(ПО) и данных от копирования, нелегального использования и несанкционированного распространения.

Современные электронные ключи

Принцип действия электронных ключей . Ключ присоединяется к определённому интерфейсу компьютера. Далее защищённая программа через специальный драйвер отправляет ему информацию, которая обрабатывается в соответствии с заданным алгоритмом и возвращается обратно. Если ответ ключа правильный, то программа продолжает свою работу. В противном случае она может выполнять определенные разработчиками действия, например, переключаться в демонстрационный режим, блокируя доступ к определённым функциям.

Существуют специальные ключи, способные осуществлять лицензирования (ограничения числа работающих в сети копий программы) защищенного приложения по сети. В этом случае достаточно одного ключа на всю локальную сеть . Ключ устанавливается на любой рабочей станции или сервере сети. Защищенные приложения обращаются к ключу по локальной сети. Преимущество в том, что для работы с приложением в пределах локальной сети им не нужно носить с собой электронный ключ.

На российском рынке наиболее известны следующие линейки продуктов (в алфавитном порядке): CodeMeter от WIBU-SYSTEMS, Guardant от компании «Актив», HASP от Aladdin, LOCK от Astroma Ltd., Rockey от Feitian, SenseLock от Seculab и др.

История

Защита ПО от нелицензионного пользования увеличивает прибыль разработчика. На сегодняшний день существует несколько подходов к решению этой проблемы. Подавляющее большинство создателей ПО используют различные программные модули, контролирующие доступ пользователей с помощью ключей активации, серийных номеров и т. д. Такая защита является дешёвым решением и не может претендовать на надёжность. Интернет изобилует программами, позволяющими нелегально сгенерировать ключ активации (генераторы ключей) или заблокировать запрос на серийный номер/ключ активации (патчи , крэки). Кроме того, не стоит пренебрегать тем фактом, что сам легальный пользователь может обнародовать свой серийный номер.

Эти очевидные недостатки привели к созданию аппаратной защиты программного обеспечения в виде электронного ключа. Известно, что первые электронные ключи (то есть аппаратные устройства для защиты ПО от нелегального копирования) появились в начале 1980-ых годов, однако первенство в идее и непосредственном создании устройства, по понятным причинам, установить очень сложно.

Защита ПО с помощью электронного ключа

Комплект разработчика ПО

Донгл относят к аппаратным методам защиты ПО, однако современные электронные ключи часто определяются как мультиплатформенные аппаратно-программные инструментальные системы для защиты ПО. Дело в том, что помимо самого ключа компании, выпускающие электронные ключи, предоставляют SDK (Software Developer Kit - комплект разработчика ПО). В SDK входит все необходимое для начала использования представляемой технологии в собственных программных продуктах - средства разработки, полная техническая документация , поддержка различных операционных систем , детальные примеры, фрагменты кода, инструменты для автоматической защиты. Также SDK может включать в себя демонстрационные ключи для построения тестовых проектов.

Технология защиты

Технология защиты от несанкционированного использования ПО построена на реализации запросов из исполняемого файла или динамической библиотеки к ключу с последующим получением и, если предусмотрено, анализом ответа. Вот некоторые характерные запросы:

• проверка наличия подключения ключа;
• считывание с ключа необходимых программе данных в качестве параметра запуска (используется, в основном, только при поиске подходящего ключа, но не для защиты);
• запрос на расшифрование данных или исполняемого кода, необходимых для работы программы, зашифрованных при защите программы (позволяет осуществлять "сравнение с эталоном"; в случае шифрования кода, выполнение нерасшифрованного кода приводит к ошибке);
• запрос на расшифрование данных, зашифрованных ранее самой программой (позволяет отправлять каждый раз разные запросы к ключу и, тем самым, защититься от эмуляции библиотек API / самого ключа)
• проверка целостности исполняемого кода путём сравнения его текущей контрольной суммы с оригинальной контрольной суммой, считываемой с ключа (к примеру, путем выполнения ЭЦП кода или других переданных данных алгоритмом ключа и проверки этой ЭЦП внутри приложения; т.к. ЭЦП всегда разная - особенность криптографического алгоритма - то это также помогает защититься от эмуляции API/ключа);
• запрос к встроенным в ключ часам реального времени (при их наличии; может осуществляться автоматически при ограничении времени работы аппаратных алгоритмов ключа по его внутреннему таймеру);
• и т.д.

