加密芯片的原理是什么?

最近很多客户都要求用加密芯片，就是板子上布一个加密芯片, 用它来加密, 它是如何加密的呢?

李阿淇

2016-3-31 15:26:49

加密芯片的原理通常分为以下几种：
1 芯片内部置入数据，通过对比数据是否相同
缺点：容易被模拟
2 板子与加密芯片同时置入密钥（可相同，或者通过特别数据运算后相同），同时加密随机数（不会重复使用），根据结果来判定是否为合法芯片。
优点：不会被模拟
缺点：如果板子程序被破，加密芯片就会失效
3 板子部分程序移植到加密芯片中，需要时调用加密芯片功能
优点：不会被模拟；板子程序被破而加密芯片不被破，不会影响程序安全
1 2 3方案安全性是递增的，也是加密芯片发展的方向

wyj2298864233

2016-3-31 16:01:02

第3种能移植程序？有哪些芯片是符合这种要求的呢？

李阿淇

2016-3-31 16:07:29

引用: wyj2298864233 发表于 2016-3-31 16:01
第3种能移植程序？有哪些芯片是符合这种要求的呢？

对，目前做得比较好的应该是LKT系列的芯片了，之前我用过LKT4200这款，程序容量可达几十K，还有数据存储和DES加密等功能，你可以申请样片试一下，技术服务也很详细

于小刚

2016-8-22 20:26:42

LKT芯片确实有很多优点，
容量大、智能卡芯片内部有自己的mcu，而且最为关键的是可以设置自定义的逻辑功能，比如取反、异或等基本操作，底层还有3DES加解密算法、随机数算法等，有的甚至用这个空间做出了RSA与非标混合的自定义算法，非常强大。
建议对安全有高要求的工程技术人员可以关注下。

jfm365

2016-12-21 13:40:18

加密方案

目前市场上很多嵌入式产品方案都是可以破解复制的，主要是因为方案主芯片不具备防破解的功能，这就导致开发者投入大量精力、财力开发的新产品一上市就被别人复制，到市场上的只能以价格竞争，最后工厂复制的产品反而价格更有优势，因为他们的开发投入几乎可以忽略不计。

所以针对这种主芯片可以被破解的产品方案，开发者需要在开发时在产品方案中使用加密芯片并设计合理的加密方案。开发者首先需要选定性价比高的加密芯片，然后再设计加密方案。

市面上加密芯片一般有两种：一种是传统的逻辑加密芯片，可配数据与主芯片做相互认证起到简单的加密功能；另一种是智能卡内核的可编程CPU加密芯片，可以将主芯片部分核心的算法、功能代码以及核心数据放入加密芯片。

本方案选用具有智能卡内核的加密芯片SMEC98SP来举例实现使用STM32作为主芯片的产品的加密方案。SMEC98SP提供2K Bytes RAM、24K Bytes CODE，8K Bytes Data，用户可根据自己的需要来编程设计SEMC98SP与STM32配合的加密方案。下表为SEMC98SP与STM32配的的各种加密功能说明，具体可参见SMEC98SP评估板（STM32）源代码。

注：

① STM32与SMEC98SP间的I2C协议指令接口规则开发者自定义。

② 上述加解密密钥均为对称DES或3DES密钥，每一对密钥开发者须在开发时分别在STM32和SMEC98SP上同时存储相同的值。

③ 上述随机数都是8字节随机数，加解密算法采用DES或3DES。客户也可以根据自身需要设计或使用其他加解密算法。

④ SMEC98SP随机数发生器产生的随机数是真随机数，这样可以保证关键数据在通讯时每次都是随机数参与的，每次通讯的数据密文都是不一样的，可有效防止破解者在I2C通道上的数据监听分析。

⑤ DES或3DES加解密数据块必须为8字节整数倍，加密原始数据不是8的整数倍的按开发者自己定义补足8的整数倍，对于密文读写数据建议按LV结构补，比如：

原始数据为1122334455，补数后的数据为0511223344558000；
原始数据为11223344556677，补数后的数据为0711223344556677
原始数据为1122334455667788，补数后的数据为08112233445566778880000000000000

希望这个资料对大家有所帮助。

加密方案

目前市场上很多嵌入式产品方案都是可以破解复制的，主要是因为方案主芯片不具备防破解的功能，这就导致开发者投入大量精力、财力开发的新产品一上市就被别人复制，到市场上的只能以价格竞争，最后工厂复制的产品反而价格更有优势，因为他们的开发投入几乎可以忽略不计。

所以针对这种主芯片可以被破解的产品方案，开发者需要在开发时在产品方案中使用加密芯片并设计合理的加密方案。开发者首先需要选定性价比高的加密芯片，然后再设计加密方案。

市面上加密芯片一般有两种：一种是传统的逻辑加密芯片，可配数据与主芯片做相互认证起到简单的加密功能；另一种是智能卡内核的可编程CPU加密芯片，可以将主芯片部分核心的算法、功能代码以及核心数据放入加密芯片。

