同方微電子3S理念護(hù)航金融IC卡
2011年3月15日,中國(guó)人民銀行發(fā)布《中國(guó)人民銀行關(guān)于推進(jìn)金融IC卡應(yīng)用工作的意見》(以下簡(jiǎn)稱《意見》),決定在全國(guó)范圍內(nèi)正式啟動(dòng)銀行卡芯片遷移工作,“十二五”期間將全面推進(jìn)金融IC卡應(yīng)用,以促進(jìn)中國(guó)銀行卡的產(chǎn)業(yè)升級(jí)和可持續(xù)發(fā)展?!兑庖姟肪徒鹑贗C卡受理環(huán)境改造、商業(yè)銀行發(fā)行金融IC卡提出了時(shí)間表。在受理環(huán)境改造方面,在2011年6月底前直聯(lián)POS(銷售點(diǎn)終端)能夠受理金融IC卡,全國(guó)性商業(yè)銀行布放的間聯(lián)POS、ATM(自動(dòng)柜員機(jī))的受理金融IC卡的時(shí)間分別為2011年底、2012年底前,2013年起實(shí)現(xiàn)所有受理銀行卡的聯(lián)網(wǎng)通用終端都能夠受理金融IC卡。在商業(yè)銀行發(fā)行金融IC卡方面,2011年6月底前,工、農(nóng)、中、建、交和招商、郵儲(chǔ)銀行應(yīng)開始發(fā)行金融IC卡,2013年1月1日起,全國(guó)性商業(yè)銀行均應(yīng)開始發(fā)行金融IC卡,2015年1月1日起在經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)和重點(diǎn)合作行業(yè)領(lǐng)域,商業(yè)銀行發(fā)行的、以人民幣為結(jié)算賬戶的銀行卡均應(yīng)為金融IC卡。
為了配合銀行卡芯片遷移工作,同方微電子推出了THD86系列芯片,以“Structure,Scalable,Security”的“3S”理念護(hù)航銀行卡芯片遷移工作。目前金融IC卡對(duì)芯片的需求主要體現(xiàn)在功能性和安全性兩方面。功能性是指商業(yè)銀行現(xiàn)階段發(fā)行的金融IC卡多是金融應(yīng)用與行業(yè)應(yīng)用(如社保、公交、交通管理)相結(jié)合的卡片,雙界面Java卡是處理此種多應(yīng)用需求比較合適的產(chǎn)品,其中非接觸刷卡交易更為重要;安全性是指由于金融IC卡承載著PBOC借貸記、電子現(xiàn)金、電子錢包等金融級(jí)應(yīng)用,芯片要能夠保證敏感數(shù)據(jù)的安全,防止卡片被非法復(fù)制。THD86系列產(chǎn)品專門針對(duì)支付應(yīng)用設(shè)計(jì),能夠支持在Java系統(tǒng)上的非接觸刷卡,并且交易時(shí)間也遠(yuǎn)遠(yuǎn)短于規(guī)范要求;同時(shí)在安全性方面,針對(duì)物理攻擊、旁路攻擊以及錯(cuò)誤注入攻擊做了特殊設(shè)計(jì),能夠有效防止敏感數(shù)據(jù)泄露和卡片非法復(fù)制。
Structure——平臺(tái)化
所有THD86系列產(chǎn)品均采用ARM最新的32位處理核心,相比市場(chǎng)上非接觸CPU芯片中主流的8或16位處理器,運(yùn)算能力大幅提高,同時(shí)這顆處理核心在功耗方面僅相當(dāng)于8位8051的水平,解決了非接CPU卡性能與讀卡距離速度不能兼顧的難題。內(nèi)存空間方面,THD86系列產(chǎn)品做到了統(tǒng)一性、擴(kuò)展性和重映射的完美結(jié)合,統(tǒng)一性體現(xiàn)在全系產(chǎn)品的內(nèi)存映射地址完全一致,擴(kuò)展性體現(xiàn)在內(nèi)存空間可擴(kuò)展到4GB, 可滿足現(xiàn)階段所有智能卡應(yīng)用。統(tǒng)一的平臺(tái)結(jié)構(gòu)方便了開發(fā)者在同系列各產(chǎn)品之間的移植應(yīng)用,做到了COS移植零成本,可以做到一次開發(fā)多款產(chǎn)品,給客戶更多的選擇,做到成本最優(yōu)化。