Стоит отметить, что некоторые современные ключи (Guardant Code от Компании "Актив", LOCK от Astroma Ltd., Rockey6 Smart от Feitian, Senselock от Seculab) позволяют разработчику хранить собственные алгоритмы или даже отдельные части кода приложения (например, специфические алгоритмы разработчика, получающие на вход большое число параметров) и исполнять их в самом ключе на его собственном микропроцессоре . Помимо защиты ПО от нелегального использования такой подход позволяет защитить используемый в программе алгоритм от изучения, клонирования и использования в своих приложениях конкурентами. Однако для простого алгоритма (а разработчики часто совершают ошибку, выбирая для загрузки недостаточно сложный алгоритм) может быть проведен криптоанализ по методу анализа "черного ящика".

Как следует из вышесказанного, «сердцем» электронного ключа является алгоритм преобразования (криптографический или другой). В современных ключах он реализовыван аппаратно - это практически исключает создание полного эмулятора ключа, так как ключ шифрования никогда не передается на выход донгла, что исключает возможность его перехвата.

Алгоритм шифрования может быть секретным или публичным. Секретные алгоритмы разрабатываются самим производителем средств защиты, в том числе и индивидуально для каждого заказчика. Главным недостатком использования таких алгоритмов является невозможность оценки криптографической стойкости . С уверенностью сказать, насколько надёжен алгоритм, можно было лишь постфактум: взломали или нет. Публичный алгоритм, или «открытый исходник», обладает криптостойкостью несравнимо большей. Такие алгоритмы проверяются не случайными людьми, а рядом экспертов, специализирующихся на анализе криптографии . Примерами таких алгоритмов могут служить широко используемые ГОСТ 28147-89 , AES , RSA , Elgamal и др.

Защита с помощью автоматических средств

Для большинства семейств аппаратных ключей разработаны автоматические инструменты (входящие в SDK), позволяющие защитить программу «за несколько кликов мыши». При этом файл приложения «оборачивается» в собственный код разработчика. Реализуемая этим кодом функциональность варьируется в зависимости от производителя, но чаще всего код осуществляет проверку наличия ключа, контроль лицензионной политики (заданной поставщиком ПО), внедряет механизм защиты исполняемого файла от отладки и декомпиляции (например, сжатие исполняемого файла) и др.

Важно то, что для использования автоматического инструмента защиты не требуется доступ к исходному коду приложения. Например, при локализации зарубежных продуктов (когда отсутствует возможность вмешательства в исходный код ПО) такой механизм защиты незаменим, однако он не позволяет реализовать исопользовать весь потенциал электронных ключей и реализовать гибкую и индивидуальную защиту.

Реализация защиты с помощью функций API

Помимо использования автоматической защиты, разработчику ПО предоставляется возможность самостоятельно разработать защиту, интегрируя систему защиты в приложение на уровне исходного кода. Для этого в SDK включены библиотеки для различных языков программирования , содержащие описание функциональности API для данного ключа. API представляет собой набор функций, предназначенных для обмена данными между приложением, системным драйвером (и сервером в случае сетевых ключей) и самим ключом. Функции API обеспечивают выполнение различных операций с ключом: поиска, чтения и записи памяти, шифрования и расшифрования данных при помощи аппаратных алгоритмов, лицензирования сетевого ПО и т. д.

Умелое применение данного метода обеспечивает высокий уровень защищённости приложений. Нейтрализовать защиту, встроенную в приложение, достаточно трудно вследствие её уникальности и «размытости» в теле программы. Сама по себе необходимость изучения и модификации исполняемого кода защищенного приложения для обхода защиты является серьёзным препятствием к ее взлому. Поэтому задачей разработчика защиты, в первую очередь, является защита от возможных автоматизированных методов взлома путем реализации собственной защиты с использованием API работы с ключами.

Обход защиты

Информации о полной эмуляции современных ключей Guardant не встречалось. Существующие табличные эмуляторы реализованы только для конкретных приложений. Возможность их создания была обусловлена неиспользованием (или неграмотным использованием) основного функционала электронных ключей разработчиками защит.

Так же отсутствует какая-либо информация о полной или хотя бы частичной эмуляции ключей LOCK, либо о каких-либо других способах обхода этой защиты.

