A7101CGHN1是NXP公司的一款身份驗證產(chǎn)品，A7101CGHN1是安全驗證微控制器，本站介紹了A7101CGHN1的封裝應用圖解、特點和優(yōu)點、功能等，并給出了與A7101CGHN1相關(guān)的NXP元器件型號供參考。
A7101CGHN1 - 安全驗證微控制器 - 身份驗證 - 智能識別 - 恩智浦, LLC
A710x系列屬于防篡改安全微控制器單元(MCU)產(chǎn)品，采用安全性更強的專用MX51CPU。恩智浦半導體公司在安全MCU方面具有豐富的經(jīng)驗。恩智浦IC產(chǎn)品用于所有類型的安全應用中，如銀行卡、醫(yī)�？�、電子護照、付費電視卡，或作為內(nèi)嵌的安全組件用于手機中。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語言代碼的擴展指令、線性尋址、低功耗下的高速度是針對經(jīng)典80C51內(nèi)核架構(gòu)所作出的大量改進中的一部分。
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) 可選預安裝基于X.509證書的客戶認證應用 可選片內(nèi)加密庫 恩智浦膠合邏輯 恩智浦Secure Fetch技術(shù) 有源屏蔽技術(shù) 異步自定時交換技術(shù) 用于應用程序代碼和數(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4096位，ECC-GF(p)密鑰高達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個周期，最低保持時間為25年 四個通用IO端口（部分多路復用至I2C和SPI接口） 多種緊湊型封裝，如WLCSP
A710x系列關(guān)鍵特性： 完整的安全平臺可實現(xiàn)自定義解決方案 經(jīng)現(xiàn)場和硅芯片產(chǎn)品驗證的解決方案 - 可在多種設(shè)備和環(huán)境下部署 增加應用在開放式和封閉式高等級安全性系統(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)備提供強大的加密內(nèi)核、應對措施和保護 基于恩智浦交換技術(shù)的強大加密協(xié)處理器，用于公共和個人密鑰加密，可實現(xiàn)低功耗、性能優(yōu)化型設(shè)計
更多信息，請參考下列文檔： A710x系列硬件數(shù)據(jù)手冊，安全認證微控制器，檔案號(DocID)：2164xx
硬件數(shù)據(jù)手冊從硬件角度出發(fā)，詳細敘述了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)認證和模塊化的PKI協(xié)處理器架構(gòu)支持加長RSA密鑰的趨勢，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)長度高達8 kb（暫存數(shù)高達4 kb，僅可存儲于RAM中）。
PKI協(xié)處理器支持192位ECC密鑰長度，提供等同于2048位RSA的安全等級。基于ECC GF(2n)的簽名采用163位密鑰，可在不到30 ms的時間內(nèi)執(zhí)行，具有可比擬1024位RSA的安全等級。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（基于二個或三個DES密鑰）可在40 μs內(nèi)執(zhí)行。完全支持相關(guān)標準（ISO/IEC、ANSI、FIPS）和消息認證代碼(MAC)。
AES協(xié)處理器
A710x系列安全微控制器平臺提供專用高性能128位并行處理協(xié)處理器，支持安全AES。其部署基于FIPS197，經(jīng)由國家標準與技術(shù)局(NIST)標準化，支持128位、192位和256位密鑰長度，性能等級堪比DES。AES是新一代對稱數(shù)據(jù)加密標準，并建議取代DES提供大幅增強的安全等級。
I2C接口
A710x系列集成I2C接口，支持快速模式(FM)下高達400 kb/s的數(shù)據(jù)速率。同時支持主機和從機工作模式。I2C地址可通過內(nèi)嵌的固件進行配置。
SPI接口
A710x系列集成四線式SPI從機接口，支持高達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IO端口中的任意一個。
通用IO端口
A710x系列集成四個通用IO端口（部分多路復用至UART、I2C和SPI接口），可用于任意用途。
可選片內(nèi)加密庫
安全加密庫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4096位直接和CRT密鑰的RSA加密和解密、簽名生成及驗證 RSA密鑰生成 用于高達544位密鑰的ECC-GF(p)簽名生成和驗證(ECDSA)以及Diffie-Hellman密鑰交換 ECC-GF(p)密鑰生成 用于高達544位密鑰的ECC-GF(2n)簽名生成和驗證(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)部存儲器執(zhí)行程序代碼。ROM用來存儲程序代碼和數(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開放平臺操作系統(tǒng)——稱為JCOP——基于獨立的第三方規(guī)范，如Oracle、全球平臺聯(lián)盟、國際標準化組織(ISO)、EMV（Europay、MasterCard和VISA）等。Java Card和全球平臺工業(yè)標準共同確保輕松部署應用，并為開發(fā)人員提供應用的互操作性。JCOP 2.4.2符合Java Card規(guī)范(V3.0.1 Classic)；JCOP 2.4.2符合全球平臺規(guī)范。
JCOP針對多個工業(yè)特定要求提供擴展支持。該支持由JCOPX API提供，其功能如下： 擴展加密支持（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I2C從機地址，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，請參考下列文檔：
用戶手冊：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：2318xx
