優(yōu)勢供應(yīng)DELTA LOGIC通訊接口161701-PRO

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江蘇邱成機(jī)電有限公司
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通訊接口是設(shè)備用于信號(hào)傳輸?shù)耐ǖ?。包括聲音、畫面等資料的傳輸。
 
 

 
(4張)
 
在中的通訊接口主要是對(duì)視頻、音頻的輸入輸出來說的。所以通訊接口一般有以下幾種：、RS-485、通用網(wǎng)絡(luò)接口，可支持PSTN、ISDN以及LAN各種聯(lián)網(wǎng)環(huán)境、具有USB2.0超高速數(shù)據(jù)接口，連接計(jì)算機(jī)對(duì)重要圖像資料進(jìn)行備份、可選配具有VGA輸出接口等USB總線接口處理電氣層與協(xié)議層的互連。從互連的角度來看，相似的總線接口由設(shè)備及主機(jī)同時(shí)給出，例如串行接口機(jī)（SIE）。USB總線接口由主控制器實(shí)現(xiàn)。
USB系統(tǒng)用主控制器管理主機(jī)與USB設(shè)備間的數(shù)據(jù)傳輸。它與主控制器間的接口依賴于主控制器的硬件定義。同時(shí)，USB系統(tǒng)也負(fù)責(zé)管理USB資源，例如帶寬和總線能量，這使客戶訪問USB成為可能。USB系統(tǒng)還有三個(gè)基本組件：
主控制器驅(qū)動(dòng)程序（HCD）這可把不同主控制器設(shè)備映射到USB系統(tǒng)中。HCD與USB之間的接口叫HCDI，特定的HCDI由支持不同主控制器的操作系統(tǒng)定義，通用主控制器驅(qū)動(dòng)器（UHCD）處于軟結(jié)構(gòu)的最底層，由它來管理和控制主控制器。UHCD實(shí)現(xiàn)了與USB主控制器通信和控制USB主控制器，并且它對(duì)系統(tǒng)軟件的其他部分是隱蔽的。系統(tǒng)軟件中的層通過UHCD的軟件接口與主控制器通信。
USB驅(qū)動(dòng)程序（USBD）它在UHCD驅(qū)動(dòng)器之上，它提供驅(qū)動(dòng)器級(jí)的接口，滿足現(xiàn)有設(shè)備驅(qū)動(dòng)器設(shè)計(jì)的要求。USBD以I/O請(qǐng)求包（IRPs）的形式提供數(shù)據(jù)傳輸架構(gòu)，它由通過特定管道（Pipe）傳輸數(shù)據(jù)的需求組成。此外，USBD使客戶端出現(xiàn)設(shè)備的一個(gè)抽象，以便于抽象和管理。作為抽象的一部分，USBD擁有缺省的管道。通過它可以訪問所有的USB設(shè)備以進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)的USB控制。該缺省管道描述了一條USBD和USB設(shè)備間通信的邏輯通道。
主機(jī)軟件
在某些操作系統(tǒng)中，沒有提供USB系統(tǒng)軟件。這些軟件本來是用于向設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序提供配置信息和裝載結(jié)構(gòu)的。在這些操作系統(tǒng)中，設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序?qū)?yīng)用提供的接口而不是直接訪問USBDI（USB驅(qū)動(dòng)程序接口）結(jié)構(gòu)。
USB客戶軟件
它是位于軟件結(jié)構(gòu)的層，負(fù)責(zé)處理特定USB設(shè)備驅(qū)動(dòng)器?？蛻舫绦?qū)用枋鏊兄苯幼饔糜谠O(shè)備的軟件入口。當(dāng)設(shè)備被系統(tǒng)檢測到后，這些客戶程序?qū)⒅苯幼饔糜谕鈬布＿@個(gè)共享的特性將USB系統(tǒng)軟件置于客戶和它的設(shè)備之間，這就要根據(jù)USBD在客戶端形成的設(shè)備映像由客戶程序?qū)λM(jìn)行處理。
主機(jī)各層有以下功能：
檢測連接和移去的USB設(shè)備。
管理主機(jī)和USB設(shè)備間的數(shù)據(jù)流。
連接USB狀態(tài)和活動(dòng)統(tǒng)計(jì)。
控制主控制器和USB設(shè)備間的電氣接口，包括*能量供應(yīng)。
HCD提供了主控制器的抽象和通過USB傳輸?shù)臄?shù)據(jù)的主控制器視角的一個(gè)抽象。USBD提供了USB設(shè)備的抽象和USBD客戶與USB功能間數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊粋€(gè)抽象。USB系統(tǒng)促進(jìn)客戶和功能間的數(shù)據(jù)傳輸，并作為USB設(shè)備的規(guī)范接口的一個(gè)控制點(diǎn)。USB系統(tǒng)提供緩沖區(qū)管理能力并允許數(shù)據(jù)傳輸同步于客戶和功能的需求。
硬件結(jié)構(gòu)編輯 語音
USB采用四線電纜，其中兩根是用來傳送數(shù)據(jù)的串行通道，另兩根為下游（Downstream）設(shè)備提供電源，對(duì)于任何已經(jīng)成功連接