Взлом программного модуля

Злоумышленник исследует логику самой программы, с той целью, чтобы, проанализировав весь код приложения, выделить блок защиты и деактивировать его. Взлом программ осуществляется с помощью отладки (или пошагового исполнения), декомпиляции и дампа оперативной памяти . Эти способы анализа исполняемого кода программы чаще всего используются злоумышленниками в комплексе.

Отладка осуществляется с помощью специальной программы - отладчика, который позволяет по шагам исполнять любое приложение, эмулируя для него операционную среду. Важной функцией отладчика является способность устанавливать точки (или условия) остановки исполнения кода. С помощью них злоумышленнику проще отслеживать места в коде, в которых реализованы обращения к ключу (например, остановка выполнения на сообщении типа «Ключ отсутствует! Проверьте наличие ключа в USB-интерфейсе»).

Дизассемблирование - способ преобразования кода исполняемых модулей в язык программирования, понятный человеку - Assembler . В этом случае злоумышленник получает распечатку (листинг) того, что делает приложение.

Декомпиляция - преобразование исполняемого модуля приложения в программный код на языке высокого уровня и получение представления приложения, близкого к исходному коду. Может быть проведена только для некоторых языков программирования (в частности, для.NET приложений, создаваемых на языке C# и распространяемых в байт-коде - интерпретируемом языке относительно высокого уровня).

Суть атаки с помощью дапма памяти заключается в считывании содержимого оперативной памяти в момент, когда приложение начало нормально исполняться. В результате злоумышленник получает рабочий код (или интересующую его часть) в "чистом виде" (если, к примеру, код приложения был зашифрован и расшифровывается только частично, в процессе исполнения того или иного участка). Главное для злоумышленника - верно выбрать момент.

Отметим, что существует немало способов противодействия отладке, и разработчики защиты используют их: нелинейность кода, (многопоточность), недетерминированную последовательность исполнения, «замусоривание» кода, (бесполезными функциями, выполняющими сложные операции, с целью запутать злоумышленника), использование несовершенства самих отладчиков и др.

В статье даны ответы на вопросы: «Как выглядит электронная подпись», «Как работает ЭЦП», рассмотрены ее возможности и основные компоненты, а также представлена наглядная пошаговая инструкция процесса подписания файла электронной подписью.

Что такое электронная подпись?

Электронная подпись - это не предмет, который можно взять в руки, а реквизит документа, позволяющий подтвердить принадлежность ЭЦП ее владельцу, а также зафиксировать состояние информации/данных (наличие, либо отсутствие изменений) в электронном документе с момента его подписания.

Справочно:

Сокращенное название (согласно федеральному закону № 63) — ЭП, но чаще используют устаревшую аббревиатуру ЭЦП (электронная цифровая подпись). Это, например, облегчает взаимодействие с поисковиками в интернете, так как ЭП может также означать электрическую плиту, электровоз пассажирский и т.д.

Согласно законодательству РФ, квалифицированная электронная подпись — это эквивалент подписи, проставляемой «от руки», обладающий полной юридической силой. Помимо квалифицированной в России представлены еще два вида ЭЦП:

— неквалифицированная — обеспечивает юридическую значимость документа, но только после заключения дополнительных соглашений между подписантами о правилах применения и признания ЭЦП, позволяет подтвердить авторство документа и проконтролировать его неизменность после подписания,

— простая — не придает подписанному документу юридическую значимость до заключения дополнительных соглашений между подписантами о правилах применения и признания ЭЦП и без соблюдении законодательно закрепленных условий по ее использованию (простая электронная подпись должна содержаться в самом документе, ее ключ применяться в соответствии с требованиями информационной системы, где она используется, и прочее согласно ФЗ-63, ст.9), не гарантирует его неизменность с момента подписания, позволяет подтвердить авторство. Ее применение не допускается в случаях, связанных с государственной тайной.

Возможности электронной подписи

Физическим лицам ЭЦП обеспечивает удаленное взаимодействие с государственными, учебными, медицинскими и прочими информационными системами через интернет.

Юридическим лицам электронная подпись дает допуск к участию в электронных торгах, позволяет организовать юридически-значимый электронный документооборот (ЭДО) и сдачу электронной отчетности в контролирующие органы власти.

Возможности, которые предоставляет ЭЦП пользователям, сделали ее важной составляющей повседневной жизни и рядовых граждан, и представителей компаний.

