阅读说明：本技术 应用于加密数据安全传输的usb数据传输端口 (USB data transmission port applied to encrypted data secure transmission ) 是由 不公告发明人 于 2020-06-09 设计创作，主要内容包括：本发明提供了应用于加密数据安全传输的USB数据传输端口,其包括与PC端连接的USB插口与存储端连接的USB插头,USB插口内部加密并且初始状态下通信信道断开,USB插头可与USB插口匹配识别对接并且USB插头用于对USB插口进行解密使其内部的通信信道导通,USB插口包括安装块、数据导线、具有开关功能的加密机构以及保护外壳一,安装块、数据导线以及加密机构均设置于保护外壳一内,数据导线一端与PC端连接、另一端用于对USB插头进行对接,加密机构设置成可相互切换至的断开状态与接通状态并且初始状态下为断开状态,数据导线串联于加密机构上,USB插头与USB插口匹配识别对接后,USB插头可对加密机构进行解密并且促使加密机构由断开状态切换至接通状态。(The invention provides a USB data transmission port applied to the safe transmission of encrypted data, which comprises a USB socket connected with a PC end and a USB plug connected with a storage end, wherein the USB socket is internally encrypted and a communication channel is disconnected in an initial state, the USB plug can be matched, identified and butted with the USB socket and is used for decrypting the USB socket so as to enable the communication channel in the USB socket to be connected, the USB socket comprises a mounting block, a data lead, an encryption mechanism with a switch function and a first protective shell, the mounting block, the data lead and the encryption mechanism are all arranged in the first protective shell, one end of the data lead is connected with the PC end, the other end of the data lead is used for butting the USB plug, the encryption mechanism is set to be in an off state and an on state which can be mutually switched, the data lead is connected in series with the encryption mechanism, after the USB plug is matched, identified and butted with the USB, the USB plug may decrypt the encryption mechanism and cause the encryption mechanism to switch from an off state to an on state.)

应用于加密数据安全传输的USB数据传输端口

技术领域

本发明涉及一种数据加密传输技术领域，具体涉及应用于加密数据安全传输的USB数据传输端口。

背景技术

USB，是英文Universal Serial Bus(通用串行总线)的缩写，是一个外部总线标准，用于规范电脑与外部设备的连接和通讯。是应用在PC领域的接口技术。USB接口支持设备的即插即用和热插拔功能。USB是在1994年底由英特尔、康柏、IBM、Microsoft等多家公司联合提出的。随着技术的发展，Type-C USB接口问世，可支持正反两面插，并且传输数据信号强。但是，USB端口在使用过程中，为了通用性与普适性，不具备加密功能，USB插头与USB插口对接完成后，PC端与存储端之间直接配合连接并且形成导通的通信信道，PC端与存储端之间通过该通信信道进行数据的传输与交互，由于不具备加密功能，极易发生数据泄露或者被窃取的风险，存在一定的安全隐患。为了克服普通USB端口不具备加密功能的技术缺陷，有必要提供一种结构巧妙紧凑、原理简单可靠，具有加密功能，需要相互匹配识别方能导通建立通信信道的双码加密USB数据传输端口。

发明内容

为解决现有技术的不足，本发明的目的是提供一种结构巧妙紧凑、原理简单可靠，具有加密功能，需要相互匹配识别方能导通建立通信信道的双码加密USB数据传输端口，旨在解决现有技术中，普通USB端口不具备加密功能的技术难题。

为实现上述技术目的，本发明所采用的技术方案如下。

应用于加密数据安全传输的USB数据传输端口，其包括与PC端连接的USB插口与存储端连接的USB插头，USB插口内部加密并且初始状态下通信信道断开，USB插头可与USB插口匹配识别对接并且USB插头用于对USB插口进行解密使其内部的通信信道导通，PC端由USB插口、USB插头将数据加密传输至存储端上；

所述的USB插口包括安装块、数据导线、具有开关功能的加密机构以及保护外壳一，安装块、数据导线以及加密机构均设置于保护外壳一内，保护外壳一设置成矩形薄壁结构且一端敞口布置、另一端封闭布置，数据导线一端与PC端连接、另一端用于对USB插头进行对接，加密机构设置成可相互切换至的断开状态与接通状态并且初始状态下为断开状态，数据导线串联于加密机构上，USB插头与USB插口匹配识别对接后，USB插头可对加密机构进行解密并且促使加密机构由断开状态切换至接通状态。

