随着电子商务、电子政务及网上银行的发展，身份认证和信息安全已经成为人们普遍关注的问题。USB电子钥匙（USB Key）具有安全性、便携性及易用性的特点，是一种最新的解决身份认证和信息安全的方案。研究和实现满足规范的基于国产安全芯片的USB Key具有实际意义。　　 本论文的主要目标是设计和实现满足安全标准的基于国产芯片的USB Key。本文首先简单介绍了USBKey相关密码技术及其工作原理，并在此基础上，阐述了USB Key的系统架构。接着根据USB Key的系统架构对USB Key进行详细设计与实现，主要工作包括：USB Key便件及驱动设计与实现、USB Key片内操作系统（COS）的设计与实现及中间件加密服务提供商（CSP）的设计与实现。本文采用国产芯片Z8D64U进行电路设计，并根据USB协议设计USB驱动。COS系统是USB Key设备的核心，控制着USBKey的功能及安全，本文采用模块化层次化的设计思想对COS的通信模块、命令模块、安全模块及文件模块进行详细设计，实现了USB Key的特定功能。CSP是Windows加密体系的一组接口，是USB Key设备与Windows加密体系通信的关键，本文在分析CSP体系的基础上，设计了CSP的重要数据结构，并基于USB Key设备设计实现了中间件CSP。　　 最后搭建测试平台编写测试程序，完成USB Key的测试。测试由两部分组成：USB Key功能和安全性测试及USB Key应用测试。USB Key功能和安全性测试主要对COS系统进行测试，USB Key应用测试主要对CSP进行测试。最后得到测试结果：本文设计和实现的USB Key满足《智能IC卡及智能密码钥匙密码检测规范》，CSP满足Windows加密系统要求，可以实现应用开发。本文设计实现的USB Key已经通过国家密码管理局商用密码检测中心检测。