信息安全加密芯片
---SD卡安全芯片
概述：
WIS08SD548芯片是北京万协通(销售：赵1371 899 2179)自主研发设计的一款高性能高速32位SD卡安全芯片。SD系列加密芯片支持安全算法种类多，安全
算法运算速度快。
SD系列芯片集成度高、安全性强、接口丰富、加解密速度快，具有极高的性价比。该系列芯片可广泛的应用于NFC手机、手机支付、金融、电子政务、视频
加密、安全存储、工业安全防护、物联网安全防护等安全领域。
芯片架构：
特性：
?高性能高安全的32位CPU内核
?548KB norflash，寿命10年，擦写次数10万次
?32KB系统SRAM
?SD控制模块，支持SD2.0，支持CMD Class0-10
?Nand Flash控制模块，兼容主流NandFlash，可根据客户定制不同容量
?安全芯片+Nandflash 加解密速率达到5MB/S
?支持SM1/SM2/SM3/SM4/RSA/DES/3DES/SHA1/SHA256等安全算法
?高速专利设计架构使数据流加密更快；
?低功耗设计
?防DPA/SPA功耗攻击
?芯片内置2个硬件真随机数发生器
?芯片唯一硬件序列号
?三芯片方案简化为两芯片，提高性能，生产成品率。
?独特的安全设计，确保芯片内部代码和数据安全；
内部存储器：
?32KB SRAM
?548KB FLASH
外部接口：
?SDC控制器接口，支持SD2.0协议；
?Nandflash控制接口，兼容ONFI1.x与2.2标准；
?NFC手机SWP接口；
?ISO14443 typeA射频接口；
?支持主流Nandflash memory；
?高速并行加密模块接口；
相关参数：
?工作温度：-25℃~85℃
?存储温度：-40℃~125℃
?工作电压：2.5V~3.6V(SD卡)
?功耗：正常工作模式10mA
?低功耗模式140uA
?ESD > 5000V（HBM）
优势
?自主设计，国产安全芯片
?专利设计，加密传输速度快
?集成国密算法
?低功耗
?防攻击
?成本低
安全特性：
?增强型的MPU，加强对算法的保护，及flash擦写过程的掉电保护
?防止探针/FIB探测攻击
?电压检测、温度检测、频率检测功能
?防DPA/SPA功耗攻击
?芯片内置2个硬件真随机数发生器
?安全优化布线
Ｐｒｏｆｉｌｅ 市场纵横 ７月１１日，航天信息股份有限公司在京召开“责任、创新、和谐、发展”为主题的２００８年产品发布会，集中推出了ＳＳＸ４５密码安全芯片、ＲＦＩＤ一卡通系统、Ａｉｓｉｎｏ Ａ６企业管理软件、Ａｉｓｉｎｏ移动加密硬盘以及Ａｉｓｉｎｏ航天信息移动电视棒等五款面向不同应用领域的新产品。 作为航天信息股份有限公司旗下最具代表性的信息安全产品，ＳＳＸ４５密码安全芯片可广泛应用于对信息安全有着较高要求的相关领域，满足信息安全处理中针对信息提出的机密性、完整性、可用性、可控性等高安全性需求。国内顶尖专家组成的评审小组对ＳＳＸ４５密码安全芯片进行了专业的测试及评估后表示，“ＳＳＸ４５密码安全芯片设计合理，技术先进，是首款采用ＵＳＢ２．０高速通信接口的终端类安全芯片，整体性能居国内领先水平。” 安全芯片又被称为可信任平台模块，是一个可独立进行密钥生成、加解密的装置，内部拥有独立的处理器和存储单元，可存储密钥和特征数据，为电脑提供加密和安全认证服务，从而保护重要信息和数据的安全。 ＳＳＸ４５密码安全芯片由航天信息数字技术研究院耗资近千万元打造，是国内首款全自主知识产权安全芯片。该芯片基于国产３２位ＣＰＵ核，主要设计支持ＲＳＡ、ＥＣＣ非对称密码算法和ＳＳＦ３３、ＳＣＢ２对称密码算法，通过内 部硬件设计的公钥加速引擎和其他硬件算法模块实现高性能的信息加解密运算，采用ＳＯＣ的芯片结构和其他的特殊安全处理模块实现了信息处理的高安全性。 ＳＳＸ４５密码安全芯片主要面向终端安全市场应用，具备高处理能力、高安全性、多种接口、低功耗、低成本等优势。该芯片不仅能够应用于新一代的防伪税控系统，还可用于终端加密机、ＶＰＮ、加密Ｕ盘、ＵＳＢ ＫＥＹ、读卡器、手持ＰＯＳ机、加密板卡、Ｓｍａｒｔ Ｃａｒｄ等设备上。在０Ｃ°到７０Ｃ°的温度范围内，工作频率可达１２０ＭＨｚ，实现了信息安全处理的机密性、完整性、可用性、可控性的高安全性需求，具有非常广泛的应用领域。 航天信息ＳＳＸ４５密码安全芯片从设计之初就考虑到多种应用，已经形成了比较完整成熟的产品线，可以根据不同应用场合封装成１４４－ｐｉｎ ＱＦＰ、１００－ｐｉｎ ＱＦＰ、６４－ｐｉｎ ＱＦＰ、４８－ｐｉｎＱＦＰ、Ｓｍａｒｔ Ｃａｒｄ封装等多种形式，充分满足了不同用户的需求。 “由于加密技术和解密技术的矛盾，采用软件产品来保障信息安全已经被证明不可靠，再高明的软件程序也只是增加解密时间而已，因此，硬件保护技术成为信息安全保护的大势所趋。”在发布会现场，航天信息数字技术研究院院长郭宝安介绍，“ＳＳＸ４５密码安全芯片可以产生代表计算机平台的唯一身份识 全自主知识产权SSX45密码安全芯片问世 航天信息数字技术研究院院长 郭宝安 别号。也就是说，每个平台的身份识别号都是唯一的，这样每一台安全ＰＣ就相当于有一个唯一的硬件‘身份证’，以此来验证用户身份，对于保护用户数据安全而言，无疑多加了一层保险。” 该款安全芯片的成功研发，不仅标志着航天信息在信息安全领域的科技水平达到了一个新高度，更填补了我国自主研发芯片领域的空白。 航天信息董事长夏国洪、副董事长赵永海、总经理刘振南等出席了会议，并就企业上市五年来的发展情况进行了介绍，同时解读了航天信息今后的发展战略。根据这一最新发展战略的要求，航天信息到２０１０年将实现销售收入过百亿元。 作为由中国航天科工集团等十二家中国航天领域知名企业和哈尔滨工业大学等知名高校共同发起成立的高科技企业，航天信息股份有限公司于２００３年的７月１１日在沪市Ａ股上市，是国家“金税工程”、“金卡工程”、“金盾工程”等国家级重点工程的建设单位，也是国家大型信息化工程和电子政务领域的主要参与者，拥有雄厚的科技研发实力及强劲的创新能力，历年共申请发明专利３３项，实用专利３４项，软件著作版权登记７９项，取得软件产品登记证书２４项，参与制定了ＩＰＴＶ和 ＲＦＩＤ两个国家安全标准。２００７年公司实现销售收入４８．２亿元，净利润４．７亿元。 （崔光耀）