本方案选用具有智能卡内核的加密芯片SMEC98SP来举例实现使用STM32作为主芯片的产品的加密方案。SMEC98SP提供2K Bytes RAM、24K Bytes CODE，8K Bytes Data，用户可根据自己的需要来编程设计SEMC98SP与STM32配合的加密方案。下表为SEMC98SP与STM32配的的各种加密功能说明，具体可参见SMEC98SP评估板（STM32）源代码。

注：

① STM32与SMEC98SP间的I2C协议指令接口规则开发者自定义。

② 上述加解密密钥均为对称DES或3DES密钥，每一对密钥开发者须在开发时分别在STM32和SMEC98SP上同时存储相同的值。

③ 上述随机数都是8字节随机数，加解密算法采用DES或3DES。客户也可以根据自身需要设计或使用其他加解密算法。

④ SMEC98SP随机数发生器产生的随机数是真随机数，这样可以保证关键数据在通讯时每次都是随机数参与的，每次通讯的数据密文都是不一样的，可有效防止破解者在I2C通道上的数据监听分析。

⑤ DES或3DES加解密数据块必须为8字节整数倍，加密原始数据不是8的整数倍的按开发者自己定义补足8的整数倍，对于密文读写数据建议按LV结构补，比如：

原始数据为1122334455，补数后的数据为0511223344558000；
原始数据为11223344556677，补数后的数据为0711223344556677
原始数据为1122334455667788，补数后的数据为08112233445566778880000000000000

希望这个资料对大家有所帮助。

雷文聪

2017-7-12 14:10:08

受到警告

提示: 作者被禁止或删除内容自动屏蔽

Peter1817250261

2017-8-1 09:49:24

在如今这个信息化时代，加密芯片已然是不可缺少的产品,如何正确选用有效的加密芯片呢,相信很多人都不知道该如何选择。

韩国NEOWINE是一家研发和销售防复制加密芯片的公司，拥有强大加密功能的ALPU系列芯片是这家公司的主力产品,且提供的价位低。

ALPU系列芯片工作原理为在被保护器件的引导区写入密钥，从而防止器件内的软件代码被恶意拷贝，这是ASIC方式制造的，就是硬件方式的加密芯片，所以加密性很强.目前用的加密芯片是EEPROM方式的，这种芯片的空间上要放进需要的软件密码的。因为EEPROM方式的芯片是能打开并且可以看到里面的设置，所以很容易复制。而ASIC硬件方式是不太容易复制芯片，半导体整个的一面一面分析的话才能知道里面的数据。不过，这样做的话不仅很难实行而且费用昂贵，所以一般人没有办法复制到这样加密芯片。这个加密的原理是软件+硬件，软件计算结果和硬件计算结果要一致才能通过检测，从而防止直接从存储器中直接copy出binary code，并进行简单抄板就能复制出原产品来。如果有高手能反汇编二进制文件，找到你们程序中调用我们的库的代码的入口，并绕过去，当然我们的加密就被破了。当然这是理论上的可能而已，现实中完成这样的事情需要极高的技术手段和极多的时间，所以可以认为是约等于零的小概率事件。

ALPU加密芯片特点及优势：
1.符合I2C总线标准，支持两位I2C地址选择
2.硬件的唯一性，因为从wafer开始就为每家客户定制唯一ID序列号来区别。
3.硬件与软件结合，原厂根据客户系统运行平台特点针对性为客户写LIB，不同的编译器，不同的运行平台，不用的CPU，LIB各不相同，这就大大增强了安全性能。
4.空LOGO，客户可写自己的标志，提供完全客制化产品
5.由原厂提供唯一ID序列号的IC 和针对性唯一的LIB，客户无需花钱买烧录器自己写自己烧，省时省力又省钱，并减少客户的工作量
6. 应用AES 128加密技术，随机数据随机运算。
7.内置64 bit OTP功能，帮助客户管理出货数量及窜货的问题。

ALPU除了防复制功能外，还搭载了很多新的功能。
NEOWINE之前的产品只具有防复制的功能，为了客户的费用节减及性能的提高，最近的新产品上追加搭载了：遥控（Remocon）, RTC(Real-time Clock),唤醒（Wake Up）, POR(Power On Reset), GPU等几种功能。
机顶盒,DVR, PVR, 卫星导航仪, LCD TV, DViX, 无线电话, 手机…这些产品的共同点就是都要加入遥控（Remocon）功能。使用NEOWINE加密芯片的话，不必另外使用遥控用IC也能做到遥控机的收信功能，从而做到费用节减。
关于唤醒（Wake Up）功能，像ALPU-M的话，使设备正常工作为止，所消耗的电量，可以设置为不超过10分之1瓦特，而且可以通过这个把待机电流减少到30分之1；此外还内置了为驱动RTC，不需单独安装晶体（Crystal）的RTC、 Power on reset、GPU等功能。

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