作为本方案进一步的优化或者改进。

所述的安装块包括相互紧贴布置的安装块一与安装块二，安装块一与安装块二位于保护外壳一的敞口端与封闭端之间且安装块一靠近其敞口端设置、安装块二靠近其封闭端设置，安装块一与安装块二的竖直横截面形状与保护外壳一的敞口形状相适配，安装块一背离安装块二一端面上固定设置有矩形凸台状的上置台阶，上置台阶延伸至保护外壳一的敞口处并且上置台阶位于安装块一的中部位置与其上端面之间，所述的数据导线包括数据导线一与数据导线二，数据导线一设置于安装块一上、数据导线二设置于安装块二上，加密机构设置于安装块一内部并且其一端与数据导线一连接、另一端与数据导线二连接。

作为本方案进一步的优化或者改进。

所述的安装块二设置成矩形的箱体结构并且由矩形的密封壳与矩形的电路板相互配合而成，电路板与安装块一背离上置台阶一端面固定连接，所述的数据导线一一端穿出保护外壳一与PC端连接、另一端与加密机构连接，所述的数据导线二设置成弯折的导电片体结构并且其一端嵌设于上置台阶的下端面、另一端以引脚形成与电路板连接，所述的数据导线、加密机构均设置有四个并其沿安装块一的长度方向阵列布置，数据导线与加密机构一一对应布置。

作为本方案进一步的优化或者改进。

所述的安装块一背离上置台阶一端面上开设有圆形的固定槽，固定槽并列设置有四个并且固定槽位于上置台阶的下方，电路板与固定槽的开口相贴合，固定槽的轴向平行于保护外壳一的敞口方向，固定槽的槽底处同轴开设有贯穿安装块一的圆形对接孔，所述的加密机构安装于固定槽与对接孔内。

作为本方案进一步的优化或者改进。

所述的加密机构包括同轴固定设置于固定槽内部的封闭型安装筒，安装筒内部含有圆柱形的内腔，安装筒靠近电路板一端面上固定设置有输出引脚、活动设置有输入引脚，输入引脚活动设置于安装筒的中部位置并且输入引脚与数据导线一相连接，输出引脚设置有多个并且沿安装筒所在圆周方向阵列布置，输入引脚位于输出引脚的中间位置处，相邻两输出引脚之间沿安装筒所在圆周方向偏移的角度为A，输出引脚与电路板相连接并且其中一个输出引脚与数据导线二的另一端在电路板上由导电线路进行连接，并且规定该输出引脚为解密输出引脚，四个加密机构上的解密输出引脚所处的位置可进行任意编码。

作为本方案进一步的优化或者改进。

所述的安装筒内同轴转动设置有圆柱形的内芯，输出引脚与内芯的外圆面、安装筒的内圆面相贴合，内芯的外圆面上开设有沿其径向布置的柱形内沉槽，内沉槽内设置有与其构成滑动导向配合的柱形触发接头，触发接头靠近内沉槽槽口的一端设置成圆头状，内沉槽内设置有压紧弹簧，压紧弹簧一端与内沉槽的槽底抵触、另一端与触发接头抵触并且压紧弹簧的弹力始终推动触发接头朝向内沉槽的外部滑动，所述的输入引脚活动穿入至内沉槽内并且与触发接头相连接，初始状态下内沉槽的槽口竖直向下布置并且触发接头的圆头端与其中一个输出引脚相抵触，所述的加密机构还包括活动设置于对接孔内部的矩形板状卡接板，卡接板穿过安装筒与内芯同轴固定连接并且卡接板与安装筒同轴转动连接配合，初始状态下卡接板立式布置。

作为本方案进一步的优化或者改进。

所述的USB插头包括与安装块与相对接配合的矩形对接块、对接导线、解密机构以及保护外壳二，对接块、对接导线以及解密机构均设置于保护外壳二内，保护外壳二一端敞口布置、另一端封闭布置并且保护外壳二的敞口端可插接于保护外壳一内壁与上置台阶之间，对接导线用于与数据导线二相对接，解密机构用于对加密机构进行解密。

