A7101CATK2是NXP公司的一款身份驗(yàn)證產(chǎn)品，A7101CATK2是安全驗(yàn)證微控制器，本站介紹了A7101CATK2的封裝應(yīng)用圖解、特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)、功能等，并給出了與A7101CATK2相關(guān)的NXP元器件型號(hào)供參考。
A7101CATK2 - 安全驗(yàn)證微控制器 - 身份驗(yàn)證 - 智能識(shí)別 - 恩智浦, LLC
A710x系列屬于防篡改安全微控制器單元(MCU)產(chǎn)品，采用安全性更強(qiáng)的專用MX51CPU。恩智浦半導(dǎo)體公司在安全MCU方面具有豐富的經(jīng)驗(yàn)。恩智浦IC產(chǎn)品用于所有類型的安全應(yīng)用中，如銀行卡、醫(yī)�？�、電子護(hù)照、付費(fèi)電視卡，或作為內(nèi)嵌的安全組件用于手機(jī)中。A710x系列具有安全性大幅提升的微控制器架構(gòu)。用于Java和C語言代碼的擴(kuò)展指令、線性尋址、低功耗下的高速度是針對(duì)經(jīng)典80C51內(nèi)核架構(gòu)所作出的大量改進(jìn)中的一部分。
A710x系列具有下列特性： 專用的MX51安全CPU 400 kb/s I2C快速模式接口 四線式2 Mb SPI接口 111 kb/s單線式接口(A7103) 工作環(huán)境溫度：-40 °C至+90 °C (A7102) 可選片內(nèi)操作系統(tǒng)固件：JCOP 2.4.2 (A710xC) 可選預(yù)安裝基于X.509證書的客戶認(rèn)證應(yīng)用 可選片內(nèi)加密庫(kù) 恩智浦膠合邏輯 恩智浦Secure Fetch技術(shù) 有源屏蔽技術(shù) 異步自定時(shí)交換技術(shù) 用于應(yīng)用程序代碼和數(shù)據(jù)的20 kB EEPROM 40 μA典型睡眠模式電流（I2C焊盤在三態(tài)模式下工作） 10 μA（最大值）深度睡眠模式電流（I2C焊盤在三態(tài)模式下工作） 高性能安全公共密鑰基礎(chǔ)設(shè)施(PKI)協(xié)處理器（RSA密鑰高達(dá)4096位，ECC-GF(p)密鑰高達(dá)544位） 安全2密鑰/3密鑰三重DES協(xié)處理器 安全AES協(xié)處理器（128位、192位和256位密鑰） EEPROM最小耐久性為500,000個(gè)周期，最低保持時(shí)間為25年 四個(gè)通用IO端口（部分多路復(fù)用至I2C和SPI接口） 多種緊湊型封裝，如WLCSP
A710x系列關(guān)鍵特性： 完整的安全平臺(tái)可實(shí)現(xiàn)自定義解決方案 經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)和硅芯片產(chǎn)品驗(yàn)證的解決方案 - 可在多種設(shè)備和環(huán)境下部署 增加應(yīng)用在開放式和封閉式高等級(jí)安全性系統(tǒng)中的受信任程度 完整的解決方案、便于集成、確保具有更低的總擁有成本 為設(shè)備提供強(qiáng)大的加密內(nèi)核、應(yīng)對(duì)措施和保護(hù) 基于恩智浦交換技術(shù)的強(qiáng)大加密協(xié)處理器，用于公共和個(gè)人密鑰加密，可實(shí)現(xiàn)低功耗、性能優(yōu)化型設(shè)計(jì)
更多信息，請(qǐng)參考下列文檔： A710x系列硬件數(shù)據(jù)手冊(cè)，安全認(rèn)證微控制器，檔案號(hào)(DocID)：2164xx
硬件數(shù)據(jù)手冊(cè)從硬件角度出發(fā)，詳細(xì)敘述了A710x系列產(chǎn)品。該文檔包含針腳排列圖和功耗等內(nèi)容，還提供在芯片上運(yùn)行固件開發(fā)所需的全部信息（ROM代碼）。