信息安全加密芯片 ---SD卡安全芯片 概述： WIS08SD548芯片是北京万协通自主研发设计的一款高性能高速32位SD卡安全芯片。SD系列加密芯片支持安全算法种类多，安全算法运算速度快。 SD系列芯片集成度高、安全性强、接口丰富、加解密速度快，具有极高的性价比。该系列芯片可广泛的应用于NFC手机、手机支付、金融、电子政务、视频 加密、安全存储、工业安全防护、物联网安全防护等安全领域。 芯片架构：
特性： ?高性能高安全的32位CPU内核 ?548KB norflash，寿命10年，擦写次数10万次 ?32KB系统SRAM ?SD控制模块，支持SD2.0，支持CMD Class0-10 ?Nand Flash控制模块，兼容主流NandFlash，可根据客户定制不同容量 ?安全芯片+Nandflash 加解密速率达到5MB/S ?支持SM1/SM2/SM3/SM4/RSA/DES/3DES/SHA1/SHA256等安全算法 ?高速专利设计架构使数据流加密更快； ?低功耗设计 ?防DPA/SPA功耗攻击 ?芯片内置2个硬件真随机数发生器 ?芯片唯一硬件序列号 ?三芯片方案简化为两芯片，提高性能，生产成品率。 ?独特的安全设计，确保芯片内部代码和数据安全； 内部存储器： ?32KB SRAM ?548KB FLASH 外部接口： ?SDC控制器接口，支持SD2.0协议； ?Nandflash控制接口，兼容ONFI1.x与2.2标准； ?NFC手机SWP接口； ?ISO14443 typeA射频接口； ?支持主流Nandflash memory； ?高速并行加密模块接口；
信息安全和可信计算技术 摘要 随着信息技术和信息产业的迅猛发展，越来越多的政府机关和企事业单位建立了自己的信息网络，信息系统的基础性、全局性作用日益增强。但是信息安全的问题也随之而来。面对日益严峻的信息安全形势，人们对“可信”的期望驱动着可信计算技术的快速发展。 关键词 信息安全可信计算 一、信息安全现状 国家互联网应急中心（CNCERT）于2012年3月19日发布的《2011年我国互联网网络安全态势综述》显示：①从整体来看，网站安全情况有一定恶化趋势。2011年境内被篡改网站数量为36，612个，较2010年增加5.10%。网站安全问题引发的用户信息和数据的安全问题引起社会广泛关注。2011年底，中国软件开发联盟（CSDN）、天涯等网站发生用户信息泄露事件，被公开的疑似泄露数据库26个，涉及帐号、密码信息2.78亿条，严重威胁了互联网用户的合法权益和互联网安全。②广大网银用户成为黑客实施网络攻击的主要目标。据C NCERT监测，2011年针对网银用户名和密码、网银口令卡的恶意程序较往年更加活跃。CN CERT全年共接收网络钓鱼事件举报5，459件，较2010年增长近2.5倍。③信息安全漏洞呈现迅猛增长趋势。2011年，CNCERT发起成立的“国家信息安全漏洞共享平台（CNVD）”共收集整理信息安全漏洞5，547个，较2010年大幅增加60.90%。④木马和僵尸网络活动越发猖獗。2011年，近890万余个境内主机IP地址感染了木马或僵尸程序，较2010年大幅增加78.50%。网络黑客通过篡改网站、仿冒大型电子商务网站、大型金融机构网站、第三方在线支付站点以及利用网站漏洞挂载恶意代码等手段，不仅可以窃取用户私密信息，造成用户直接经济损失，更为危险的是可以构建大规模的僵尸网络，进而用来发送巨量垃圾邮件或发动其他更危险的网络攻击。 如何建立可信的信息安全环境，提升信息安全的保障水平，无论政府、企业还是个人都给予了前所未有的关注，并直接带动了对各类信息安全产品和服务需求的增长。 二、可信计算的提出 上个世纪70年代初期，Anderson J P首次提出可信系统(Trusted System)的概念，由此开始了人们对可信系统的研究。较早期学者对可信系统研究(包括系统评估)的内容主要集中在操作系统自身安全机制和支撑它的硬件环境，此时的可信计算被称为dependable computing，与容错计算(fault-tolerant computing)领域的研究密切相关。人们关注元件随机故障、生产过程缺陷、定时或数值的不一致、随机外界干扰、环境压力等物理故障、设计错误、交互错误、
信息安全产品体系概述1 随着信息化建设在我国的深入开展，信息网络安全已成为普遍关注的课题。基于国家政策的大力支持和信息安全行业的市场推动，我国的信息安全产品也逐步发展成为一个比较完善的产品体系。 本文着重介绍密码产品及由其构成的信息安全产品。 信息安全产品所依赖的的安全技术主要包括密码技术、身份认证、访问控制、虚拟专用网（VPN）、公共密钥基础设施（PKI）等。 信息安全产品分为四个层次：基础安全设备、终端安全设备、网络安全设备、系统安全设备等。 这些信息安全产品可以组成不同的行业安全解决方案。 信息安全产品体系见下图。 图1 安全产品体系结构 一基础安全设备 基础安全设备包括：密码芯片、加密卡、身份识别卡等。 密码芯片是信息安全产品的基础，为安全保密系统提供标准的通用安全保密模块，根据算法类型的不同可以分为对称算法芯片和非对称算法芯片。密码算法芯片作为通用安全模块可以配置在单机或网络环境中，应用于不同类型的密码设备。算法可以灵活配置。分为ASIC密码芯片和FPGA密码芯片两种形式。