作为本方案进一步的优化或者改进。

所述的对接块包括矩形的主块体，主块体靠近保护外壳二敞口一端面上固定设置有下置台阶，下置台阶位于主块体的中部位置与其下端面之间，对接导线设置成弯折的导电片体结构并且其一端与存储端连接、另一端嵌设于下置台阶的上端面，对接导线并列设置于四个并且沿下置台阶长度方向等间距阵列布置，当USB插头与USB插口相对接后，上置台阶与的下端面与下置台阶的上端面相贴合并且数据导线二与对接导线二一一对应抵触连接。

作为本方案进一步的优化或者改进。

所述的主块体内部开设有安装槽，安装槽设置有四个并且沿主块体的长度方向等间距阵列布置，安装槽位于对接导线的正下方并且一一对应，所述的解密机构设置有安装槽内，解密机构包括活动设置于安装槽内部的转动轴，转动轴的轴向平行于USB插头的插入方向，转动轴活动穿过下置台阶并且初始状态下与下置台阶背离主块体一端面相齐平，转动轴可沿着自身轴向向外滑动并且凸出于下置台阶的端面，转动轴的靠近下置台阶一端开设有沿其径向贯穿的卡接口，转动轴可同轴插入至对接孔内并且卡接口与卡接板卡接配合。

作为本方案进一步的优化或者改进。

所述的解密机构包括固定设置于安装槽内且与转动轴同轴布置的引导筒，转动轴背离卡接口一端活动插接于引导筒内并且与其构成滑动导向配合，所述引导筒上开设有螺旋结构且贯穿的引导槽，所述转动轴的外圆面上固定设置有与引导槽相匹配配合的引导块。

作为本方案进一步的优化或者改进。

所述的解密机构包括设置于安装槽内且套接于转动轴上中部位置上的从动齿条，从动齿条的齿面竖直向上并且从动齿条与安装槽的侧臂之间沿着平行于转动轴的轴向方向构成滑动导向配合，从动齿条与转动轴之间构成转动连接配合，所述从动齿条沿其长度方向的中部位置的外圆面上同轴开设有环形凹槽，从动齿条的侧面紧固设置有紧固螺栓且紧固螺栓凸出活动卡接于该环形凹槽内。

作为本方案进一步的优化或者改进。

所述解密机构还包括转动设置于安装槽内且与从动齿条一一匹配啮合的直齿型主动齿轮，相邻两主动齿轮之间转动连接配合并且其轴向垂直于转动轴的轴向，主动齿轮的内圆面上设置有锁芯，锁芯内插接设置有延伸至保护外壳外部并且可自由拔出的密钥，密钥用于对锁芯进行解锁并且带动主动齿轮进行转动。