加密硬件協(xié)處理器 PKI協(xié)處理器經(jīng)認(rèn)證和模塊化的PKI協(xié)處理器架構(gòu)支持加長(zhǎng)RSA密鑰的趨勢(shì)，提供更快的執(zhí)行速度以及基于GF(p)或GF(2n)的橢圓曲線加密(ECC)，具有最佳的性能。PKI協(xié)處理器支持RSA，其操作數(shù)長(zhǎng)度高達(dá)8 kb（暫存數(shù)高達(dá)4 kb，僅可存儲(chǔ)于RAM中）。
PKI協(xié)處理器支持192位ECC密鑰長(zhǎng)度，提供等同于2048位RSA的安全等級(jí)。基于ECC GF(2n)的簽名采用163位密鑰，可在不到30 ms的時(shí)間內(nèi)執(zhí)行，具有可比擬1024位RSA的安全等級(jí)。ECC操作數(shù)大小僅受Crypto-RAM的2.5 KB大小限制。PKI協(xié)處理器便于使用，其靈活的接口可讓編程人員自由部署自己的加密解決方案。
三重DES協(xié)處理器
DES廣泛用于對(duì)稱加密，并由專用的高性能、高度抗攻擊的硬件協(xié)處理器提供支持。單DES和三重DES（基于二個(gè)或三個(gè)DES密鑰）可在40 μs內(nèi)執(zhí)行。完全支持相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)（ISO/IEC、ANSI、FIPS）和消息認(rèn)證代碼(MAC)。
AES協(xié)處理器
A710x系列安全微控制器平臺(tái)提供專用高性能128位并行處理協(xié)處理器，支持安全AES。其部署基于FIPS197，經(jīng)由國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)局(NIST)標(biāo)準(zhǔn)化，支持128位、192位和256位密鑰長(zhǎng)度，性能等級(jí)堪比DES。AES是新一代對(duì)稱數(shù)據(jù)加密標(biāo)準(zhǔn)，并建議取代DES提供大幅增強(qiáng)的安全等級(jí)。
I2C接口
A710x系列集成I2C接口，支持快速模式(FM)下高達(dá)400 kb/s的數(shù)據(jù)速率。同時(shí)支持主機(jī)和從機(jī)工作模式。I2C地址可通過內(nèi)嵌的固件進(jìn)行配置。
SPI接口
A710x系列集成四線式SPI從機(jī)接口，支持高達(dá)2 Mb數(shù)據(jù)速率，可用于全雙工和同步數(shù)據(jù)傳輸。
通用異步接收器/發(fā)送器(UART)
A7103內(nèi)置通用異步接收器/發(fā)送器(UART)，支持智能卡單線式(SC1W)協(xié)議。該協(xié)議采用基于單線式的物理接口、基于UART的數(shù)據(jù)鏈路層、基于SMBus的網(wǎng)絡(luò)層以及映射層，可傳輸ISO/IEC 7816-4通信。UART可由軟件配置，可以使用四個(gè)IO端口中的任意一個(gè)。
通用IO端口
A710x系列集成四個(gè)通用IO端口（部分多路復(fù)用至UART、I2C和SPI接口），可用于任意用途。
可選片內(nèi)加密庫(kù)
安全加密庫(kù)提供大量所需要的功能，并將用于全部A710x器件，以便支持客戶部署加密解決方案： 各種算法 使用AES協(xié)處理器進(jìn)行AES加密和解密 使用DES協(xié)處理器的DES和三重DES加密和解密 高達(dá)4096位直接和CRT密鑰的RSA加密和解密、簽名生成及驗(yàn)證 RSA密鑰生成 用于高達(dá)544位密鑰的ECC-GF(p)簽名生成和驗(yàn)證(ECDSA)以及Diffie-Hellman密鑰交換 ECC-GF(p)密鑰生成 用于高達(dá)544位密鑰的ECC-GF(2n)簽名生成和驗(yàn)證(ECDSA)以及Diffie-Hellman密鑰交換 ECC-GF(2n)密鑰生成 SHA-1、SHA-224和SHA-256哈希算法 偽隨機(jī)數(shù)字生成器(PRNG) 便于在所有算法中使用的API 內(nèi)置最新的安全功能，避免能量攻擊(SPA/DPA)、定時(shí)攻擊和故障攻擊(DFA)