且相互識(shí)別的外設(shè)，將以雙方設(shè)備均能夠支持的速率傳輸數(shù)據(jù)。USB總線會(huì)根據(jù)外設(shè)情況在所兼容的傳輸模式中自動(dòng)地由高速向低速動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)換且匹配鎖定在合適的速率。USB是基于令牌的總線。類似于令牌環(huán)網(wǎng)絡(luò)或FDDI基于令牌的總線。USB主控制器廣播令牌，總線上設(shè)備檢測令牌中的地址是否與自身相符，通過接收或發(fā)送數(shù)據(jù)給主機(jī)來響應(yīng)。USB通過支持懸掛/恢復(fù)操作來管理USB總線電源。USB系統(tǒng)采用級(jí)聯(lián)星型拓?fù)洌撏負(fù)溆扇齻€(gè)基本部分組成：主機(jī)（Host），集線器（Hub）和功能設(shè)備。
主機(jī)，也稱為根，根結(jié)或根Hub，它做在主板上或作為適配卡安裝在計(jì)算機(jī)上，主機(jī)包含有主控制器和根集線器（Root Hub），控制著USB總線上的數(shù)據(jù)和控制信息的流動(dòng)，每個(gè)USB系統(tǒng)只能有一個(gè)根集線器，它連接在主控制器上，一臺(tái)計(jì)算機(jī)可能有多個(gè)根集線器。
集線器是USB結(jié)構(gòu)中的特定成分，它提供叫做端口（Port）的點(diǎn)將設(shè)備連接到USB總線上，同時(shí)檢測連接在總線上的設(shè)備，并為這些設(shè)備提供電源管理，負(fù)責(zé)總線的故障檢測和恢復(fù)。集線可為總線提供能源，亦可為自身提供能源（從外部得到電源）。
功能設(shè)備通過端口與總線連接。USB同時(shí)可做Hub使用。
數(shù)據(jù)傳輸編輯 語音
主控制器負(fù)責(zé)主機(jī)和USB設(shè)備間數(shù)據(jù)流的傳輸。這些傳輸數(shù)據(jù)被當(dāng)作連續(xù)的比特流。每個(gè)設(shè)備提供了一個(gè)或多個(gè)可以與客戶程序通信的接口，每個(gè)接口由0個(gè)或多個(gè)管道組成，它們分別獨(dú)立地在客戶程序和設(shè)備的特定終端間傳輸數(shù)據(jù)。USBD為主機(jī)軟件的現(xiàn)實(shí)需求建立了接口和管道，當(dāng)提出配置請(qǐng)求時(shí)，主控制器根據(jù)主機(jī)軟件提供的參數(shù)提供服務(wù)。
USB支持四種基本的數(shù)據(jù)傳