Scalable——可配置性
THD86系列芯片為用戶提供了包括EEPROM、ROM以及Flash在內(nèi)的多種存儲(chǔ)器供用戶選擇,EEPROM提供8KB 、16KB、32KB兩個(gè)版本,F(xiàn)lash提供256KB和400KB兩個(gè)版本,具體配置可由用戶自由組合。同時(shí)針對(duì)非接觸界面ISO14443協(xié)議,同方微電子采用了獨(dú)有的Type A/B自適應(yīng)技術(shù),可以采用單獨(dú)Type A、單獨(dú)Type B以及Tpye A/B自適應(yīng),即采用該芯片的卡片即可以在Type A的卡機(jī)上操作,也可以在Type B的卡機(jī)上進(jìn)行操作,而無需用戶做額外的配置。金融應(yīng)用中一般采用Type A協(xié)議,身份識(shí)別領(lǐng)域Type B協(xié)議用得較多,故在多應(yīng)用的場(chǎng)合中可能會(huì)需要支持多種通訊協(xié)議。而THD86系列這樣的芯片特性,很好地滿足了此類需求。同方微電子提出Scalable概念,THD86系列產(chǎn)品具有可配置的存儲(chǔ)空間,自適應(yīng)的交互界面,方便了用戶的開發(fā)和使用。
Security——安全性
對(duì)于金融IC而言,安全性是至關(guān)重要的一環(huán),如何保證存儲(chǔ)在芯片中的敏感信息不被泄露,如何抵御黑客對(duì)芯片的攻擊,是金融IC芯片設(shè)計(jì)過程中需要重點(diǎn)關(guān)注的。目前主要的攻擊手段有旁路攻擊、錯(cuò)誤注入攻擊以及物理攻擊三類。
旁路攻擊是指利用密碼芯片運(yùn)算中泄露出的信息,如時(shí)間、功耗、電磁輻射等,結(jié)合統(tǒng)計(jì)理論快速地破解密碼系統(tǒng)的攻擊方法。針對(duì)此種攻擊,同方微電子THD86系列芯片采用了多種手段對(duì)算法密鑰進(jìn)行了有效的保護(hù)。主要包括:采用平衡電路降低信號(hào)能量,以及設(shè)置金屬防護(hù)以抑制電磁發(fā)射;通過隨機(jī)處理來加大幅值噪聲水平; 隨時(shí)處理中斷引入的時(shí)間噪聲和不同的時(shí)鐘頻率等。
錯(cuò)誤注入攻擊是指通過改變電壓、溫度、光、電離輻射等環(huán)境參數(shù),來試圖引入一些錯(cuò)誤的行為,包括對(duì)智能卡控制器的程序流中引入錯(cuò)誤,以使芯片做出錯(cuò)誤的決定,允許訪問存儲(chǔ)器中的保密數(shù)據(jù)。針對(duì)錯(cuò)誤注入攻擊,同方微電子在芯片中加入了各種傳感器,如果傳感器監(jiān)測(cè)到環(huán)境參數(shù)的臨界值,就會(huì)觸發(fā)告警,芯片就會(huì)設(shè)置到安全狀態(tài)。電壓傳感器用來檢查電源,時(shí)鐘傳感器檢查頻率的不規(guī)則行為,而溫度和光傳感器則檢查光和溫度攻擊。
物理攻擊會(huì)以更直接的方式來操控芯片上的電路,例如,利用電器設(shè)備直接連接微控制器上的信號(hào)線,來讀取線上所傳輸?shù)谋C軘?shù)據(jù)或?qū)⒐粽咦约旱臄?shù)據(jù)注入芯片中。同方微電子THD86系列芯片對(duì)存儲(chǔ)器和總線系統(tǒng)進(jìn)行了加密處理,這樣即使攻擊者能夠得到這些數(shù)據(jù),也無法得到有用信息。同時(shí),THD86系列芯片還采用有效的屏蔽網(wǎng)抵御物理攻擊,用微米級(jí)保護(hù)線來覆蓋芯片,如果某些線與其它短路、切斷或損壞,芯片將會(huì)進(jìn)入安全模式,對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行有效保護(hù)。