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移动安全加密存储- SD加密卡

已有 362 次阅读2012-12-18 13:50 | 关键词: 移动加密存储

随着移动互联网的蓬勃发展,各种手机上的应用层出不穷,对移动安全的要求也越来越高。安全存储主要是对移动终端内的数据进行保护,是移动安全的关键部分。作为一个新兴的领域,将会具有广阔的市场前景

 

万协通推出自行研发设计的第二代安全SD芯片,为移动应用客户带来更加安全的移动存储解决方案

 

第一代安全SD芯片主要应用领域集中在认证功能,被称为SD-key芯片,

它们的主要应用场景是针对金融领域的移动支付。

 

第一代SD-key芯片的内部结构是由三颗芯片构成,SD控制器,安全芯片,

Flash存储。芯片的主控制是由SD控制器完成,安全芯片作为一个从属芯片,只是实现一部分具体功能。这样的结构在对数据进行加密存储时具有很大的局限性。

1)  存储过程复杂,无法做到通用软件文档透明加解密:

一代SD-key在对文件做加密存储时必须调用芯片的API接口指令,首先调用加密API把数据经芯片加密后回传上层应用软件,上层软件再调用存储API把数据保存到存储内。通用的软件只有改底层驱动才能做到API的调用,所以大多数的软件是无法做到透明加解密的,只有专用的软件才能由软件供应商修改存储模式,实现透明加解密。

2)  加解密速度低:

SD控制器与安全芯片的通讯接口为SPI串口,SD-key芯片中SPI的速度最大为1MB/s,加密存储过程中经过多次的API调用,实际的读写速度大约在200KB左右,远远满足不了存储速度的要求。

 

        第二代SD芯片不仅具有认证key的功能同时在芯片架构上对数据加密存储做了结构性的优化

安全芯片内部自带SD控制器功能,芯片的主控由安全芯片掌管,所有内部的控制指令全部由安全芯片下发,同时安全芯片和SD控制器模块之间额数据传输不再经过SPI接口,而是通过内部总线传输,提高了芯片的性能。

 

第二代SD安全芯片特性如下:

1) 支持通用上层软件文档的透明加解密存储

2) 加解密读写速度可以达到10-15MB/s

3) 可以为专用软件提供API接口,实现特定功能

4) 高集成度,功耗更低

5) 支持国密SM1-SM2RSADES3DES国际算法,应用领域广,真正做到一芯多用。

芯片特性:

u  高性能32CPU

ü  采用32bit 高性能安全RISC  CPU,哈佛结构,支持3级流水。

ü  16/32-bit mixed instructions with 16 GPRS

ü  地址可寻址空间16MB,支持硬件乘法器。

ü  具有MPU安全模块,可实现存储器访问权限控制

ü  支持16个中断源,具有四级中断优先级

ü  支持CPU 内部寄存器数据保护

ü  支持四种权限模式(可配置SPL0SPL3)

u  总线结构

ü  符合AMBA AHB协议

ü  CPU采用哈弗结构,具有ILMinstruction local memory bus),DLMData local memory bus

u  SD控制模块

ü  支持SD2.0协议,支持command class 024567810

ü  支持时钟频率0-50MHz,最大数据传输速度为25MB/sec

ü  支持SD模式的1bit4bitSPI模式的数据传输

ü  支持硬件CRC校验,其中命令线为CRC7校验,数据线为CRC16校验

ü  支持1024字节大小的数据缓存

u  Nand Flash控制模块

ü  兼容ONFI1.x2.2标准,支持主流Nandflash memory

ü  支持SLC/MLC/TLC

ü  兼容512/1024/2048/4096/8192/16Kbyte每页的Nand Flash Memory

ü  兼容8/16位数据宽度的Nand Flash Memory

ü  具有硬件ECC纠错功能(使用BCH纠错算法),最大纠错能力为60bits

ü  接口时序可以配置,配合固件可以实现均衡擦写、坏块管理、垃圾回收。速度最高可以达到20MByte/s

ü  支持双通道的Randomization,且每个通道可单独设置随机种子,支持不同的Randomization算法,延长Nand Flash寿命

ü  支持ONFI 2.x协议

ü  支持Toggle 1.0协议

ü  支持bad column check bad column skip功能

u  SRAM

ü  系统RAM32KB,支持8/16/32位访问,支持在SRAM中执行程序(运行速度:40MHz)