Что означает фраза «клиенту выдана электронная подпись»? Как выглядит ЭЦП?

Сама по себе подпись является не предметом, а результатом криптографических преобразований подписываемого документа, и ее нельзя «физически» выдать на каком-либо носителе (токене, smart-карте и т.д.). Также ее нельзя увидеть, в прямом значении этого слова; она не похожа на росчерк пера либо фигурный оттиск. О том, как «выглядит» электронная подпись, расскажем чуть ниже.

Справочно:

Криптографическое преобразование — это зашифровка, которая построена на использующем секретный ключ алгоритме. Процесс восстановления исходных данных после криптографического преобразования без данного ключа, по мнению специалистов, должен занять большее время, чем срок актуальности извлекаемой информации.

Flash-носитель — это компактный носитель данных, в состав которого входит flash-память и адаптер (usb-флешка).

Токен — это устройство, корпус которого аналогичен корпусу usb-флешки, но карта памяти защищена паролем. На токене записана информация для создания ЭЦП. Для работы с ним необходимо подключение к usb-разъему компьютера и введения пароля.

Smart-карта — это пластиковая карта, позволяющая проводить криптографические операции за счет встроенной в нее микросхемы.

Sim-карта с чипом — это карта мобильного оператора, снабженная специальным чипом, на которую на этапе производства безопасным образом устанавливается java-приложение, расширяющее ее функциональность.

Как же следует понимать фразу «выдана электронная подпись», которая прочно закрепилась в разговорной речи участников рынка? Из чего состоит электронная подпись?

Выданная электронная подпись состоит из 3 элементов:

1 - средство электронной подписи, то есть необходимое для реализации набора криптографических алгоритмов и функций техническое средство. Это может быть либо устанавливаемый на компьютер криптопровайдер (КриптоПро CSP, ViPNet CSP), либо самостоятельный токен со встроенным криптопровайдером (Рутокен ЭЦП, JaCarta ГОСТ), либо «электронное облако». Подробнее прочитать о технологиях ЭЦП, связанных с использованием «электронного облака», можно будет в следующей статье Единого портала Электронной подписи.

Справочно:

Криптопровайдер — это независимый модуль, выступающий «посредником» между операционной системой, которая с помощью определенного набора функций управляет им, и программой или аппаратным комплексом, выполняющим криптографические преобразования.

Важно: токен и средство квалифицированной ЭЦП на нем должны быть сертифицированы ФСБ РФ в соответствии с требованиями федерального закона № 63.

2 - ключевая пара, которая представляет из себя два обезличенных набора байт, сформированных средством электронной подписи. Первый из них - ключ электронной подписи, который называют «закрытым». Он используется для формирования самой подписи и должен храниться в секрете. Размещение «закрытого» ключа на компьютере и flash-носителе крайне небезопасно, на токене — отчасти небезопасно, на токене/smart-карте/sim-карте в неизвлекаемом виде — наиболее безопасно. Второй — ключ проверки электронной подписи, который называют «открытым». Он не содержится в тайне, однозначно привязан к «закрытому» ключу и необходим, чтобы любой желающий мог проверить корректность электронной подписи.

3 - сертификат ключа проверки ЭЦП, который выпускает удостоверяющий центр (УЦ). Его назначение — связать обезличенный набор байт «открытого» ключа с личностью владельца электронной подписи (человеком или организацией). На практике это выглядит следующим образом: например, Иван Иванович Иванов (физическое лицо) приходит в удостоверяющий центр, предъявляет паспорт, а УЦ выдает ему сертификат, подтверждающий, что заявленный «открытый» ключ принадлежит именно Ивану Ивановичу Иванову. Это необходимо для предотвращения мошеннической схемы, во время развертывания которой злоумышленник в процессе передачи «открытого» кода может перехватить его и подменить своим. Таким образом, преступник получит возможность выдавать себя за подписанта. В дальнейшем, перехватывая сообщения и внося изменения, он сможет подтверждать их своей ЭЦП. Именно поэтому роль сертификата ключа проверки электронной подписи крайне важна, и за его корректность несет финансовую и административную ответственность удостоверяющий центр.