可選片內(nèi)操作系統(tǒng)固件：JCOP 2.4.2 (A710xC)
A710x系列能夠采用內(nèi)部存儲(chǔ)器執(zhí)行程序代碼。ROM用來存儲(chǔ)程序代碼和數(shù)據(jù)，這些內(nèi)容可以由恩智浦提供，也可以由第三方提供（定制ROM批量產(chǎn)品）。
恩智浦提供Java Card開放平臺(tái)操作系統(tǒng)——稱為JCOP——基于獨(dú)立的第三方規(guī)范，如Oracle、全球平臺(tái)聯(lián)盟、國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO)、EMV（Europay、MasterCard和VISA）等。Java Card和全球平臺(tái)工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)共同確保輕松部署應(yīng)用，并為開發(fā)人員提供應(yīng)用的互操作性。JCOP 2.4.2符合Java Card規(guī)范(V3.0.1 Classic)；JCOP 2.4.2符合全球平臺(tái)規(guī)范。
JCOP針對(duì)多個(gè)工業(yè)特定要求提供擴(kuò)展支持。該支持由JCOPX API提供，其功能如下： 擴(kuò)展加密支持（Java Card v3.0.1 Classic未指定某些算法和方法） A710xC (JCOP 2.4.2 R1)：支持IO配置和控制API，其部署方案可重新配置默認(rèn)I2C從機(jī)地址，可將GPIO針腳配置為輸入或輸出針腳，并且可以讀取、置位或清零該引針腳
更多信息，請(qǐng)參考下列文檔：
用戶手冊(cè)：JCOP 2.4.2修訂版1.0、JCOP V2.4.2修訂版1.0，安全A7 MCU操作系統(tǒng)，檔案號(hào)：2318xx
用戶手冊(cè)為小應(yīng)用程序開發(fā)人員提供有關(guān)JCOP的信息。它列出了采用Java Card API所能實(shí)現(xiàn)的特性。同時(shí)，它還解釋了Java層的所有額外功能。此外，用戶手冊(cè)包含有關(guān)如何訂購(gòu)A710x系列產(chǎn)品的信息。
管理員手冊(cè)：JCOP 2.4.2修訂版1.0、JCOP V2.4.2修訂版1.0，安全A7 MCU操作系統(tǒng)，檔案號(hào)：2319xx。管理員手冊(cè)為JCOP操作系統(tǒng)管理員提供有關(guān)JCOP的信息。也就是說，文檔將解釋預(yù)定制過程及其特定命令。A710x系列硬件數(shù)據(jù)手冊(cè)，安全認(rèn)證微處理器，檔案號(hào)：2164xx
完整的數(shù)據(jù)手冊(cè)從硬件角度出發(fā)，詳細(xì)敘述了A710x系列產(chǎn)品。它提供針腳排列圖和功耗等信息。
A710x系列集成JCOP 2.4.1R1，安全認(rèn)證微控制器，檔案號(hào)：2366xx
數(shù)據(jù)手冊(cè)從硬件角度出發(fā)，詳細(xì)敘述了集成JCOP 2.4.2 R1操作系統(tǒng)的A710x系列產(chǎn)品。它提供針腳排列圖和功耗等信息。
可選基于X509證書的客戶認(rèn)證
除了A710x系列安全MCU和Java Card開放平臺(tái)操作系統(tǒng)外，整體解決方案還集成基于X.509證書的客戶認(rèn)證應(yīng)用。
更多信息，請(qǐng)參考下列文檔：
應(yīng)用筆記，設(shè)備認(rèn)證APDU規(guī)范，檔案號(hào)：2118xx
小應(yīng)用程序用戶手冊(cè)包含A710x系列產(chǎn)品認(rèn)證應(yīng)用的詳細(xì)信息。它提供接口描述信息，包括APDU描述以及如何使用小應(yīng)用程序的說明。
