內置34K字節高密度EEPROM和模算術處理器(MAP)的智能卡集成電路

文章出處：http://www.xujuanpiju.com 作者：意法半導… 人氣： 發表時間：2005年11月17日

意法半導體公司 陳德勇 關鍵字： EEPROM 模算術處理器(MAP) 智能卡集成電路

　　在今天的數字社會里，非對稱加密算法的開發為數字安全領域開拓了一片新天地。有了這種加密技術后，各種密鑰管理的實現變得非常容易，電子數字簽名也正在成為可能。
　　另一方面，便攜式用戶友好物理數據存儲器安全技術的可行性，已經在以芯片形式制成的卡片（智能卡）上得到驗證。然而，由于智能卡加密算法的算術復雜性，安全數據交換的所有最優工具至今還未實現全面融合。為解決這一問題，全球掀起了對復雜控制器智能卡的研發浪潮。本文主要介紹影響今天微電子工業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系列平臺的最新加密智能卡集成電路。
　　以下兩個特性是引起智能卡加密復雜性的主要因素:
　 （1）基于模算術的智能卡公用密鑰算法，目前，標準CPU并未為這項任務優化。
　 （2）全部公用密鑰算法的安全性完全取決于算子的長度。今天，512位算子是安全操作的基本條件，大多數運營商傾向于選擇1024位。對于32位處理器來說，這已經是一個十分艱巨的計算任務了，對于8/16位處理器來說，其難度便可想而知了。
　　同時制約智能卡CPU性能還有另外兩個因素:
　 （1）尺寸限制：ISO7816標準規定，芯片尺寸在一個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，而且還受到移動設備市場（如移動電話）的影響，雖然ISO標準允許最大電流為200mA，但是，超過20mA的卡在市場上根本沒有銷路。
今天，廣泛使用的智能卡還是一個8位增強型的CPU，內配一個處理算術計算的協處理器。因此，功能強大的32位CPU可望在來年具有廣泛的應用前景。ST針對這一需求，專門研發了一個32位智能卡RISCCPU平臺SmartJ。我們將在下文中專門介紹這一平臺。
　　從性價比看，高性能CPU不能滿足用戶對性能的需求。實現主流非對稱加密算法RSA在5MHz時的可用計算次數之前，首先需要一個為算法而優化的32位RISCCPU，以便實現不少于300ms典型加密／簽名次數。一個典型標準的8/16位CPU（采用0.6(m技術)需要至少20mm2