В соответствии с законодательством РФ различают:

— «сертификат ключа проверки электронной подписи» формируется для неквалифицированной ЭЦП и может быть выдан удостоверяющим центром;

— «квалифицированный сертификат ключа проверки электронной подписи» формируется для квалифицированной ЭЦП и может быть выдан только аккредитованным Министерством связи и массовых коммуникаций УЦ.

Условно можно обозначить, что ключи проверки электронной подписи (наборы байт) — понятия технические, а сертификат «открытого» ключа и удостоверяющий центр — понятия организационные. Ведь УЦ представляет собой структурную единицу, которая отвечает за сопоставление «открытых» ключей и их владельцев в рамках их финансово-хозяйственной деятельности.

Подводя итог вышеизложенному, фраза «клиенту выдана электронная подпись» состоит из трех слагаемых:

1. Клиент приобрел средство электронной подписи.
2. Он получил «открытый» и «закрытый» ключ, с помощью которых формируется и проверяется ЭЦП.
3. УЦ выдал клиенту сертификат, подтверждающий, что «открытый» ключ из ключевой пары принадлежит именно этому человеку.

Вопрос безопасности

Требуемые свойства подписываемых документов:

• целостность;
• достоверность;
• аутентичность (подлинность; «неотрекаемость» от авторства информации).

Их обеспечивают криптографические алгоритмы и протоколы, а также основанные на них программные и программно-аппаратные решения для формирования электронной подписи.

С определенной долей упрощения можно говорить, что безопасность электронной подписи и сервисов, предоставляемых на ее основе, базируется на том, что «закрытые» ключи электронной подписи хранятся в секрете, в защищенном виде, и что каждый пользователь ответственно хранит их и не допускает инцидентов.

Примечание: при приобретении токена важно поменять заводской пароль, таким образом, никто не сможет получить доступ к механизму ЭЦП кроме ее владельца.

Как подписать файл электронной подписью?

Для подписания файла ЭЦП нужно выполнить несколько шагов. В качестве примера рассмотрим, как поставить квалифицированную электронную подпись на свидетельство на товарный знак Единого портала Электронной подписи в формате.pdf. Нужно:

1. Кликнуть на документ правой кнопкой мышки и выбрать криптопровайдер (в данном случае КриптоАРМ) и графу «Подписать».

2. Пройти путь в диалоговых окнах криптопровайдера:

На этом шаге при необходимости можно выбрать другой файл для подписания, либо пропустить этот этап и сразу перейти к следующему диалоговому окну.

Поля «Кодировка и расширение» не требуют редактирования. Ниже можно выбрать, где будет сохранен подписанный файл. В примере, документ с ЭЦП будет размещен на рабочем столе (Desktop).

В блоке «Свойства подписи» выбираете «Подписано», при необходимости можно добавить комментарий. Остальные поля можно исключить/выбрать по желанию.

Из хранилища сертификатов выбираете нужный.

После проверки правильности поля «Владелец сертификата», нажимайте кнопку «Далее».

В данном диалоговом окне проводится финальная проверка данных, необходимых для создания электронной подписи, а затем после клика на кнопку «Готово» должно всплыть следующее сообщение:

Успешное окончание операции означает, что файл был криптографически преобразован и содержит реквизит, фиксирующий неизменность документа после его подписания и обеспечивающий его юридическую значимость.

Итак, как же выглядит электронная подпись на документе?

Для примера берем файл, подписанный электронной подписью (сохраняется в формате.sig), и открываем его через криптопровайдер.

Фрагмент рабочего стола. Слева: файл, подписанный ЭП, справа: криптопровайдер (например, КриптоАРМ).

Визуализация электронной подписи в самом документе при его открытии не предусмотрена ввиду того, что она является реквизитом. Но есть исключения, например, электронная подпись ФНС при получении выписки из ЕГРЮЛ/ЕГРИП через онлайн сервис условно отображается на самом документе. Скриншот можно найти по

Но как же в итоге «выглядит» ЭЦП , вернее, как факт подписания обозначается в документе?

Открыв через криптопровайдер окно «Управление подписанными данными», можно увидеть информацию о файле и подписи.

При нажатии на кнопку «Посмотреть» появляется окно, содержащее информацию о подписи и сертификате.

Последний скриншот наглядно демонстрирует как выглядит ЭЦП на документе «изнутри».

Приобрести электронную подпись можно по .

Задавайте другие вопросы по теме статьи в комментариях, эксперты Единого портала Электронной подписи обязательно ответят Вам.