奥地利Graz理工大学通信与应用研究所RSAγASIC密码芯片在200MHz时钟下，1024BIT模长，RSA签名速度为2000次/秒。 密码芯片作为安全技术的核心部分，可以为二次开发商、OEM商和用户提供丰富的安全开发途径。 加密卡分为加密服务器和加密插卡（简称加密卡），通常以应用程序接口（API）的方式提供安全保密服务。加密服务器是为局域网上的主机提供加密服务的专用整机式密码设备。加密卡是为PC机或主机等提供加密服务的插卡式密码设备。加密卡通常提供数据加密、数字签名、信息完整性验证、密钥管理等功能，应用于电子商务、企业业务系统和办公系统、VPN设备等应用环境中。 国内外厂商可以依据具体业务基于加密卡进行二次安全开发。 身份识别卡种类较多，主要有智能动态令牌、音频动态口令牌、电子钥匙等，用在单机、电话网、局域网及广域网中识别用户身份合法性的场合。其特点是用户用来验证身份的口令每次都不一样，避免了静态口令易被盗用和攻击情况的发生。主要用于用户接入控制方面，如门禁系统、电话炒股系统、电话抽彩系统、网络接入认证系统等。 智能动态令牌作为通用的简易型访问控制产品在世界上已形成较大的市场份额。SOFTPROTEC公司的数字钥具有微机启动控制和登陆限制功能。
电网配电终端信息安全加解密专业加密芯片介绍 Ver 1.0 -----------------产品描述 TF32A09系列芯片是同方股份有 限公司计算机系统本部自主研发的一 款高速度、高性能32位信息安全SoC 芯片。该芯片集成了高速的安全算法 和通讯接口，摒弃了传统的数据加解 密处理方式，使数据流加解密速度大 幅提升，适用于高速数据流加密。同 时，该芯片还集成了键盘控制模块， 适用于高端键盘和安全键盘的设计。 TF32A09系列芯片支持国家密码 管理局指定的对称密码算法、非对称 密码算法和杂凑算法，同时支持国际 通用密码算法。芯片处理能力强、安 全性高、功耗低、接口丰富，具有极 高的性能价格比。 -----------------典型应用 ? 加密移动存储 ? 安全key 盘 ? 安全PC ? 安全终端 ? 加密服务器 ? 加密板卡 ? 加密机 ? 流媒体加密 ? USB KEY ? POS 机 ? 安全键盘 ? 指纹键盘 ---------------------------------------------------------芯片架构 - 1 -
芯片特性 ●CPU处理器性能 ?32位CPU内核 ?存储器保护单元（MPU）可对 FLASH、SRAM、ROM 及其他存储 介质进行加密保护 ?外部总线支持8bit/16bit/32bit 访问 ?根据应用可对存储空间进行分区管理 ●片上存储单元 ?可进行单字节/半字/形式的读写 ?20KB SRAM ?64KB ROM ?512KB FLASH ●DES/3DES加密算法 ?支持DES、3DES、2 KEY 和3 KEY算法的加密解密 ?支持EBC 模式和CBC 模式的加密和解密 ?DES加解密速度27MByte/s @80MHz，3DES加解密速度11.5MByte/s @80MHz(实测速度) ●RSA/SM2协处理器 ?可以实现192~2048位的点乘、点加、模加、模减、模乘、模逆、模 幂等基本算术运算 ?1024bit RSA签名次数32次/秒@80MHz，验证次数32次/秒@80MHz (实测速度) ? 支持ECC算法：192bit 256bit ●SM1算法 ?分组长度为128bits，密钥长度为 128～256bits ?加解密速度43.7MByte/s@80MHz(实测速度) ●SMS4算法 ?加解密速度29.5MByte/s@80MHz(实测速度) ●随机数发生器 ?可以输出真随机数序列，并通过国密局测试 ?生成速度9.2MB/s@80MHz(实测速度) ●键盘控制接口（KPP） ?20x10 阵列扫描，支持200个键，其中包括73个自定义键 ?支持由键盘唤醒系统 - 2 -
加密芯片十大品牌对比 各大品牌加密芯片厂商都为各自的加密芯片定了型号，用户在进行加密芯片的选型时，如果没有明确的参考依据，很难效率而准确的选取到合适的加密芯片。作者结合自身经验，为大家提供一些简单实用的加密芯片选型建议。 加密芯片的安全体系 加密芯片（安全芯片Secure Element），简称SE，是一个可以独立进行密钥管理、安全计算的可信单元，内部安全存储模块可存储密钥和特征数据。通过参照加密芯片的安全体系（见图1）可以简单了解加密芯片的构成。 图1：加密芯片安全体系 通过观察加密芯片的安全体系，可以了解到加密芯片是在硬件和软件结合的基础上实现：全面融入多方位的安全防护设计，相关的安全特性涵盖芯片的防篡改设计、唯一序列号、防DPA攻击、多种检测传感器、自毁功能、总线加密、屏蔽防护层等。 加密芯片的安全资质 如何判断加密芯片的安全性能是否有保障？可以根据各大品牌加密芯片厂商通过检测机构（如：国密局等）获得的安全资质包括EAL4+、国密二级等。 加密芯片的算法单元 什么是影响加密芯片选型的关键要素呢？随着中兴、华为事件的不断发酵，国产芯片已
成趋势，国密算法是国家密码局制定标准的一系列算法，从根本上使我国摆脱了对国外密码技术的依赖，因此，具备国密算法单元的加密芯片才是更符合市场需求的。 即使各大品牌加密芯片厂商的加密芯片构成相似，用户也可以根据算法运算单元的差异进行加密芯片的选型，作者选取网络搜索热度较高的加密芯片厂商，摘用其官网上代表性的加密芯片数据绘制表格（表1—4），仅供大家参考。 表1：8位内核加密芯片国际算法对比 （注：上表数据2020年3月20日摘自各加密芯片厂商官网）
