內(nèi)置34K字節(jié)高密度EEPROM和模算術(shù)處理器(MAP)的智能卡集成電路

文章出處：http://m.botanicstilllife.com 作者：意法半導(dǎo)… 人氣： 發(fā)表時(shí)間：2005年11月17日

意法半導(dǎo)體公司 陳德勇 關(guān)鍵字： EEPROM 模算術(shù)處理器(MAP) 智能卡集成電路

　　在今天的數(shù)字社會(huì)里，非對(duì)稱加密算法的開發(fā)為數(shù)字安全領(lǐng)域開拓了一片新天地。有了這種加密技術(shù)后，各種密鑰管理的實(shí)現(xiàn)變得非常容易，電子數(shù)字簽名也正在成為可能。
　　另一方面，便攜式用戶友好物理數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器安全技術(shù)的可行性，已經(jīng)在以芯片形式制成的卡片（智能卡）上得到驗(yàn)證。然而，由于智能卡加密算法的算術(shù)復(fù)雜性，安全數(shù)據(jù)交換的所有最優(yōu)工具至今還未實(shí)現(xiàn)全面融合。為解決這一問題，全球掀起了對(duì)復(fù)雜控制器智能卡的研發(fā)浪潮。本文主要介紹影響今天微電子工業(yè)的物理因素和制約條件。在論述過程中，為了便于讀者理解，我們將引用ST基于ST19X系列平臺(tái)的最新加密智能卡集成電路。
　　以下兩個(gè)特性是引起智能卡加密復(fù)雜性的主要因素:
　 （1）基于模算術(shù)的智能卡公用密鑰算法，目前，標(biāo)準(zhǔn)CPU并未為這項(xiàng)任務(wù)優(yōu)化。
　 （2）全部公用密鑰算法的安全性完全取決于算子的長(zhǎng)度。今天，512位算子是安全操作的基本條件，大多數(shù)運(yùn)營(yíng)商傾向于選擇1024位。對(duì)于32位處理器來說，這已經(jīng)是一個(gè)十分艱巨的計(jì)算任務(wù)了，對(duì)于8/16位處理器來說，其難度便可想而知了。
　　同時(shí)制約智能卡CPU性能還有另外兩個(gè)因素:
　 （1）尺寸限制：ISO7816標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，芯片尺寸在一個(gè)IC卡上的模塊最大的尺寸不能超過25mm2.
　 （2）電流消耗限制：電流消耗不僅受到ISO7816的限制，而且還受到移動(dòng)設(shè)備市場(chǎng)（如移動(dòng)電話）的影響，雖然ISO標(biāo)準(zhǔn)允許最大電流為200mA，但是，超過20mA的卡在市場(chǎng)上根本沒有銷路。
今天，廣泛使用的智能卡還是一個(gè)8位增強(qiáng)型的CPU，內(nèi)配一個(gè)處理算術(shù)計(jì)算的協(xié)處理器。因此，功能強(qiáng)大的32位CPU可望在來年具有廣泛的應(yīng)用前景。ST針對(duì)這一需求，專門研發(fā)了一個(gè)32位智能卡RISCCPU平臺(tái)SmartJ。我們將在下文中專門介紹這一平臺(tái)。
　　從性價(jià)比看，高性能CPU不能滿足用戶對(duì)性能的需求。實(shí)現(xiàn)主流非對(duì)稱加密算法RSA在5MHz時(shí)的可用計(jì)算次數(shù)之前，首先需要一個(gè)為算法而優(yōu)化的32位RISCCPU，以便實(shí)現(xiàn)不少于300ms典型加密／簽名次數(shù)。一個(gè)典型標(biāo)準(zhǔn)的8/16位CPU（采用0.6(m技術(shù))需要至少20mm2