Статья подготовлена редакцией Единого портала Электронной подписи сайт с использованием материалов компании SafeTech.

При полном или частичном использовании материала гиперссылка на www..

В импульсных устройствах очень часто можно встретить транзисторные ключи. Транзисторные ключи присутствуют в триггерах, коммутаторах, мультивибраторах, блокинг-генераторах и в других электронных схемах. В каждой схеме транзисторный ключ выполняет свою функцию, и в зависимости от режима работы транзистора, схема ключа в целом может меняться, однако основная принципиальная схема транзисторного ключа - следующая:

Есть несколько основных режимов работы транзисторного ключа: нормальный активный режим, режим насыщения, режим отсечки и активный инверсный режим. Хотя схема транзисторного ключа - это в принципе схема транзисторного усилителя с общим эмиттером, по функциям и режимам эта схема отличается от типичного усилительного каскада.

В ключевом применении транзистор служит быстродействующим ключом, и главными статическими состояниями являются два: транзистор закрыт и транзистор открыт. Запертое состояние - состояние разомкнутое, когда транзистор пребывает в режиме отсечки. Замкнутое состояние - состояние насыщения транзистора, или близкое к насыщению состояние, в этом состоянии транзистор открыт. Когда транзистор переключается из одного состояния в другое, это активный режим, при котором процессы в каскаде протекают нелинейно.

Статические состояния описываются в соответствии со статическими характеристиками транзистора. Характеристик две: семейство выходных - зависимость тока коллектора от напряжения коллектор-эмиттер и семейство входных - зависимость тока базы от напряжения база-эмиттер.

Для режима отсечки характерно смещение обеих p-n переходов транзистора в обратном направлении, причем бывает глубокая отсечка и неглубокая отсечка. Глубокая отсечка - это когда приложенное к переходам напряжение в 3-5 раз превышает пороговое и имеет полярность обратную рабочей. В таком состоянии транзистор разомкнут, и токи его электродов чрезвычайно малы.

При неглубокой же отсечке напряжение, приложенное к одному из электродов, ниже, и токи электродов больше чем при глубокой отсечке, в результате токи уже зависят от приложенного напряжения в соответствии с нижней кривой из семейства выходных характеристик, эту кривую так и называют «характеристика отсечки».

Для примера проведем упрощенный расчет для ключевого режима транзистора, который будет работать на резистивную нагрузку. Транзистор будет длительное время находиться лишь в одном из двух главных состояний: полностью открыт (насыщение) или полностью закрыт (отсечка).

Пусть нагрузкой транзистора будет обмотка реле SRD-12VDC-SL-C, сопротивление катушки которого при номинальных 12 В будет составлять 400 Ом. Пренебрежем индуктивным характером обмотки реле, пусть разработчики предусмотрят снаббер для защиты от выбросов в переходном режиме, мы же проведем расчет исходя из того, что реле включат один раз и очень надолго. Ток коллектора найдем по формуле:

Iк = (Uпит-Uкэнас) / Rн.

Где: Iк - постоянный ток коллектора; Uпит - напряжение питания (12 вольт); Uкэнас - напряжение насыщения биполярного транзистора (0,5 вольт); Rн - сопротивление нагрузки (400 Ом).

Получаем Iк = (12-0,5) / 400 = 0,02875 А = 28,7 мА.

Для верности возьмем транзистор с запасом по предельному току и по предельному напряжению. Подойдет BD139 в корпусе SOT-32. Этот транзистор обладает параметрами Iкмакс = 1,5 А, Uкэмакс = 80 В. Будет хороший запас.

Чтобы обеспечить ток коллектора в 28,7 мА, необходимо обеспечить соответствующий ток базы. Ток базы определяется формулой: Iб = Iк / h21э, где h21э – статический коэффициент передачи по току.

Современные мультиметры позволяют измерять этот параметр, и в нашем случае он составил 50. Значит Iб = 0,0287 / 50 = 574 мкА. Если значение коэффициента h21э неизвестно, можно для надежности взять минимальное из документации на данный транзистор.