本发明与现有技术相比的有益效果在于：

1、结构巧妙紧凑、原理简单可靠，与普通USB端口的外观形状一致；

2、具有加密功能，需要USB插口与USB插头相互匹配识别方能导通建立通信信道，可数据的传输进行加密，避免发生泄漏或者被窃取的现象发生；

3、具有两重加密，其一为需要驱动加密机构内部的触发接头转动偏移一定的角度进行解锁，其二为需要密钥插接于主动齿轮内方能带动主动齿轮进行转动解锁，加密性能强。

附图说明

图1为USB插口与USB插头初始状态的结构示意图。

图2为USB插口与USB插头对接状态的结构示意图。

图3为USB插口的结构示意图。

图4为USB插口的内部结构示意图。

图5为安装块、数据导线、加密机构的分解图。

图6为安装块一的剖视图。

图7为安装块二与加密机构、数据导线的配合图。

图8为加密机构与数据导线一、数据导线的配合图。

图9为加密机构的结构示意图。

图10为加密机构的内部结构示意图。

图11为数据导线二与加密机构的连接图。

图12为加密机构的内部结构示意图。

图13为USB插头的结构示意图。

图14为USB插头的内部结构示意图。

图15为对接块与对接导线的配合图。

图16为解密机构的结构示意图。

图17为解密机构的结构示意图。

图18为解密机构的局部结构示意图。

图19为解密机构的局部结构示意图。

图20为解密机构的局部结构示意图。

图21为密钥与主动齿轮的配合图。

图22为解密机构与加密机构的配合图。

图中标示为：

100、USB插口；110、安装块；111、安装块一；112、安装块二；112a、密封壳；112b、电路板；113、上置台阶；114、固定槽；115、对接孔；120、数据导线；121、数据导线一；122、数据导线二；130、加密机构；131、安装筒；132、输出引脚；133、输入引脚；134、内芯；135、触发接头；136、压紧弹簧；137、卡接板；138、导电线路；140、保护外壳一；

200、USB插头；210、对接块；211、主块体；212、下置台阶；213、安装槽；220、对接导线；230、解密机构；231、转动轴；232、卡接口；233、引导块；234、引导筒；235、引导槽；236、从动齿条；236a、固定螺栓；236b、环形凹槽；237、主动齿轮；238、密钥；239；锁芯；240、保护外壳二。

具体实施方式

参见图1-22，应用于加密数据安全传输的USB数据传输端口，其包括与PC端连接的USB插口100与存储端连接的USB插头200，USB插口100内部加密并且初始状态下通信信道断开，USB插头200可与USB插口100匹配识别对接并且USB插头200用于对USB插口进行解密使其内部的通信信道导通，PC端由USB插口100、USB插头200将数据加密传输至存储端上。

所述的USB插口100包括安装块100、数据导线120、具有开关功能的加密机构130以及保护外壳一140，安装块100、数据导线120以及加密机构130均设置于保护外壳一140内，保护外壳一140设置成矩形薄壁结构且一端敞口布置、另一端封闭布置，数据导线120一端与PC端连接、另一端用于对USB插头200进行对接，加密机构130设置成可相互切换至的断开状态与接通状态并且初始状态下为断开状态，数据导线120串联于加密机构130上，USB插头200与USB插口100匹配识别对接后，USB插头200可对加密机构130进行解密并且促使加密机构130由断开状态切换至接通状态。

数据加密传输过程中，首先将USB插头200与USB插口100进行匹配识别对接，USB插口100中的数据导线120将与USB插头200中的对接导线220相对接接通，而后，USB插头200对加密机构130进行解密，直至将加密机构130有断开状态切换至接通状态，此时，数据导线120接通，USB插口100内部的通信信道导通，PC端经过USB插口100、USB插头200与存储端构成出完整且导通的通信信道，PC端与存储端之间进行数据的加密传输交互。

具体的，所述的安装块110包括相互紧贴布置的安装块一111与安装块二112，安装块一111与安装块二112位于保护外壳一140的敞口端与封闭端之间且安装块一111靠近其敞口端设置、安装块二112靠近其封闭端设置，安装块一111与安装块二112的竖直横截面形状与保护外壳一140的敞口形状相适配，安装块一111背离安装块二112一端面上固定设置有矩形凸台状的上置台阶113，上置台阶113延伸至保护外壳一140的敞口处并且上置台阶113位于安装块一111的中部位置与其上端面之间，所述的数据导线120包括数据导线一121与数据导线二122，数据导线一121设置于安装块一111上、数据导线二122设置于安装块二112上，加密机构130设置于安装块一111内部并且其一端与数据导线一121连接、另一端与数据导线二122连接。

更为具体的，所述的安装块二112设置成矩形的箱体结构并且由矩形的密封壳112a与矩形的电路板112b相互配合而成，电路板112b与安装块一111背离上置台阶113一端面固定连接，所述的数据导线一121一端穿出保护外壳一140与PC端连接、另一端与加密机构130连接，所述的数据导线二122设置成弯折的导电片体结构并且其一端嵌设于上置台阶113的下端面、另一端以引脚形成与电路板112b连接，所述的数据导线120、加密机构130均设置有四个并其沿安装块一111的长度方向阵列布置，数据导线120与加密机构130一一对应布置。