●应用与设计 １引言 随着信息化的不断进步，信息安全成为事关国家安全和人们生活的一个重要话题。作为信息安全的核心部件，以提供加密、认证、安全存储等密码服务为主要功能的安全芯片应用越来越广。相应地，针对安全芯片进行的攻击手段也不断增多。为此，如何有效地保护安全芯片的物理防护已变得愈来愈重要。本文探析芯片物理攻击的几种常见方法的原理，并针对具体攻击手段探讨相应的安全防护措施。 ２安全芯片物理级攻击方法 ２．１静态攻击分析 静态攻击是指在芯片没有工作，但电源可能接通的情况下，采用腐蚀剂、高倍显微镜、照相机、操作台和探针等设备和材料对安全芯片进行分析，这种攻击手段没有时间限制，可以按照攻击者的进程展开攻击。 这类攻击主要来自外部，攻击者一般采用侵入式攻击的手段来窃取密钥等可复用的信息，通过反向工程（ｒｅｖｅｒｓｅｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ）的方法获取安全芯片的设计信息以供动态攻击使用。比如安全芯片领域中应用最广泛的智能卡都是按照ＩＳＯ标准封装在塑胶镀层上，四周是导电的接触区域，它的一面是芯片接口与读卡器的接触区域，硅掩膜固化在另一面。塑胶镀层被一层环氧树脂所覆盖。刮开卡片塑胶就会露出环氧树脂，通过化学试剂，可以很容易地溶解掉环氧树脂，露出硅掩膜的表面。这时，只要把探测区域内的钝化层移除就可以用探针来探测 ＳｏＣ安全芯片物理级攻击方法及安全防护探析 易青松，戴紫彬 （信息工程大学电子技术学院，河南郑州４５０００４） 摘要：安全芯片使得信息安全性大为增强，其应用正日益广泛地融入到国家安全和百姓生活中。但与此同时针对安全进行的攻击也层出不穷，这使得研究安全芯片的安全防护成为迫切需要。如今专门针对芯片的攻击技术已经不仅仅是解剖与反向提取，已发展到深层次的简单功耗分析ＳＰＡ、差分功耗分析ＤＰＡ、故障分析攻击等，其攻击手段还在继续进步。探析了这几种攻击方法的原理，并针对相应的攻击探讨一些可行的防护措施。 关键词：片上系统（ＳｏＣ）；信息安全；简单功耗分析；差分功耗分析 中图分类号：ＴＮ４９２；ＴＰ３０９文献标识码：Ａ文章编号：１００６－６９７７（２００７）０５－００２３－０４ＳｔｕｄｙｏｆｓｅｃｕｒｉｔｙＳｏＣｐｈｙｓｉｃａｌａｔｔａｃｋ＆ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ ＹＩＱｉｎｇ－ｓｏｎｇ，ＤＡＩＺｉ－ｂｉｎ （ＳｃｈｏｏｌｏｆＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｚｈｅｎｇｚｈｏｕ４５０００４，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｎｏｗａｄａｙｓ，ｓｅｃｕｒｉｔｙｃｈｉｐｉｓｕｓｅｄｗｉｄｅｌｙｉｎｎａｔｉｏｎａｌｓａｆｅｔｙａｎｄｐｅｏｐｌｅｌｉｆｅ，ｗｈｉｃｈｅｎｈａｎｃｅｓｔｈｅｌｅｖｅｌｏｆｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎｓｅｃｕｒｉｔｙ．Ｂｕｔｉｎｆａｃｔ，ａｔｔａｃｋｍｅａｎｓｔｈａｔａｉｍａｔｔｈｅｓｅｃｕｒｉｔｙｃｈｉｐａｒｅｅｍｅｒｇｅｄｉｎｅｎｄｌｅｓｓｌｙｍｕｓｔｂｅｓｔｕｄｉｅｄｔｏｒｅｓｉｓｔａｌｌｋｉｎｄｓｏｆｔａｍｐｅｒｔｈａｔｍａｙａｒｉｓｅ．Ａｔｐｒｅｓｅｎｔ，ｔｈｅｔａｍｐｅｒｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｔｏｃｈｉｐｉｓｎｏｔｌｉｍｉｔｅｄｉｎｄｉｓｓｅｃｔｉｏｎａｎｄｒｅｖｅｒｓｅｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ．Ｆｕｒｔｈｅｒｍｏｒｅ，ｉｔｄｅｖｅｌｏｐｅｄＳＰＡ，ＤＰＡａｎｄＤＦＡ．Ｍｏｒｅｏｖｅｒ，ｔｈｏｓｅｍｅａｓｕｒｅｓａｒｅｇｏｉｎｇａｈｅａｄ．Ｅｌｅｍｅｎｔｓｏｆｔｈｏｓｅａｔｔａｃｋｉｏｎａｒｅａｎａｌｙｓｅｄ，ａｎｄｓｏｍｅｐｒｏｃｔｅｃｔｉｏｎｓａｒｅｐｒｅｓｅｎｔｆｏｃｕｓｉｎｇｏｎｍｅａｎｓｉｎｔｈｅｐａｐｅｒ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＳｏＣ；ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎｓｅｃｕｒｉｔｙ；ＳＰＡ；ＤＰＡ ＳｏＣ安全芯片物理级攻击方法及安全防护探析－２３－
身份认证加密芯片助力智能锁发展 我国智能锁大多数采用密码、指纹、手机等多种识别方式。其中，半导体指纹识别和光学指纹识别，是目前我国智能锁行业最主流的指纹识别技术。智能门锁大多数使用电池供电，有严格的低功耗要求，多采用ZigBee、WiFi或NB-IOT等无线连接方式。WiFi、Zigbee协议安全（内网安全），与外网通讯安全尚不完善。云端安全，虚拟机安全由云服务商提供，但针对应用的防御攻击服务较少构建。为了达到有效的身份认证目的，很多厂商只是采用软件加密算法对系统密钥、敏感信息进行加密。随着对于客户身份认证信息安全性越来越重视，越来越多厂商开始在智能锁中配置加密芯片。搭载身份认证加密芯片的智能锁在维护数据安全方面有极大的提升。 指纹锁有两大核心部件，识别模块和芯片，其原理就是：当我们的指纹按压在识别模块上面，它识别后会将其传送到芯片进行判断，是否为主人的指纹。 根据指纹识别原理采集状态分类：目前主要有光学指纹锁和半导体指纹锁，市场走向是半导体方向倾斜，光学处于慢慢淘汰被取代的状态，半导体的也一样有很多种，有平贴的也有滑动的，采集面积也不一样，拼贴的也会有大小区别。 指纹传感器通常集成在智能锁上，用户指纹模版和数据存贮在云端的安全隐患：指纹模版和数据的网络传输有攻击风险；需要简历数据传输安全机制；云端存储风险。云端安全，虚拟机安全由云服务商提供。 设备安全问题：敏感数据存储；通信加密；软件系统运行环境保护；安全设备授权访问。