Чтобы нужно определить необходимое значение резистора базы. Напряжение насыщения база-эмиттер составляет 1 вольт. Значит, если управление будет осуществляться сигналом с выхода логической микросхемы, напряжение которого 5 В, то для обеспечения требуемого тока базы в 574 мкА, при падении на переходе 1 В, получим:

R1 = (Uвх-Uбэнас) / Iб = (5-1) / 0,000574 = 6968 Ом

Выберем в меньшую сторону (чтобы тока точно хватило) из стандартного ряда резистор 6,8 кОм.

НО, чтобы транзистор переключался быстрее и чтобы срабатывание было надежным, будем применять дополнительный резистор R2 между базой и эмиттером, а на нем будет падать некоторая мощность, значит необходимо понизить сопротивление резистора R1. Примем R2 = 6,8 кОм и скорректируем значение R1:

R1 = (Uвх-Uбэнас) / (Iб+I(через резистор R2) = (Uвх-Uбэнас) / (Iб+Uбэнас/R2)

R1 = (5-1) / (0,000574+1/6800) = 5547 Ом.

Пусть будет R1 = 5,1 кОм, а R2 = 6,8 кОм.

Посчитаем потери на ключе: P = Iк * Uкэнас = 0,0287 * 0,5 = 0,014 Вт. Радиатор транзистору не потребуется.

Введение.

Учебные вопросы (основная часть):

1. Общие сведения об электронных ключах.

2. Диодные ключи.

3. Транзисторные ключи

Заключение

Литература:

Л.15 Быстров Ю.А., Мироненко И.В. Электронные цепи и устройства,-М: Высшая школа. 1989г. – 287с. с. 138-152,

Л.19 Браммер Ю.А., Пащук А.В. Импульсные и цифровые устройства. - М.: Высшая школа, 1999 г., 351 с. с. 68-81

Л21. Ф. Опадчий, О.П. Глудкин, А.И. Гуров «Аналоговая и цифровая электроника», М.- Горячая линия- Телеком, 2000г с. 370-414

Учебно-материальное обеспечение:

Текст лекции Введение

Известно, что для обеспечения работы импульсных устройств и получения импульсных колебаний необходимо осуществлять коммутацию нелинейного элемента (замкнуть, разомкнуть).

Такой режим работы нелинейного элемента называется ключевым, а устройство, в состав которого входит данный нелинейный элемент - электронным ключом.

1. Общие сведения об электронных ключах.

Электронным ключом называется устройство, которое под воздействием управляющих сигналов осуществляет коммутацию электрических цепей бесконтактным способом .

Назначение электронных ключей.

В самом определении заложено назначение “Включение - выключение”, “Замыкание - размыкание” пассивных и активных элементов, источников питания и т.д.

Классификация электронных ключей.

Электронные ключи классифицируются по следующим основным признакам:

По виду коммутирующего элемента:

• транзисторные;

  тринисторные, динисторные;

  электровакуумные;

  газонаполняемые (тиратронные, тигатронные);

  оптронные.

По способу включения коммутирующего элемента по отношению к нагрузке.

последовательные ключи;

Рис. 1

параллельные ключи.

Рис. 2

По способу управления.

с внешним управляющим сигналом (внешним по отношению к коммутируемому сигналу);

без внешнего управляющего сигнала (сам коммутируемый сигнал и является управляющим).

По виду коммутируемого сигнала.

ключи напряжения;

ключи тока.

По характеру перепадов входного и выходного напряжений.

повторяющие;

Рис. 3

инвертирующие.

Рис. 4

По состоянию электронного ключа в открытом положении.

насыщенный (электронный ключ открыт до насыщения);

ненасыщенный (электронный ключ находится в открытом режиме).

По количеству входов.

одновходовые;

Рис. 5

многовходовые.

Рис. 6

Устройство электронных ключей.

В состав электронного ключа обычно входят следующие основные элементы:

непосредственно нелинейный элемент (коммутирующий элемент);

Принцип действия электронного ключа.

Рис. 7

Принцип действия рассмотрим на примере идеального ключа.

На рисунке:

1. U вх - напряжение, управляющее работой ключа;

   R - сопротивление в цепи питания;

   E - напряжение питания (коммутируемое напряжение).

В состоянии включено (ключ SA замкнут), напряжение на выходе U вых =0 (сопротивление R замкнутого идеального ключа равно нулю).

В состоянии выключено (ключ SA разомкнут), напряжение на выходе U вых =Е (сопротивление R разомкнутого идеального ключа равно бесконечности).