輸模式：控制傳輸，等時(shí)傳輸，中斷傳輸及數(shù)據(jù)塊傳輸。每種傳輸模式應(yīng)用到具有相同名字的終端，則具有不同的性質(zhì)。
控制傳輸類型
支持外設(shè)與主機(jī)之間的控制，狀態(tài)，配置等信息的傳輸，為外設(shè)與主機(jī)之間提供一個(gè)控制通道。每種外設(shè)都支持控制傳輸類型，這樣主機(jī)與外設(shè)之間就可以傳送配置和命令/狀態(tài)信息。
等時(shí)（lsochronous）傳輸類型（或稱同步傳輸）
支持有周期性，有限的時(shí)延和帶寬且數(shù)據(jù)傳輸速率不變的外設(shè)與主機(jī)間的數(shù)據(jù)傳輸。該類型無差錯(cuò)校驗(yàn)，故不能保證正確的數(shù)據(jù)傳輸，支持像計(jì)算機(jī)－電話集成系統(tǒng)（CTI）和音頻系統(tǒng)與主機(jī)的數(shù)據(jù)傳輸。
中斷傳輸類型
支持像游戲手柄，鼠標(biāo)和鍵盤等輸入設(shè)備，這些設(shè)備與主機(jī)間數(shù)據(jù)傳輸量小，無周期性，但對(duì)響應(yīng)時(shí)間敏感，要求馬上響應(yīng)。
數(shù)據(jù)塊（Bulk）傳輸類型
支持打印機(jī)，掃描儀，數(shù)碼相機(jī)等外設(shè)，這些外設(shè)與主機(jī)間傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量大，USB在滿足帶寬的情況下才進(jìn)行該類型的數(shù)據(jù)傳輸。
USB采用分塊帶寬分配方案，若外設(shè)超過當(dāng)前帶寬分配或潛在的要求，則不能進(jìn)入該設(shè)備。同步和中斷傳輸類型的終端保留帶寬，并保證數(shù)據(jù)按一定的速率傳送。集中和控制終端按可用的帶寬來傳輸傳輸數(shù)據(jù)。
總線標(biāo)準(zhǔn)編輯 語音
USB其總線標(biāo)準(zhǔn)主要 經(jīng)歷：USB1.1——支持低速率（ HalfSpeed）的1.5Mbps和全速率（FullSpeed）的 12Mbps；USB2.0——支持高速率（High Speed）的480Mbps； USB3.0——支持超高速率（ SuperSpeed）的 5Gbps。標(biāo)準(zhǔn)的不斷提升，其本質(zhì)就是信號(hào)傳輸速率的提升， 如此高速的傳輸速率對(duì)信號(hào)質(zhì)量的要求也是水漲船高，如何在紛繁復(fù)雜的電路板中保證信號(hào)質(zhì)量是USB設(shè)計(jì)中的重中之重。 [3] 
接口軟件開發(fā)編輯 語音
要開發(fā)一個(gè)完整的USB接口，其過程較為復(fù)雜，除其硬件電路設(shè)計(jì)以外，還包括軟件設(shè)計(jì)過程，主要包括接口芯片固件編程、設(shè)備驅(qū)動(dòng)開發(fā)和應(yīng)用軟件設(shè)計(jì)等3個(gè)方面。USB接口芯片固件是其各種底層功能 函數(shù)，用于實(shí)現(xiàn)芯片讀寫等操作。設(shè)備驅(qū)動(dòng)主要用于驅(qū)動(dòng)USB設(shè)備，使連接上位機(jī)之后能被識(shí)別。其中，設(shè)備驅(qū)動(dòng)還需要完成固件下載的工作，這樣用戶才能應(yīng)用設(shè)計(jì)的固件。完成接口芯片固件和設(shè)備驅(qū)動(dòng)的編寫之后，編寫用戶控制軟件，按照用戶需求控制USB接口通信過程。 [1] 
攻擊技術(shù)編輯 語音
從USB誕生開始，利用USB的攻擊從未停止。近些年來，這種類型的攻擊呈現(xiàn)了爆發(fā)式的增長，相比以往的攻擊手段，USB攻擊技術(shù)種類多樣、威脅巨大。 [2] 
擺渡攻擊