安全保護(hù)服務(wù)
A710x系列提供預(yù)編程、芯片專用密鑰和認(rèn)證，由認(rèn)證（通用標(biāo)準(zhǔn)）安全恩智浦半導(dǎo)體內(nèi)部環(huán)境產(chǎn)生并編程，其主密鑰安全存儲(chǔ)在HSM中（硬件安全模塊）。主機(jī)的其他認(rèn)證軟件（主機(jī)-MCU或遠(yuǎn)程服務(wù)器）也可作為解決方案的一部分。
恩智浦提供預(yù)定制服務(wù)，可以預(yù)先編程客戶的特殊初始化數(shù)據(jù)。該數(shù)據(jù)可以是芯片自有的卡片管理器密鑰、對(duì)稱DES或AES密鑰、隨機(jī)數(shù)據(jù)、X509證書、RSA簽名密鑰或其他任意恒定數(shù)據(jù)，比如應(yīng)用代碼。
A710x系列命名規(guī)范
下表解釋了A710x系列產(chǎn)品商用品名的命名規(guī)范。A710x系列的每一款產(chǎn)品均分配一個(gè)商用名稱，該名稱同樣包含客戶和特定應(yīng)用數(shù)據(jù)。
A710x系列的商用名稱具有如下格式。
A710xagpp(p)/mvsrrff
“A710”不變，其他字母均可變，具體如下所述：
可變
表示
數(shù)值
描述
x
IC硬件規(guī)格代碼
1
標(biāo)準(zhǔn)工作環(huán)境溫度：-25 °C至+90 °C，支持I2C和SPI接口
2
標(biāo)準(zhǔn)工作環(huán)境溫度：-40 °C至+90 °C，支持I2C和SPI接口
3
標(biāo)準(zhǔn)工作環(huán)境溫度：-25 °C至+90 °C。支持I2C和UART接口
a
嵌入式操作系統(tǒng)代碼
A
JCOP V2.4.2 R0.95
C
JCOP V2.4.2 R1
Z
定制ROM編碼產(chǎn)品
g
嵌入式應(yīng)用固件（小程序）代碼
G
通用，未預(yù)安裝應(yīng)用層固件（如JCOP小程序）
C
定制，客戶小程序預(yù)安裝在ROM或EEPROM中
A
采用基于通用X509客戶認(rèn)證的應(yīng)用固件
pp(p)
封裝類型碼
m
工廠代碼
T
v
硅片版本代碼
0
s
硅片版本子碼
B
rr
ROM代碼ID
ff
FabKey ID
安全特性
A710x系列安全概念結(jié)合恩智浦豐富的安全技術(shù)，保護(hù)芯片免受所有類型的攻擊。恩智浦安全芯片中共有超過100項(xiàng)安全功能，保護(hù)器件免受外界的攻擊。恩智浦利用其豐富的芯片安全知識(shí)，加強(qiáng)芯片抵抗所有類型攻擊的能力。
抵抗逆向工程的應(yīng)對(duì)措施——如采用異步交換電路技術(shù)設(shè)計(jì)的專用安全CPU、密度極高的亞微米級(jí)5層金屬0.14 μm技術(shù)、恩智浦膠合邏輯和有源屏蔽技術(shù)——針對(duì)攻擊提供最高級(jí)別的安全性，這在市場(chǎng)上是獨(dú)一無二的。
Secure Fetch技術(shù)將極大地增強(qiáng)芯片硬件的安全性，以抵抗某類針對(duì)芯片硬件的光照和激光攻擊。值得一提的是，Secure Fetch針對(duì)利用更高的空間分辨率以及利用更短和更長(zhǎng)的光脈沖展開的單次和多次脈沖攻擊提供更高的保護(hù)等級(jí)。它能保護(hù)器件存儲(chǔ)器和ROM、RAM以及EEPROM代碼的提取操作，極大地增加故障注入攻擊的檢出率。這項(xiàng)獨(dú)特的安全技術(shù)針對(duì)未來使用光源和激光源的攻擊場(chǎng)景提供更佳的保護(hù)能力，方便客戶開發(fā)高度安全的軟件應(yīng)用。
A710x系列安全概念包括專用的硬件手段，保護(hù)產(chǎn)品免受任何類型的泄露攻擊。三重DES協(xié)處理器提供針對(duì)一階DPA的高級(jí)防泄漏功能，從而很好地抵抗所有類型的泄露攻擊。