ü  UCAA使用的一个256x32bit的双口RAM

ü  41KByte RAM,被CPUSDSM1DESNFC等模块共享

ü  1256*8bit双端口SRAM,被CPUTYPEASWP共享

u  NOR FLASH548KB

ü  10年以上数据保持时间,10万次以上的重复擦写

ü  支持Page512bytes)、半Page256bytes)、Block8KB)、Chip的擦除

ü  支持Page512bytes)、半Page256bytes)编程

ü  Page/Page擦除时间:3msBlock擦除时间:3 msChip擦除时间:3ms , Page/Page编程时间:2ms

ü  支持8/16/32位读写

u  UCAA算法模块RSA+SM2

ü  支持32位访问。

ü  支持128位到2048位模乘和模幂,支持模长为160192224256 384521位的模运算

ü  SM2在密钥长度为192bit40MHz下,加密31/S,解密49/S,数字签名61/S,签名验证35/S,密钥对生成75/S

ü  SM2在密钥长度为256bit40MHz下,加密17/S,解密29/S,数字签名35/S,签名验证18/S,密钥对生成38/S

ü  RSA在密钥长度为1024bit40MHz下,加密294/S,解密11/S,数字签名11/S,签名验证333/S,密钥对生成1.3S/次。

ü  RSA在密钥长度为2048bit40MHz下,加密81/S,解密1/S,数字签名1/S,签名验证90/S,密钥对生成12.14S/次。

u  DES算法

ü  支持DES/3DES,支持ECB/CBC模式,能防DPA攻击

ü  3DES算法支持2-KEY3-KEY方式可配置

ü  DES40MHz ECB模式下,加密16.25MB/S,解密16.25MB/S

u  SM1算法模块

ü  硬件实现国家密码管理局推出的SM1对称分组密码算法

ü  支持 ECBCBCOFBCFB四种加解密模式

ü  SM140MHz ECB模式下,加密18.25MB/S,解密18.25MB/S

u  SWP

ü  符合ETSI TS 102.613 V7.6.0HCI V7.5,向下兼容低版本协议

ü  实现SWP MAC层协议,实现SWP LLCACT协议及SHDLC协议

ü  可通过软件配合实现对LLCCLT协议的支持

ü  支持SHDLC协议,参数可配置

ü  数据传输率:100K~1Mbps

u  TYPEA

ü  支持106kbit/s212kbit/s424kbit/s847kbit/s波特率

ü  符合ISO14443-2/3 TYPEA

ü  支持pause宽度进行特殊处理

ü  采用基于帧和基于字符两种发送方式。

u  EMI External Memory Interface)芯片外围扩展接口

ü  符合异步SRAM接口时序。

ü  11位地址总线,8位地址总线,异步SRAM接口。

ü  支持SM1DES模块分时复用。

ü  支持中断输出。

u  低功耗处理

ü  正常工作模式

ü  CPU Hold模式(Flash擦写、UCAA运算)

ü  Standby模式

支持SWP接口唤醒及支持GPIO0唤醒(沿唤醒,上升沿/下降沿可配置)

支持自动定时唤醒(ms级定时可配置,1~1023ms

u  真随机数发生器RNG

u  CRC模块 输出校验码为16

u  Timer

ü  支持216/32-bit timer

ü  支持132-bit Watchdog timer

u  VD/TD

ü  支持高低电压检测(低压检测范围:1.3V~1.5V,高压检测范围:5.6V-6.4V

ü  支持温度检测(检测范围:-40~+85度)

u  安全机制

ü  具有MPUEMMU安全模块,支持存储器访问权限保护机制

ü  支持CPU 内部寄存器数据保护

ü  支持SRAM数据、地址随机加扰,上电复位更新该随机数。

ü  支持安全算法区保护及安全算法下载,容量可配置(最大128KB)。

ü  真随机数

ü  电压、温度、频率检测

u  其它

ü  工作温度:-25 ~85

ü  存储温度:-­40 ~125

ü  工作电压:2.5V~3.6V(SD)

ü  ESD >4000VHBM

 

u  应用领域:

ü  标准TF(安全加密)

ü  射频TF卡片(SD+TYPEA 13.56MHz)

ü  标准SD(SD)

ü  加密机芯片(EMI 通用存储器)

ü  SD控制芯片或U盘控制芯片

ü  NFC(近场)

 

 

 


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