的USB攻擊是USB擺渡攻擊，即USB設(shè)備作為攻擊載體，通過USB設(shè)備植入病毒、木馬等進(jìn)行軟件攻擊。當(dāng)USB設(shè)備插入主機(jī)時(shí)，可以通過Autorun命令使惡意軟件直接運(yùn)行，危害操作系統(tǒng)安全。為解決這一問題，微軟在Windows7中引入了復(fù)雜有效的文件訪問機(jī)制，對(duì)U盤等介質(zhì)的Autorun命令進(jìn)行了限制口。USB擺渡攻擊最典型的例子就是“震網(wǎng)”病毒，攜帶該病毒的U盤利用Autorun機(jī)制和插入內(nèi)網(wǎng)計(jì)算機(jī)的機(jī)會(huì)，侵入到伊朗核設(shè)施控制網(wǎng)絡(luò)內(nèi)，并逐步滲透到工業(yè)控制設(shè)備中，被稱為有史以來最復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)。 [2] 
接口攻擊
USB接口攻擊技術(shù)是利用USB協(xié)議中所提供的接口類的特點(diǎn)進(jìn)行、欺騙，從而繞過設(shè)備檢測機(jī)制完成攻擊。HID接口類就是USB接口攻擊中被廣泛使用的一類。此類攻擊利用USB設(shè)備與主機(jī)通信時(shí)的枚舉過程，將 USB設(shè)備枚舉為1個(gè)復(fù)合設(shè)備(如1個(gè)HID鍵盤和1個(gè)自定義HID設(shè)備等形式)。由于計(jì)算機(jī)對(duì)HID人機(jī)接口類設(shè)備的“高度可信”性，整個(gè)過程計(jì)算機(jī)不會(huì)發(fā)出任何預(yù)警。 [2] 
設(shè)備檢測防護(hù)技術(shù)編輯 語音
隨著Windows7系統(tǒng)的面世，USB的安全問題曾得到緩解，但是在以Teensy為代表的USB HID攻擊技術(shù)出現(xiàn)后，USB的安全問題面臨*挑戰(zhàn)，如何對(duì)USB設(shè)備進(jìn)行安全監(jiān)控已成為一個(gè)研究熱點(diǎn)。 [2] 
存儲(chǔ)設(shè)備檢測防護(hù)技術(shù)
2010年以前，人們對(duì)USB設(shè)備安全技術(shù)的研究主要集中在設(shè)備管控方面。
2005年，張贊等人提出了基于IRP攔截技術(shù)的USB設(shè)備監(jiān)控方式。其核心思想是攔截不符合安全策略的USB設(shè)備請(qǐng)求，即事先設(shè)定好一些安全策略，如果發(fā)現(xiàn)目標(biāo)USB設(shè)備不符合相應(yīng)的安全策略則進(jìn)行報(bào)警，雖然在防護(hù)效果上有一定提升，但這樣對(duì)于USB設(shè)備使用的便捷性和用戶體驗(yàn)都會(huì)大打折扣。 [2] 
2008年，李錦山等人發(fā)現(xiàn)一些惡意程序可以輕松繞過基于用戶態(tài)的監(jiān)控軟件。針對(duì)這一現(xiàn)象，他們提出了基于驅(qū)動(dòng)層的USB存儲(chǔ)設(shè)備安全監(jiān)控技術(shù)。該技術(shù)可以比較有效、完整地截獲USB數(shù)據(jù)包，為實(shí)現(xiàn)USB設(shè)備

聽提供了一定的幫助。 [2] 
2009年，Gao等人針對(duì)USB存儲(chǔ)設(shè)備提出了接入管控技術(shù)。其設(shè)計(jì)了一套訪問控制管理系統(tǒng)，對(duì)U盤進(jìn)行身份認(rèn)證并記錄。 [2] 
2010年，盧志剛等人提出了一種基于HID的USB監(jiān)控技術(shù)——監(jiān)控局域網(wǎng)內(nèi)USB設(shè)備的數(shù)據(jù)流量并上傳服務(wù)器分析。但該技術(shù)分析力度有限，且需要部署專用服務(wù)器，不便于廣泛使用。 [2] 
以上這些USB防護(hù)技術(shù)主要面向USB存儲(chǔ)設(shè)備，通過監(jiān)控USB存儲(chǔ)設(shè)備的操作行為達(dá)到檢測目的，但沒有根據(jù)USB設(shè)備本身進(jìn)行防護(hù)技術(shù)研究，因此對(duì)于針對(duì)USB接口的高級(jí)USB攻擊則變得力不從心。 [2] 
接口檢測防護(hù)技術(shù)
隨著以Teensy為首的惡意USB攻擊工具的面世，研究人員開始關(guān)注針對(duì)USB接口方面的檢測防護(hù)技術(shù)研究。 2012年，美國喬治梅森大學(xué)研究人員Wang等人提出了一種改進(jìn)版的USB協(xié)議——USBSec。 該協(xié)議的核心思想是只有主機(jī)與外設(shè)之間完成身份認(rèn)證，才能進(jìn)行USB設(shè)備的枚舉過程。該協(xié)議中的簽名算法使用Diffie-Hellman加密，主機(jī)向外設(shè)提供身份認(rèn)證信息，外設(shè)根據(jù)自己的主機(jī)密鑰列表驗(yàn)證該認(rèn)證信息，如雙方驗(yàn)證通過，則進(jìn)行USB設(shè)備的枚舉過程，否則此次連接被終止。該技術(shù)通過雙向認(rèn)證的手段加強(qiáng)了主機(jī)與外設(shè)之間的通信安全，防護(hù)性高，但是其修改了通用的USB協(xié)議，對(duì)于目前市面上普遍存在的USB設(shè)備不適用，局限性大。 [2] 
2013年，法國一家安全公司的研究人員Des— planques等人對(duì)惡意USB硬件進(jìn)行了分析，他們認(rèn)為這種攻擊方式發(fā)展迅速、危害極大，并就此