为了便于加密机构130的固定安装，所述的安装块一111背离上置台阶113一端面上开设有圆形的固定槽114，固定槽114并列设置有四个并且固定槽114位于上置台阶113的下方，电路板112b与固定槽114的开口相贴合，固定槽114的轴向平行于保护外壳一140的敞口方向，固定槽114的槽底处同轴开设有贯穿安装块一111的圆形对接孔115，所述的加密机构130安装于固定槽114与对接孔115内，通过对加密机构130解密并且使其切换至接通状态，从而使数据导线一121与数据导线二122相接通。

具体的，所述的加密机构130包括同轴固定设置于固定槽114内部的封闭型安装筒131，安装筒131内部含有圆柱形的内腔，安装筒131靠近电路板112b一端面上固定设置有输出引脚132、活动设置有输入引脚133，输入引脚133活动设置于安装筒131的中部位置并且输入引脚133与数据导线一121相连接，输出引脚132设置有多个并且沿安装筒131所在圆周方向阵列布置，输入引脚133位于输出引脚132的中间位置处，相邻两输出引脚132之间沿安装筒131所在圆周方向偏移的角度为A，输出引脚132与电路板112b相连接并且其中一个输出引脚132与数据导线二122的另一端在电路板112b上由导电线路138进行连接，并且规定该输出引脚132为解密输出引脚，四个加密机构130上的解密输出引脚所处的位置可进行任意编码，只有当解密输出引脚与输入引脚133相接通时，数据导线一121与数据导线二122才能接通。

更为具体的，所述的安装筒131内同轴转动设置有圆柱形的内芯134，输出引脚132与内芯134的外圆面、安装筒131的内圆面相贴合，内芯134的外圆面上开设有沿其径向布置的柱形内沉槽，内沉槽内设置有与其构成滑动导向配合的柱形触发接头135，触发接头135靠近内沉槽槽口的一端设置成圆头状，内沉槽内设置有压紧弹簧136，压紧弹簧一端与内沉槽的槽底抵触、另一端与触发接头135抵触并且压紧弹簧的弹力始终推动触发接头135朝向内沉槽的外部滑动，所述的输入引脚133活动穿入至内沉槽内并且与触发接头135相连接，初始状态下内沉槽的槽口竖直向下布置并且触发接头135的圆头端与其中一个输出引脚132相抵触，所述的加密机构130还包括活动设置于对接孔115内部的矩形板状卡接板137，卡接板137穿过安装筒131与内芯134同轴固定连接并且卡接板137与安装筒131同轴转动连接配合，初始状态下卡接板137立式布置，通过驱动卡接板137绕着对接孔115的轴向进行转动，使内芯134做A角度的逐步转动，直至触发接头135与解密输出引脚相抵触，此时，解密输出引脚与输入引脚133相接通，数据导线一121与数据导线二122接通。

加密机构130在工作过程中，初始状态下解密输出引脚与输入引脚133断开，数据导线一121与数据导线二122断开，加密机构130为断开状态，当需要使加密机构130由断开状态切换至接通状态时，USB插头与USB插口100对接完成后由USB插头驱动加密机构130中的卡接板137进行转动，驱动卡接板137绕着对接孔115的轴向进行转动，使内芯134做A角度的逐步转动，直至触发接头135与解密输出引脚相抵触，此时，解密输出引脚与输入引脚133相接通，数据导线一121与数据导线二122接通，加密机构130切换至接通状态，解密完成，依据此原理，对四个加密机构130依次解密并且使其切换至接通状态，本方案的加密逻辑为，每个加密机构130中的内芯134需要转动的角度不同才能使输出引脚132与输入引脚133相接通，只有当四个加密机构130均切换至接通状态，USB插口100与USB插头才能建立完整且导通的通信信道，此为第一重加密。

为了能够与数据导线二122进行对接接通，同时可对加密机构130进行一一解密，所述的USB插头200包括与安装块与111相对接配合的矩形对接块210、对接导线220、解密机构230以及保护外壳二240，对接块210、对接导线220以及解密机构230均设置于保护外壳二240内，保护外壳二240一端敞口布置、另一端封闭布置并且保护外壳二240的敞口端可插接于保护外壳一140内壁与上置台阶114之间，对接导线220用于与数据导线二121相对接，解密机构230用于对加密机构130进行解密。