Такой идеальный ключ производит полное размыкание и замыкание цепи, так, что перепад напряжения на выходе равен Е.

Однако реальный электронный ключ далек от идеального.

Рис. 8

Он имеет конечное сопротивление в замкнутом состоянии -R вкл зам, и в разомкнутом состоянии - R выкл разом. Т.е. R вкл зам >0, R выкл разом <. Следовательно, в замкнутом состоянии U вых =U ост >0 (остальное напряжение падает на ключе).

В разомкнутом состоянии U вых

Таким образом, для работы электронного ключа необходимым является выполнение условия R выкл разом >> R вкл зам .

Основные характеристики электронных ключей.

Передаточная характеристика.

Это зависимость выходного напряжения U вых от входного U вх: U вых =f(U вх).

Если нет внешнего управляющего сигнала, то U вых =f(E).

Такие характеристики показывают насколько близок электронный ключ к идеальному.

Быстродействие электронного ключа - время переключения электронного ключа.

Сопротивление в разомкнутом состоянии R выкл разом и сопротивление в замкнутом состоянии R вкл зам.

Остаточное напряжение U ост.

Пороговое напряжение, т.е. напряжение, когда сопротивление электронного ключа резко меняется.

Чувствительность - минимальный перепад сигнала, в результате которого происходит бесперебойное переключение электронного ключа.

Помехоустойчивость - чувствительность электронного ключа к воздействию импульсов помех.

Падение напряжение на электронном ключе в открытом состоянии.

Ток утечки в закрытом состоянии.

Применение электронных ключей.

Электронные ключи применяются:

В простейших схемах формирования импульсов.

Для построения основных типов логических элементов и основных импульсных устройств.

Таким образом, электронные ключи это устройства, осуществляющие коммутацию бесконтактным способом.

Покупка программного обеспечения в коробочной версии, как правило, требует от пользователя посещения магазина или же, как минимум, встречи с курьером. Удобство приобретения электронных лицензий заключается в первую очередь в том, что идти никуда не нужно. Купить лицензию можно в интернет-магазине дистрибьютора, а через некоторое время на электронную почту придут все необходимые инструкции и сам ключ. Преимущества такого способа распространения программных продуктов очевидны: покупку можно совершить в любое время дня и ночи, а оформление заказа происходит точно таким же образом, как при покупке любого другого товара в интернет-магазине.

Отличие коробочных версий от электронных

Покупая программу в коробке, пользователь получает физический носитель с дистрибутивом продукта (как правило, CD или ) и ключи активации - напечатанные либо на бумаге, либо на специальной наклейке. В случае покупки электронного ключа пользователь получает по почте сгенерированный производителем ключ; это может быть как файл с особым разрешением, так и простой код. Дистрибутив продукта в этом случае можно попросту загрузить из интернета: либо с сайта вендора, либо с сервера цифрового дистрибьютора. Обычно ссылку для загрузки продавец присылает в том же письме, что и сам ключ. Само собой разумеется, что программы, установленные из коробочного дистрибутива или из скачанного из интернета, вообще ничем не отличаются.

Лицензия и ее продление

Приобретение электронного ключа антивируса или покупка коробочной версии программы означает возможность обновления антивирусных баз продукта в течение всего срока действия лицензии. Убедиться, что купленный является подлинным очень просто: если антивирус, дистрибутив которого был скачан с сайта производителя, принимает ключ - все в порядке.

Как правило, лицензии на антивирусы рассчитаны на один год, после чего пользователю будет предложено приобрести продление лицензии. Процесс покупки практически не отличается от первичного приобретения. Некоторые вендоры, впрочем, могут попросить указать предыдущий лицензионный ключ от продукта. Также зачастую возможен вариант приобретения электронного ключа продления лицензии даже если изначально программное обеспечение покупалось «в коробке».

Цена

Это, пожалуй, самое существенное отличие электронного ключа от коробочной версии. За счет того, что коробочная версия содержит в себе физический носитель с дистрибутивом и, зачастую, дополнительные материалы (инструкции и т.п.), её цена может быть заметно выше, чем при покупке электронного ключа. Это не удивительно: производителю не приходится тратиться на печать коробок, дисков и печатных материалов, не нужно арендовать склад, не требуется доставлять товар в розничные магазины. Вполне логично, что за избавление от всех этих забот он готов предоставить существенную скидку.