连接安全问题：通信链路加密；设备-云端双向认证授权；设备-设备的连接安全与认证。 既然云端服务商提供云端安全保障的义务。那么智能锁生产厂商也有保证设备安全和连接安全的义务，智能锁只有从软件安全上升到硬件安全的层级，才能匹配人们对家庭财产和人身安全的重视度。搭载身份认证加密芯片是智能锁可以有效的保证设备安全和连接安全。 身份认证加密芯片具有性能高、功耗低、稳定性高、兼容性强等特点，完美契合智能锁安全方案的需求。智能锁作为智能家居的入口，只有落实最基本的安全职责，才能打响自身品牌的知名度得到消费者和市场的认可。 更多关于身份认证（智能锁）加密芯片的信息，欢迎咨询INZOTEK——专业从事物联网安全芯片与安全方案的高新科技企业。具备安全芯片、区块链安全、物联网设备认证、配件认证、电子产品防盗版安全芯片等全系列产品与方案。为客户量身定制的物联网设备安全方案，唯一序列号对应的加密芯片切实保障物联网设备安全。
国密算法芯片 用户手册 注意：用户在实际使用时需要通过UART口控制国密算法芯片，控制协议见下面说明，芯片本身只包含其中某几个算法，需要在购买时说明。 通过UART口发命令即可，方便用户使用，价格便宜 QQ:2425053909(注明加密芯片)
目录 1.概述 (2) 2.基本特征 (2) 3.通信协议 (2) 3.1.物理层 (2) 3.2.链路层 (3) 3.2.1. 通讯数据包定义 (3) 3.2.2. 协议描述 (3) 3.3.数据单元格式 (4) 3.3.1. 命令单元格式 (4) 3.3.2. 应答单元格式 (4) 4.国密芯片加解密指令 (5) 4.1.SM1算法操作指令 (5) 4.2.SM4算法操作指令 (5) 4.3.SM7算法操作指令 (6) 4.4.SSF33算法操作指令 (7) 4.5.SM3算法操作指令 (7)
1.概述 本文档适用于使用国密算法芯片进行终端开发的用户。终端开发者通过发送串口命令的方式操作国密芯片进行数据交换，国密产品应用开发。通过阅读本文档，终端开发者可以在无需考虑国密算法实现细节情况下，借助国密芯片来迅速改造现有系统使之适合国密应用。 2.基本特征 芯片的基本特征见下表： 3.通信协议 3.1.物理层 国密芯片采用系统供电方式，电压5V或者3.3V。国密芯片串口与系统MCU 串口相连，异步全双工通讯，波特率默认为115200bps。数据格式为1位起始位、8位数据位和1位停止位，无校验位。 系统MCU向国密芯片发送命令时，在同一个命令内，相连两个发送字符之间的间隔不应大于10个字符时间，否则国密芯片可能会认为命令超时导致无任何响应。
可重构信息安全SoC芯片的设计与实现 摘要：介绍了一款可重构可重构信息安全信息安全SoC芯片的设计与实现，采用IP 桥等可重构优化技术有效地整合了系统资源，使所设计的芯片性能更高、规模更小、功耗更低。关键词：可重构信息安全SoC IP桥技术 当前,信息安全防护已经从传统的单点信息加密发展到了以芯片级硬件防护为基础,构建覆盖全网络系统的信息保障体系。基于芯片级的硬件解决方案已经成为保证信息安全的最可靠的途径。可重构信息安全SoC芯片是基于信息安全服务、面向安全应用、向微型信息安全设备提供密码服务的基础部件,可广泛应用在安全电子支付、身份识别、社会保障、安全电子载体高性能加解密、生物特征识别、金融智能卡、面向城市基础设施的智能IC卡、电子护照和可信计算等安全领域。由于信息安全SoC芯片有着如此众多的应用,因此其开发必须很好地解决应用多样性和开发通用性的问题,使所开发的产品具有智能化、模块化、可裁减、可重构等特征。正因为信息安全SoC芯片所处理的大都是敏感信息和秘密信息,所以在芯片开发时必须着重考虑系统的安全性。基于上述因素,在系统整体功能不变的前提下,笔者利用可重构的思想、相关优化技术、安全防护技术,有效地整合系统中的有限资源,设计实现了一款可重构信息安全SoC芯片。所制定的通用灵活的IP核接口,引入了较为完备的安全机制,使之具有快速的数据加密与解密、数字签名与身份认证等功能;所采用的优化技术提高了系统性能,降低了系统规模和功耗,能更好地满足智能IC卡及安全电子载体USB key等相关安全设备的安全需求、规模限制和功耗要求。1 SoC芯片的系统结构设计基于密码应用的信息安全SoC 芯片系统结构由系统控制模块控制模块、密码服务模块、存储器控制模块、功能辅助模块、通信模块及系统总线模块组成,。 (1)系统控制模块。该模块是整个安全SoC芯片的系统核心,在系统软件的控制下,用于协调系统中各个模块的运行。该模块采用具有自主知识产权的微控制器(MCU),完全兼容8052指令集,并针对密码应用和密码服务进行了优化设计,设计出了专用的密码服务指令,从而大幅度提升了密码服务时数据处理的效率。(2)密码服务模块。该模块用于向系统提供密码服务,由DES/TDES和RSA两个密码子模块构成。DES/TDES分组密码模块,提供分组密码算法服务,可用于高速数据处理;RSA公钥密码模块,提供公钥密码算法服务,可用于低速数据处理、数字签名及身份认证等服务。(3)功能辅助模块。该模块向系统提供密码辅助功能,由真随机数发生器和16/8除法器两部分组成。真随机数发生器向系统提供真随机数服务;16/8除法器用于在进行随机数素性判定时实现快速的16位/8位除法。(4)存储器控制模块。该模块用于控制各存储器地址分配、数据选择,由存储器切换模块和存储器动态配置动态配置模块两部分构成。