目錄

一、 為什么要用加密芯片... 2

二、 加密芯片安全性考慮要素... 3

三、 加密芯片的硬件安全性... 3

四、 加密芯片的軟件安全性... 5

1. 真值點判斷工作模式... 5

2. 數(shù)據(jù)加解密工作模式... 6

3. 功能運算工作模式... 8

五、 結(jié)束語... 9

href="">一、 為什么要用加密芯片

原因很簡單：MCU很容易被破解！ 圖一為本人定期收到一家芯片解密公司的廣告。不斷有新的芯片被解密成功。破解一顆芯片，便宜的幾百元，貴的幾萬元。記得15年前Cypress的一款USB芯片Cy63001，號稱不可被破解，當時我也問過市面上各家芯片破解公司，都說無法破解。后來我興致勃勃地把它開發(fā)出來芯片解密outchip，并快活的收取著licese費用。沒想到好景不長，只過了2年，這顆芯片就可以被破解，破解費5萬元。這后又過1年，這顆芯片的破解費迅速降到500元！下降速度超過中國股市……

圖1：定期收到芯片解密廣告

這些芯片破解公司可以非常容易的破解MCU，提取芯片里面的二進制代碼，還可以將代碼進行反匯編，進行跟蹤、調(diào)試。

如果在設計方案上加一顆加密芯片，并讓主控MCU在工作的時候，跟這顆加密芯片有交互。這樣即使主控MCU被破解，整套方案，沒有了這顆加密芯片也是運轉(zhuǎn)不起來的。

那么問題來了，這顆加密芯片是否安全可靠，是否能夠不被破解？這就下面要講的內(nèi)容。

href="">二、 加密芯片安全性考慮要素

加密芯片承載著整套方案的安全重任，其本身是否安全可靠，至關重要。衡量一顆加密芯片是否足夠安全，主要考慮2方面：硬件、軟件。

市面上的加密芯片五花八門，種類繁多，讓我們看的眼花繚亂。一個加密芯片是否足夠安全，加密芯片本身的硬件結(jié)構(gòu)，至關重要。如果加密芯片自身能夠像主控MCU一樣被破解，那么整套方案就毫無安全可言。

在加密芯片硬件可靠的基礎上，使用的是哪種軟件方案也同樣重要。有一些加密芯片硬件安全度很高，不可被破解，但使用的軟件方案不好，這樣也會被搞芯片破解的人，輕而易舉的改動主控芯片的二進制碼，跳過加密芯片運行，或者在功能上模擬出一樣的加密芯片，從而破解整套方案。

一個好的安全加密芯片不但要有安全可靠，不可被破解的物理硬件，還要有可靈活設計的軟件。二者缺一不可，否則再好的硬件，會因為軟件設計的限制，被破解。再好的軟件設計方案，也會因為，硬件安全程度不夠，被侵入者全盤復制。

href="">三、 加密芯片的硬件安全性

上世紀70年代初期，嵌入式系統(tǒng)是由分離部件如：CPU、ROM、RAM、I/O緩存、串口和其他通信與控制接口組成的。我們可通過早期的單板機，清楚地看到，如圖：

圖2：早期單板機

有一些加密芯片，使用比較偏門的MCU實現(xiàn)(甚至一些MCU訂制廠商，同時也在賣加密芯片)。這些加密芯片，再偏門，也能夠被芯片破解者通過侵入式或非侵入式攻擊，輕松得到加密芯片的內(nèi)部代碼，然后破解者從加密芯片廠商購買同樣加密芯片，自行燒錄，從實現(xiàn)整套方案破解。

目前智能卡芯片內(nèi)核的加密芯片，最為安全可靠。其他的內(nèi)核芯片，都有可能被破解。智能卡內(nèi)核之所以最安全，是因為其使用了存儲器總線加密技術，頂層金屬網(wǎng)絡設計，混合邏輯設計等，并且智能卡芯片提供了很多的防止攻擊保護，如：防止電源噪聲攻擊，時鐘噪聲攻擊等等。有興趣的可以搜索一篇《MCU芯片加密歷程》的文章。

圖3：智能卡存儲器總線加密技術，存儲器中的數(shù)據(jù)都是密文存儲，

即使被入侵者得到，也無法使用。

目前銀行卡、電信SIM卡，社?？ǖ壬婕暗藉X的安全領域，基本上都是使用智能卡芯片，并且各自都有其行業(yè)規(guī)范。就是因為智能卡芯片的安全程度最高，物理上被攻擊的可能性極小。