具体的，所述的对接块210包括矩形的主块体211，主块体211靠近保护外壳二240敞口一端面上固定设置有下置台阶212，下置台阶212位于主块体211的中部位置与其下端面之间，对接导线220设置成弯折的导电片体结构并且其一端与存储端连接、另一端嵌设于下置台阶212的上端面，对接导线220并列设置于四个并且沿下置台阶212长度方向等间距阵列布置，当USB插头200与USB插口100相对接后，上置台阶113与的下端面与下置台阶212的上端面相贴合并且数据导线二122与对接导线二220一一对应抵触连接，通过数据导线120与对接导线220之间的连接，实现数据在PC端与存储端之间的连接。

为了便于解密机构230的安装，所述的主块体211内部开设有安装槽213，安装槽213设置有四个并且沿主块体211的长度方向等间距阵列布置，安装槽213位于对接导线220的正下方并且一一对应，所述的解密机构230设置有安装槽213内，解密机构230包括活动设置于安装槽213内部的转动轴231，转动轴231的轴向平行于USB插头200的插入方向，转动轴231活动穿过下置台阶212并且初始状态下与下置台阶212背离主块体211一端面相齐平，转动轴231可沿着自身轴向向外滑动并且凸出于下置台阶212的端面，转动轴231的靠近下置台阶212一端开设有沿其径向贯穿的卡接口232，转动轴232可同轴插入至对接孔115内并且卡接口232与卡接板137卡接配合，通过驱动转动轴232插接于对接孔115内，再驱动转动轴232进行转动，实现对卡接板137的转动驱动。

具体的，为了能够驱动转动轴231进行转动，所述的解密机构230包括固定设置于安装槽213内且与转动轴231同轴布置的引导筒234，转动轴231背离卡接口232一端活动插接于引导筒234内并且与其构成滑动导向配合，所述引导筒234上开设有螺旋结构且贯穿的引导槽235，所述转动轴231的外圆面上固定设置有与引导槽233相匹配配合的引导块233，通过驱动转动轴231沿着引导筒234向外滑动，实现转动轴231的转动。

更为具体的，为了能够驱动转动轴231向外滑动，所述的解密机构230包括设置于安装槽213内且套接于转动轴231上中部位置上的从动齿条236，从动齿条236的齿面竖直向上并且从动齿条236与安装槽113的侧臂之间沿着平行于转动轴231的轴向方向构成滑动导向配合，从动齿条236与转动轴231之间构成转动连接配合，所述从动齿条236沿其长度方向的中部位置的外圆面上同轴开设有环形凹槽236b，从动齿条236的侧面紧固设置有紧固螺栓236a且紧固螺栓236凸出活动卡接于该环形凹槽236b内，通过驱动从动齿条236进行滑动，可实现驱动转动轴231向外滑动。

更为具体的，所述解密机构230还包括转动设置于安装槽213内且与从动齿条236一一匹配啮合的直齿型主动齿轮237，相邻两主动齿轮237之间转动连接配合并且其轴向垂直于转动轴231的轴向，主动齿轮237的内圆面上设置有锁芯239，锁芯239内插接设置有延伸至保护外壳240外部并且可自由拔出的密钥238，密钥238用于对锁芯239进行解锁并且带动主动齿轮237进行转动，此为第二次加密。

解密机构230在工作过程中，当USB插头200与USB插口100识别匹配对接后，上置台阶113与的下端面与下置台阶212的上端面相贴合并且数据导线二122与对接导线二220一一对应抵触连接，同时，转动轴232与对接孔115一一对齐，此时，由密钥238对锁芯239进行解锁并且转动密钥238，密钥238将带动主动齿轮237进行转动并且从动齿条236进行滑动，从动齿条236带动转动轴231向外滑动并且插入至对接孔115内，此时，卡接口232与卡接板137卡接配合，在引导槽235与引导块233的配合下，转动轴231进行发生转动并且带动卡接板137进行转动，直至将加密机构130解锁，密钥238将带动依次带动四个齿轮237转动，并且依次对四个加密机构130进行解锁。