随着计算机互联网技术在电子商务，电子政务中的迅速普及，计算机信息安全技术正扮演着越来越重要的角色。尤其是其中的认证技术，已经被应用到各个领域，成为不可或缺的部分。同时，发展速度日进千里的硬件技术同认证技术的结合也日趋密切。本设计正是顺应这种趋势，将当前有着广泛应用范围的USB总线技术与硬件认证系统相结合，从而设计出一种新型的USB密钥安全认证系统。本设计的重点在于：在详细分析当前的破解技术的基础上，进行了独到的反破解设计，有效的降低了该认证系统被人为破解的风险。在全局设计上，将认证系统划分为三个相互独立，而又紧密联系的部分。在有效提高系统可移植性的同时，又大大扩展了系统的应用范围和领域。本文正是根据上述的系统设计，介绍这种结合USB技术的密钥认证系统的具体实现。并着重描述其中USB硬件安全钥设计中针对当前破解技术的一些对策和相关的独到设计，以及USB硬件安全钥的实现方法。文中首先介绍了当前密钥认证系统中的一些基本概念，并简要分析当前USB密钥认证系统所采用的方案和实现方法。其次，在介绍USB协议相关原理之后，详细介绍了本系统的总体设计。并在对各个组成部分进行功能描述的同时，重点介绍了其中改进型动态DES算法和S/KEY算法相互结合的设计原理。并给出了DES算法在PC中的实现方法和MD5在微控制器中的实现方法。再次是本文的重点部分，在描述当前对于USB类硬件安全钥破解流程的同时，详细分析了其中采用到的相关破解方法。根据破解方法的变化和破解阶段的不同，着重介绍了USB接口的数据伪装传输，用户权限限制，伪随机冗余信息发送以及自销毁模块等独特的对策。然后，介绍了本设计的硬件电路搭设方法，相关的软硬件抗干扰设计，并讨论了整体软件流程，对重要的模块做出了较为详尽的功能说明。最后，进行了本设计中的工作总结，描述了功能的扩展方向并对相关领域未来的技术发展进行了展望。伴随着信息安全学科的发展和硬件认证系统在社会发展中的推广和普及，本课题的研究成果对于相关领域的设计和应用具有较好的借鉴作用。