利用存储器切换模块,通过装载工具配置相应的寄存器,对SoC芯片进行操作系统升级更新;存储器动态配置模块,对系统中各存储器进行整合,通过配置相应的控制寄存器,对指令存储器和数据存储器的容量进行动态配置。(5)通信模块。该模块用于和外部进行数据通信。本设计中的外围接口采用智能卡通用接口,接口模块包括USB接口模块和串行接口模块。USB接口模块支持USB1.1标准, 通信速率为1.5Mbps, 支持HID类规范,支持控制传输和中断传输;串行接口模块采用异步半双工模式,符合ISO/7816-3智能卡接口标准。(6)系统总线。系统总线包括控制总线、地址总线及数据总线。为了防止芯片被破解或芯片内的关键信息被窃密,系统总线模块中引入了总线加密机制,即在存储器与各系统模块之间添加总线安全模块,用于进行总线数据的安全传输。2 密码服务模块的设计密码服务模块的设计,特别是密码服务模块中各子模块的接口设计一直是信息安全SoC芯片系统设计的重点,设计的优劣直接关系到信息安全SoC芯片的整体性能,因此本文对其进行重点描述。2.1密码服务模块结构设计在信息安全SoC芯片系统中,为了满足不同的密码需求,
芯片安全介绍 2011年
目录 ?芯片破解现状?有关CC认证?Flash与ROM差异?其他行业安全现状
Mifare1破解始末及影响 2008年2月美国和德国黑客宣称完全破解了Mifare1 Mifare1为NXP(原Philips）公司的非接触逻辑加密IC 卡产品 广泛应用于公交、门禁系统中。 国内公交市场 累计到2008年总量1.5亿90%采用M1，10% CPU卡
Mifare1破解始末及影响 德国的学者Henryk Plotz， 和弗吉尼亚大学的在读博士Karsten Nohl 两人采用反向工程和物理电路分析，逐层分析数万个逻辑电路单元 确定其算法的核心是16字节随机数 找到预测随机数规律，能够预测下一次的随机数 算法体系被破解。 全世界M1卡系统都存在风险。 国内公交系统2009～2011年新发卡5000万，60%为CPU卡
英飞凌芯片被攻击及影响 2010年2月12日2010年黑帽会议（Black Hat） 展示对IFX SLE66 CL PE进行破解的成果 Christopher Tarnovsky，前美国军事安全专家，为安全公司Flylogic工作 实现物理访问芯片硬件，手段为电 子显微镜，酸性溶液，探针 20万美金设备，6个月，300个样 片，此前收集各种芯片并准备工作 2年； 该芯片通过CC EAL5+认证，硬件的 最高安全等级；
SLE66被攻击始末及影响 Tarnovsky采用的是非常规的探针攻击， 通过一些极其复杂的物理和化学手段绕过芯片上的主动屏蔽层(active shield)， 从而探测CPU 内部的明文数据。 在演示中，当读出部分芯片 自检产生的字节后，芯片立 即停止了工作。 此类探针攻击属于CCEAL的标 准评测项目。该款芯片已经 针对此种攻击进行了保护。
随着信息化建设在我国的深入开展，信息网络安全已成为普遍关注的课题。基于国家政策的大力支持和信息安全行业的市场推动，我国的信息安全产品也逐步发展成为一个比较完善的产品体系。 本文着重介绍密码产品及由其构成的信息安全产品。 信息安全产品所依赖的的安全技术主要包括密码技术、身份认证、访问控制、虚拟专用网（VPN）、公共密钥基础设施（PKI）等。 信息安全产品分为四个层次：基础安全设备、终端安全设备、网络安全设备、系统安全设备等。 这些信息安全产品可以组成不同的行业安全解决方案。 信息安全产品体系见下图。 图1 安全产品体系结构 一基础安全设备 基础安全设备包括：密码芯片、加密卡、身份识别卡等。 密码芯片是信息安全产品的基础，为安全保密系统提供标准的通用安全保密模块，根据算法类型的不同可以分为对称算法芯片和非对称算法芯片。密码算法芯片作为通用安全模块可以配置在单机或网络环境中，应用于不同类型的密码设备。算法可以灵活配置。分为ASIC密码芯片和FPGA密码芯片两种形式。
奥地利Graz理工大学通信与应用研究所RSAγASIC密码芯片在200MHz时钟下，1024BIT模长，RSA签名速度为2000次/秒。 密码芯片作为安全技术的核心部分，可以为二次开发商、OEM商和用户提供丰富的安全开发途径。 加密卡分为加密服务器和加密插卡（简称加密卡），通常以应用程序接口（API）的方式提供安全保密服务。加密服务器是为局域网上的主机提供加密服务的专用整机式密码设备。加密卡是为PC机或主机等提供加密服务的插卡式密码设备。加密卡通常提供数据加密、数字签名、信息完整性验证、密钥管理等功能，应用于电子商务、企业业务系统和办公系统、VPN设备等应用环境中。 国内外厂商可以依据具体业务基于加密卡进行二次安全开发。 身份识别卡种类较多，主要有智能动态令牌、音频动态口令牌、电子钥匙等，用在单机、电话网、局域网及广域网中识别用户身份合法性的场合。其特点是用户用来验证身份的口令每次都不一样，避免了静态口令易被盗用和攻击情况的发生。主要用于用户接入控制方面，如门禁系统、电话炒股系统、电话抽彩系统、网络接入认证系统等。 智能动态令牌作为通用的简易型访问控制产品在世界上已形成较大的市场份额。SOFTPROTEC公司的数字钥具有微机启动控制和登陆限制功能。 二终端安全设备 终端安全设备从电信网终端设备的角度分为电话密码机、传真密码机、异步数据密码机等。 电话密码机和传真密码机通常分为一体式和门卫式两种，用来对互相通信的两对电话或传真进行加解密，同时还具有身份认证的作用。 异步数据密码机用来对点对点异步拨号通信的微机或者其他设备进行通信加解密，用在公网中需要进行保密拨号通信的场合。 三网络安全设备 网络安全设备从数据网和网络层考虑，可以分为IP协议密码机、安全路由器、线路密码机、防火墙等。 IP协议密码机主要用于因特网或企业网的数据加密传输，如广域网上不同LAN间，或LAN内工作组间的IP 层保密通信。它提供透明的IP层数据加密传输服务，不影响原有网络结构，不影响原有网络功能，无须修改客户端或服务器端的软件，通信策略灵活，可支持保密通信和明通多条通道，具有高效、安全、用户透明等特点。 IP协议密码机常用来在广域网上为特定的用户构建一个安全的VPN系统。 安全路由器除了具备普通路由器的通信与路由功能外，还提供数据加密和防火墙等网络安全功能，集信道加密、异网互连和网络管理于一身。用户可以选择实现密通和明通功能。 安全路由器可与IP协议密码机一起组建安全的VPN系统。