用戶手冊為小應用程序開發(fā)人員提供有關(guān)JCOP的信息。它列出了采用Java Card API所能實現(xiàn)的特性。同時，它還解釋了Java層的所有額外功能。此外，用戶手冊包含有關(guān)如何訂購A710x系列產(chǎn)品的信息。
管理員手冊：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：2319xx。管理員手冊為JCOP操作系統(tǒng)管理員提供有關(guān)JCOP的信息。也就是說，文檔將解釋預定制過程及其特定命令。A710x系列硬件數(shù)據(jù)手冊，安全認證微處理器，檔案號：2164xx
完整的數(shù)據(jù)手冊從硬件角度出發(fā)，詳細敘述了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，安全認證微控制器，檔案號：2366xx
數(shù)據(jù)手冊從硬件角度出發(fā)，詳細敘述了集成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證書的客戶認證
除了A710x系列安全MCU和Java Card開放平臺操作系統(tǒng)外，整體解決方案還集成基于X.509證書的客戶認證應用。
更多信息，請參考下列文檔：
應用筆記，設(shè)備認證APDU規(guī)范，檔案號：2118xx
小應用程序用戶手冊包含A710x系列產(chǎn)品認證應用的詳細信息。它提供接口描述信息，包括APDU描述以及如何使用小應用程序的說明。
安全保護服務
A710x系列提供預編程、芯片專用密鑰和認證，由認證（通用標準）安全恩智浦半導體內(nèi)部環(huán)境產(chǎn)生并編程，其主密鑰安全存儲在HSM中（硬件安全模塊）。主機的其他認證軟件（主機-MCU或遠程服務器）也可作為解決方案的一部分。
恩智浦提供預定制服務，可以預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、對稱DES或AES密鑰、隨機數(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)品均分配一個商用名稱，該名稱同樣包含客戶和特定應用數(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
標準工作環(huán)境溫度：-25 °C至+90 °C，支持I2C和SPI接口
2
標準工作環(huán)境溫度：-40 °C至+90 °C，支持I2C和SPI接口
3
標準工作環(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
嵌入式應用固件（小程序）代碼
G
通用，未預安裝應用層固件（如JCOP小程序）
C
定制，客戶小程序預安裝在ROM或EEPROM中
A
采用基于通用X509客戶認證的應用固件
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項安全功能，保護器件免受外界的攻擊。恩智浦利用其豐富的芯片安全知識，加強芯片抵抗所有類型攻擊的能力。
抵抗逆向工程的應對措施——如采用異步交換電路技術(shù)設(shè)計的專用安全CPU、密度極高的亞微米級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)——針對攻擊提供最高級別的安全性，這在市場上是獨一無二的。
Secure Fetch技術(shù)將極大地增強芯片硬件的安全性，以抵抗某類針對芯片硬件的光照和激光攻擊。值得一提的是，Secure Fetch針對利用更高的空間分辨率以及利用更短和更長的光脈沖展開的單次和多次脈沖攻擊提供更高的保護等級。它能保護器件存儲器和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。這項獨特的安全技術(shù)針對未來使用光源和激光源的攻擊場景提供更佳的保護能力，方便客戶開發(fā)高度安全的軟件應用。
A710x系列安全概念包括專用的硬件手段，保護產(chǎn)品免受任何類型的泄露攻擊。三重DES協(xié)處理器提供針對一階DPA的高級防泄漏功能，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 高密度亞微米級5層金屬0.14 μm CMOS技術(shù)， 恩智浦膠合邏輯 有源屏蔽 增強型安全傳感器 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 光傳感器（提供集成存儲器的光傳感器功能）
安全許可
恩智浦從Cryptography Research Incorporated (CRI)公司獲得了SPA和DPA應對措施的專利許可。該許可涵蓋硬件和軟件應對措施。對客戶來說，重要的是操作系統(tǒng)中的應對措施應遵守CRI許可協(xié)議。根據(jù)要求可提供更多信息。
標準產(chǎn)品系列特性
- 高度可靠的EEPROM，用于數(shù)據(jù)存儲和程序執(zhí)行：20 kB
- 數(shù)據(jù)保持時間：至少25年
- 耐久性：至少500,000個周期
- 專用Secure_MX51 MCU（擴展/增強型存儲器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）
- 支持密鑰長度高達4096位的RSA
- 密鑰長度高達544位的GF(p)橢圓曲線加密
- 2或3個密鑰（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）
- 低功耗真隨機數(shù)生成器(TRNG)硬件，符合AIS-31標準
- SHA1、SHA-224和SHA-256
- 片內(nèi)密鑰生成
- CRC計算
- 采用恩智浦半導體交換技術(shù)的低功耗設(shè)計
- 通過任意I2C通信請求從睡眠模式喚醒
- 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（主機和從機）
- 2 Mb四線式SPI接口（從機）
- A7102
- 工作環(huán)境溫度：-40 °C至+90 °C
- 400 kb/s I2C快速模式接口（主機和從機）
- 2 Mb四線式SPI接口（從機）
- 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（主機和從機）
應用領(lǐng)域
- 嵌入式安全
- 軟件和硬件的防偽保護
- 防克隆
- 原始商品的商標完整性
- 授權(quán)服務
- 軟件、內(nèi)容和功能的條件式訪問
- 安全訪問在線服務
- 設(shè)備識別
- 簽名交易
- 安全的機器間(M2M)通信