A710x系列器件具有內(nèi)在和由操作系統(tǒng)控制的安全功能： Secure Fetch技術(shù)保護(hù)ROM、RAM和EEPROM的代碼提取操作 專用安全CPU采用異步交換電路技術(shù)設(shè)計(jì) 高密度亞微米級(jí)5層金屬0.14 μm CMOS技術(shù)， 恩智浦膠合邏輯 有源屏蔽 增強(qiáng)型安全傳感器 低溫和高溫傳感器（僅限A7101和A7103） 高/低電源電壓傳感器 單次故障注入(SFI)攻擊檢測(cè) 光傳感器（提供集成存儲(chǔ)器的光傳感器功能）
安全許可
恩智浦從Cryptography Research Incorporated (CRI)公司獲得了SPA和DPA應(yīng)對(duì)措施的專利許可。該許可涵蓋硬件和軟件應(yīng)對(duì)措施。對(duì)客戶來說，重要的是操作系統(tǒng)中的應(yīng)對(duì)措施應(yīng)遵守CRI許可協(xié)議。根據(jù)要求可提供更多信息。
標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品系列特性
- 高度可靠的EEPROM，用于數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和程序執(zhí)行：20 kB
- 數(shù)據(jù)保持時(shí)間：至少25年
- 耐久性：至少500,000個(gè)周期
- 專用Secure_MX51 MCU（擴(kuò)展/增強(qiáng)型存儲(chǔ)器80C51）
- 公共密鑰加密(PKC)協(xié)處理器支持：RSA、Elgamal、DSS、Diffie-Hellman、Guillou-Quisquater、Fiat-Shamir和Elliptic Curves（橢圓曲線）
- 支持密鑰長(zhǎng)度高達(dá)4096位的RSA
- 密鑰長(zhǎng)度高達(dá)544位的GF(p)橢圓曲線加密
- 2或3個(gè)密鑰（112位或168位）的單一DES（56位）和三重DES，ECB、CBC和CBC-MAC模式下的加密和解密
- 高速AES協(xié)處理器（128位并行處理AES引擎）
- 低功耗真隨機(jī)數(shù)生成器(TRNG)硬件，符合AIS-31標(biāo)準(zhǔn)
- SHA1、SHA-224和SHA-256
- 片內(nèi)密鑰生成
- CRC計(jì)算
- 采用恩智浦半導(dǎo)體交換技術(shù)的低功耗設(shè)計(jì)
- 通過任意I2C通信請(qǐng)求從睡眠模式喚醒
- 40 μA典型睡眠模式電流（I2C焊盤在三態(tài)模式下工作，不妨礙總線線路）
- 10 μA最大深度睡眠模式電流（I2C焊盤在三態(tài)模式下工作，不妨礙總線線路）
- 內(nèi)部產(chǎn)生CPU時(shí)鐘（典型值為31 MHz）
- 工作電壓范圍：1.62 V至3.6 V
- 眾多交付類型
- 晶圓
- WL-CSP封裝
- SMD封裝
各產(chǎn)品特性
- A7101
- 工作環(huán)境溫度：-25 °C至+90 °C
- 400 kb/s I2C快速模式接口（主機(jī)和從機(jī)）
- 2 Mb四線式SPI接口（從機(jī)）
- A7102
- 工作環(huán)境溫度：-40 °C至+90 °C
- 400 kb/s I2C快速模式接口（主機(jī)和從機(jī)）
- 2 Mb四線式SPI接口（從機(jī)）
- A7103
- 工作環(huán)境溫度：-25 °C至+90 °C
- 111 kb/s單線式接口
- 400 kb/s I2C快速模式接口（主機(jī)和從機(jī)）
應(yīng)用領(lǐng)域
- 嵌入式安全
- 軟件和硬件的防偽保護(hù)
- 防克隆
- 原始商品的商標(biāo)完整性
- 授權(quán)服務(wù)
- 軟件、內(nèi)容和功能的條件式訪問
- 安全訪問在線服務(wù)
- 設(shè)備識(shí)別
- 簽名交易
- 安全的機(jī)器間(M2M)通信