国密算法 --TF32A09系列芯片 赵玉山1371 899 2179 芯片概述： TF32A09系列芯片采用独有的数据流加解密处理机制，实现了对高速数据流同步加解密功能，在加解密速度上全面超越了国内同类型芯片。 TF32A09系列芯片集成度高、安全性强、接口丰富、加解密速度快，具有极高的性价比。该系列芯片可广泛的应用于金融、电子政务、电子商务、配电、视频加 密、安全存储、工业安全防护、物联网安全防护等安全领域。 芯片架构：
关键特性： ?CS320D 32位安全内核，外部总线支持8位/16位/32位访问； ?工作频率可达到100MHz； ?64k Byte ROM，可将成熟固件或受保护代码掩膜到ROM，密码算法使用MPU保护； ?20kByte 片内SRAM，从容完成高速数据处理； ?512kByte Nor Flash，满足不同客户应用要求； ?拥有两个USB—OTG 接口，可根据应用需求设置成Host或Device ； ?集成多种通信接口和多种信息安全算法（SM1、SM2、SM3、SM4、3DES、RSA等），可实现高度整合的单芯片解决方案； ?支持在线调试，IDE 调试环境采用CodeWarrior。 内部存储器： ?20KB SRAM ?64KB ROM ?512KB FLASH 芯片外部接口：
技术参数： 1. 工作电压： 2.4V~ 3.6V 2. 频率：最高可达100MHZ 3. 外形尺寸：TF32A9FAL1（LQFP176，20X20X1.4mm ） TF32A9FCL1（LQFP80，10X10X1.4mm ） TF32A9FDL1（LQFP64，10X10X1.4mm ） 芯片优势： ? 自主设计，国产安全芯片 ? 专利设计，加密传输速度快 ? 拥有两个USB —OTG 接口，高速流加密 ? 接口丰富 ? 集成国密算法 外设模块 176Pin 芯片 80Pin 芯片 64Pin 芯片 USB1 ● ● ● USB2 ● ● 7816-1(智能卡) ● ● ● 7816-2(智能卡) ● ● SPI1 ● ● ● SPI2 ● UART1 ● ● ● UART2 ● ● NFC(nandFlash) ● ● I2C ● ● ● KPP(键盘) ● GPIO 32 16 2
TF32A09系列芯片 赵玉山1371 899 2179 芯片概述： TF32A09系列芯片采用独有的数据流加解密处理机制，实现了对高速数据流同步加解密功能，在加解密速度上全面超越了国内同类型芯片。 TF32A09系列芯片集成度高、安全性强、接口丰富、加解密速度快，具有极高的性价比。该系列芯片可广泛的应用于金融、电子政务、电子商务、配电、视频加 密、安全存储、工业安全防护、物联网安全防护等安全领域。 芯片架构：
关键特性： ?CS320D 32位安全内核，外部总线支持8位/16位/32位访问； ?工作频率可达到100MHz； ?64k Byte ROM，可将成熟固件或受保护代码掩膜到ROM，密码算法使用MPU保护； ?20kByte 片内SRAM，从容完成高速数据处理； ?512kByte Nor Flash，满足不同客户应用要求； ?拥有两个USB—OTG 接口，可根据应用需求设置成Host或Device ； ?集成多种通信接口和多种信息安全算法（SM1、SM2、SM3、SM4、3DES、RSA等），可实现高度整合的单芯片解决方案； ?支持在线调试，IDE 调试环境采用CodeWarrior。 内部存储器： ?20KB SRAM ?64KB ROM ?512KB FLASH 芯片外部接口：
技术参数： 1. 工作电压： 2.4V~ 3.6V 2. 频率：最高可达100MHZ 3. 外形尺寸：TF32A9FAL1（LQFP176，20X20X1.4mm ） TF32A9FCL1（LQFP80，10X10X1.4mm ） TF32A9FDL1（LQFP64，10X10X1.4mm ） 芯片优势： ? 自主设计，国产安全芯片 ? 专利设计，加密传输速度快 ? 拥有两个USB —OTG 接口，高速流加密 ? 接口丰富 ? 集成国密算法 外设模块 176Pin 芯片 80Pin 芯片 64Pin 芯片 USB1 ● ● ● USB2 ● ● 7816-1(智能卡) ● ● ● 7816-2(智能卡) ● ● SPI1 ● ● ● SPI2 ● UART1 ● ● ● UART2 ● ● NFC(nandFlash) ● ● I2C ● ● ● KPP(键盘) ● GPIO 32 16 2
光学与电子信息学院课程考查答题本 电子、集成专业 （2013 ——2014学年第一学期） 课程名称集成电路工程前沿技术概论 课程类别□必修限选 班级集成1001班 学号U201014182 姓名乔义飞 任课教师刘政林 考试日期2014年1月9日
成绩评定任课教师
