在第一次配对使用时是随机产生的乱码。然后把要配对的编码器的密码传进译码器，译码器就会学习和存储这一次的安全代码，从此这一对译码器的密码就按照同一套跳变码算法同步变化，译码器以后每次就能准确译出编码器的密码，同时，这一存入的安全代码被作为无效码参考，再收到同样的密码就会视而不见，因而能有效地防止偷码冒用。
　　最后，译码器设计了一套容错算法，他不但能预知配对的编码器的下一个密码变化，而且能预知他以后256次的变化码，并都能准确译出，这样，即使发射器被乱按了好多次不为译码器所知，但都能依旧保护默契配合，保持了极好的跳变译码能力和抗截码的功能。