提出了幾點(diǎn)防護(hù)建議：建議用戶在使用USB設(shè)備時(shí)認(rèn)真核實(shí)USB設(shè)備枚舉時(shí)向主機(jī)報(bào)告的特性，在使用時(shí)如發(fā)現(xiàn)異常要及時(shí)檢查硬件，同時(shí)還提出可以通過檢測HID設(shè)備的輸人速度來查找可 疑設(shè)備的想法。 [2] 
2014年，Schumilo等人設(shè)計(jì)了一個(gè)USB防護(hù)工具，該工具通過改善設(shè)備驅(qū)動(dòng)的內(nèi)部邏輯來提高驅(qū)動(dòng)層的安全性，從而保護(hù)那些可被利用的軟件漏洞。這種安全機(jī)制應(yīng)用于USB驅(qū)動(dòng)層，還不足以抵御BadUSB等高級(jí)USB攻擊工具的攻擊。 [2] 
2015年，Tian等人研究了一種名為Goo— dUSB的技術(shù)，通過添加用戶所期望的功能來加強(qiáng)設(shè)備許可機(jī)制，該技術(shù)還引入了蜜罐技術(shù)對(duì)USB設(shè)備進(jìn)行檢測和分析。此外，還有其他研究人員也提出了利用蜜罐技術(shù)進(jìn)行USB設(shè)備檢測的方法，但是這類檢測和信任機(jī)制都是“一 次認(rèn)證，終身免檢”，如果某些惡意設(shè)備通過了驗(yàn)證機(jī)制，在之后的工作中激活惡意程序并對(duì)目標(biāo)計(jì)算機(jī)發(fā)起攻擊，那么這種檢測機(jī)制將毫無作用。 [2] 
2015年，美國堪薩斯大學(xué)的研究人員Kang等人提出了一種針對(duì)惡意USB設(shè)備的硬件防火墻——USBProXy。他們認(rèn)為由于USB接口的開放性和便利性，使得USB設(shè)計(jì)之初就沒有添加任何安全審計(jì)機(jī) 制。而USB設(shè)備在枚舉時(shí)需要向主機(jī)報(bào)告其特性，這就導(dǎo)致惡意USB設(shè)備通過向主機(jī)報(bào)告與其外觀功能不符的特性達(dá)到欺騙主機(jī)的目的，從而實(shí)現(xiàn)某些惡意功能。 [2] 
USB設(shè)備檢測防護(hù)技術(shù)從根本上講是根據(jù)USB攻擊的特點(diǎn)實(shí)現(xiàn)和發(fā)展的。結(jié)合目前的USB設(shè)備檢測防護(hù)效果以及應(yīng)用場景，USB設(shè)備檢測防護(hù)技術(shù)還有很多需要解決的問題，主要集中在 以下幾個(gè)方面：
1)可移植性弱。目前的USB設(shè)備檢測防護(hù)技術(shù)大多是針對(duì)特定的USB攻擊展開，只能檢測某種特定的USB攻擊且大都停留在預(yù)警階段，沒有作出進(jìn)一步的響應(yīng)。 [2] 
2)功能不夠完善。USB設(shè)備檢測防護(hù)技術(shù)不僅要完成對(duì)惡意USB設(shè)備的識(shí)別與預(yù)警，同時(shí)還需要將惡意USB設(shè)備進(jìn)行隔離或軟拔出。目前的技術(shù)大都完成了

預(yù)警功能，有的還需要依靠用戶自己判斷、識(shí)別，防御效果不理想，安全問題依然嚴(yán)峻。 [2] 
3)交互性差。目前所提供的USB設(shè)備檢測防護(hù)技術(shù)還未實(shí)現(xiàn)集檢測、預(yù)警、防護(hù)、隔離于一體的自動(dòng)化防御體系。有些技術(shù)雖然防御效果良好，但改變了標(biāo)準(zhǔn)USB協(xié)議或犧牲了USB設(shè)備本身的便利性，與USB接口的設(shè)計(jì)初衷相反。此外還沒有一個(gè)完善的可視化交互平臺(tái)。