注：无任课老师签名成绩无效。 安全芯片攻击防御技术研究 摘要： 信息安全技术在国家安全和社会经济生活中发挥着极其重要的作用,而各种安全芯片是信息安全技术不可或缺的硬件载体。目前由于SoC技术的进步,安全芯片已经发展成为功能齐全,软硬件结构复杂的嵌入式系统,但是同时安全芯片却普遍存在着安全性问题,尤其是旁道攻击技术的存在,对安全芯片构成了严重的威胁。本文简要介绍了三种针对密码系统的攻击方法，然后详细介绍了其中的旁道攻击的各种方法及其特点，最后介绍了安全芯片的旁道攻击防御技术的现状与发展趋势。 关键词：安全芯片旁道攻击防御技术
一、引言 随着现代社会的日益信息化、数字化与网络化,人们对信息安全技术的需求越来越广泛和深入,信息安全技术的应用领域从传统的军事、政治部门逐步扩展到社会经济生活的各个角落,信息安全产品成为整个社会良性运转的重要保障。信息安全技术历来是捍卫国家安全的有力武器,目前信息与通讯技术十分发达, 通讯交互过程变得十分频繁和复杂,如果没有可靠的信息安全机制,那么重要的军事、政治信息将在各种通讯渠道中泄漏出去,从而对国家安全造成严重的危害。由于互联网的普及,网络生活成为社会生活的一部分,电子商务和电子政务将极大地便利人们的生活,而信息安全技术则是这两种业务健康发展的基础。 近几十年了集成电路技术有了突飞猛进的发展,各种集成电路构成了现代电子设备的基石,信息安全技术也依赖于相应的安全芯片作为硬件载体。安全芯片是很多信息系统的重要组件,系统的原始信息经过安全芯片的处理才能够进行安全地传输和交换。安全芯片一些典型的例子如:智能卡芯片,无线局域网安全芯片,虚拟个人网(VPN)相关芯片等。另外为了进一步解决各种安全问题,下一代可信计算机和各种移动终端也都将应用各种安全芯片。安全芯片形式多样,包括简单的数据保护电路,密码算法硬件加速器,以及内嵌CPU的SoC系统等,各类安全芯片的研究、设计、制造和应用己构成一个相对独立的技术领域,形成了一定的产业规模。 二、针对密码系统的攻击方法 在密码学领域，攻击和防御是一个永恒的主题,对各种攻击的抵抗能力正是密码系统安全性的证明,在实际应用中,目前不存在理论上不可破译的密码,一种密码只需要实际应用上不可攻破就是一种安全的密码一就是说该密码在有限时间有限人力基础上不可破译,或者攻破它所花费的代价远大于保密信息的价值。这也是密码系统的实际意义所在。 2.1 对密码系统的数学攻击 一般而言,评定一个安全的密码系统往往将密码算法建模为一个理想的数学
NB-IoT芯片安全时代 作为继计算机、互联网之后世界信息产业发展的第三次浪潮，物联网正携迅猛势头加速商用。特别是作为物联网前序技术的NB-IoT，连接数正呈现几何级增长。 据统计，2016年全球使用64亿物联网设备，比2015年增长了30%，市场规模约为1200亿元。而当前只有10%的IoT应用是基于蜂窝网络的，NB-IoT的连接个数约为6.4亿个。在我国，NB-IoT在运营商、设备商、终端芯片厂商等合力推动下，仅用两年时间就实现了突破性发展。从2015年启动立项，到去年6月技术标准冻结，再到今年8月工信部颁发物联网号段，NB-IoT一路高歌猛进。 但是，在连接数巨增背后，也增加了信息安全的风险。由于物联网设备采集数据后将通过无线通信技术经由互联网和云共享信息，如
果没有数据安全防护，无异于将自身财产置于各种威胁中。2016年Mirai物联网僵尸肆虐全球，再次敲响信息安全的警钟，面对日益增多的潜在威胁，做好系统核心数据和用户隐私数据的保护，是物联网行业健康发展的关键。 在这一背景下，近日，在北京举行的中国国际信息通信展览会期间，中兴微电子推出了国内首款NB-IoT安全芯片RoseFinch7100。在发布会现场，中兴微电子技术有限公司副总经理龙志军表示，这是国内第一款自主研发的TEE(Trusted Execution Environment)安全框架的物联网芯片。 多重优势护佑NB-IoT安全 据悉，RoseFinch7100最主要的亮点是安全，支持TEE可信执行环境，即每个芯片TEE里有独一无二的ID，该ID在云端备案，所有信息都以该ID为基础加密，可有效防御“云-管-端”传输链路信息泄露。
信息安全讲座
几个名词 ?Digital World 数字世界 ?Real World 真实世界 ?DCS : Data and Communication Security, 数据和通信保护 ?IS：Information Security，信息安全 ?KS：Knowledge Security，知识安全
从人类文明看安全问题 在人类社会文明进程中，在知识、遗传、财富、权利、组织、竞争和文化诸方面，安全性问题始终贯彻其间, 安全性概念和内涵在不断发展和进步。 –原始文化（Prime Culture,PC） –农业文明（Agriculture Civilization, AC） –工业文明（Industry Civilization, IC） –知识文明（Knowledge Civilization, KC） –精神文明（Spirit Civilization, SC）
从文明的纵向结构（何传启）看由DCS、IS 到KS的进程-- 时代文明结构结构特点安全性特征工具时代PC文明的基础隐藏 农业时代AC、IC、KC、SC 农业文明为主DCS 工业时代IC、AC、KC、SC 工业文明为主IS 知识时代KC、IC、AC、SC 知识文明为主KS
知识文明的概念 ?知识文明指的是知识生产、传播和服务的产品、方法和制度等方面所取得的成果和达到的水平。?何传启先生预测1971年到2100年这130年是知 识文明的发展阶段，可分为四个时期（下表）。
四个时期的划分 阶段年代特征 起步期1971—1992信息革命、高技术发展期1993—2030学习革命、Cyberspace 成熟期2031—2060生命控制、知识创新过渡期2061—2100时空控制、重返自然