【培训课件】程序代码保护和授权管理解决方案

单击此处编辑母版标题样式,*,*,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,程序代码保护和授权管理解决方案,The Solutions to IP Protection & License Management,Dallas Semiconductor/Maxim,8/27/2024,1,讨论主题,Dallas Semiconductor/Maxim简介,Dallas的IP保护和授权解决方案,实现该方案的硬件接口设计,实现该方案的软件设计,应用领域和产品,总结,附录A、B、C、D,8/27/2024,2,Dallas Semiconductor/Maxim简介,创建于1983年,现有员工超过9300人,2006财年产值过20亿美元,现有4800个产品,80%为Dallas/Maxim专有,产品涵盖精密的线性模拟、高频混合和特殊用途的数字集成电路,市值规模达100亿美元，资产30亿美元，是世界上最具价值的四个半导体公司之一,8/27/2024,3,Dallas的IP保护和授权解决方案,Dallas的1-Wire产品线提供三种安全等级的IP保护和授权管理解决方案：,简单的、低成本ID解决方案,DS2411/DS2401-唯一的、工厂激光刻度的64位ROM ID码,DS2417-唯一的64位ROM ID码，外加32位RTC实时时钟,低成本、高性能的ID+存储器解决方案,DS2431-唯一的、工厂激光刻度的64位ROM ID码，外加128个字节的EEPROM存储器,更高安全性、基于SHA-1安全散列算法的解决方案,DS28E01-唯一的64位ROM ID、最长320位的密钥长度、受SHA-1保护的128个字节EEPROM、内置SHA-1算法,DS2460-I2C接口、唯一的64位ROM ID码、112个字节通用EEPROM、内置SHA-1处理器,8/27/2024,4,Dallas的IP保护和授权解决方案,-简单的、低成本的ID解决方案,DS2401,/,DS2411,的主要特性：,提供全球唯一的、不可更改的64位 ROM ID码,仅需一条双向数字I/O线！,遵循Dallas标准的1-Wire通信协议，通信速率支持16Kbps的标准速率或140Kbps的高速模式,1.5V至5.25V工作电压、最大1uA的待机电流（DS2411）,多种封装可选：3-pin TO-92 & SOT23,6-pin TSOC,CSP,8/27/2024,5,Dallas的IP保护和授权解决方案,-简单的、低成本的ID解决方案,DS2417,的主要特性：,提供全球唯一的、不可更改的64位 ROM ID码,遵循Dallas标准的1-Wire通信协议,200nA工作电流、2.5V至5.5V工作电压,32位秒计数RTC，精度2分/月 25,可编程定时中断输出,6-pin TSOC封装（4mm x 3.7mm),8/27/2024,6,Dallas的IP保护和授权解决方案,-简单的、低成本的ID解决方案,简单的、低成本ID解决方案的安全措施：,64位ID码的唯一性,由软件识别认可的ID码范围,Dallas供货时将提供每盘ID器件的ID范围,要求用户软件在程序存储器中建立所有认可ID范围的列表，以便软件升级时兼容以前的硬件版本,用户定制ID码,Dallas为用户提供定制的ID码产品，其中包含一个12位特定的用户号码，定制格式见附录,软件只需识别定制ID码中的12位用户号，简化了软件操作,更加隐蔽的软件陷阱,1-WIRE标准通信速率应用于开机或实时合法性认证,高速通信模式应用于长时间间隔(如16个月时间)的合法性认证, 以设置更为隐蔽的软件陷阱,8/27/2024,7,Dallas的IP保护和授权解决方案,-简单的、低成本的ID解决方案,当系统包括EEPROM或flash存储器时，可通过算法提高器件认证的安全性。例如开辟flash存储器的一个扇区，如64或128字节，作为设备/系统合法性的认证数据区。具体可以这样处理，即,基于不可更改的64-bit ROM ID、部分flash存储器数据和用户自定义的密钥，通过加密安全算法生成一定长度的认证信息码，并将此认证信息存储在flash存储器内，以便主机进行数据的完整性和器件合法性的认证。,8/27/2024,8,Dallas的IP保护和授权解决方案,-低成本、高性能的ID+EEPROM存储器解决方案,DS2431,主要特性:,全球唯一的、不可更改的64位ROM ID码,遵循标准的1-WIRE通信协议,支持15.6K/111Kbps两种通信速率,I/O寄生供电方式，无须额外电源输入（I/O上拉电源范围2.8V至5.25V）,4个32字节的EEPROM存储器页，可分别设置为写保护或OTP模式,8个字节写数据暂存器,15kV ESD保护,2-pin SFN、6-pin TSOC、CSP、TO-92封装,8/27/2024,9,Dallas的IP保护和授权解决方案,-低成本、高性能的ID+EEPROM存储器解决方案,低成本、高性能的ID+EEPROM存储器的安全措施,继承了简单的、低成本ID解决方案的安全措施,全球唯一的、不可更改的64-bit ROM ID码,由软件识别认可的ID码范围,用户定制ID码,更加隐蔽的软件陷阱,通过用户定义的加密算法或公开算法提高系统应用的安全性,基于不可更改的64-bit ROM ID、部分EEPROM存储器数据和用户自定义的密钥，通过加密安全算法生成一定长度的认证信息码，并将此认证信息存储在器件内，以便主机进行数据的完整性和器件合法性的认证,8/27/2024,10,Dallas的IP保护和授权解决方案,-低成本、高性能的ID+EEPROM存储器解决方案,低成本、高性能的ID+EEPROM存储器解决方案的计算模型,用户自定义密钥（64位或更长）,64位ROM ID,32字节或更多的EEPROM数据,20字节或更长的认证信息码,DS2431,用户定义的加密安全算法或公开的加密安全算法，如SHA-1或3-DES，生成一定长度的认证信息,8/27/2024,11,Dallas的IP保护和授权解决方案,-更高安全性、基于SHA-1安全散列算法的解决方案,1-Wire SHA-1算法存储器DS28E01-100的主要特性：,提供全球唯一的、不可更改的64-bit ROM ID码,1024-bit EEPROM存储器，可分别设置为写保护或OTP模式，其中第3页存储器可设为读保护模式,64位至320位密码长度可选,内置快速（1ms)的SHA-1引擎，计算生成160位的信息认证码（MAC），提供安全的数据读写操作,基于64位ROM ID和自动密码生成机制，可以为每个器件生成唯一的密码，进一步提高应用的安全性,5个字节的随机质询码和响应机制，避免非法的数据复现,ISO/IEC 10118-3标准的,安全散列算法SHA-1为不可逆运算，即无法由数据源和MAC码推出隐含的密码，提供了目前更为安全、更低成本的安全数据存储和身份认证方案。其计算运算方法和计算模型见附录D,2.8V5.25V的工作电压， 6-PIN TSOC封装,8/27/2024,12,Dallas的IP保护和授权解决方案,-更高安全性、基于SHA-1安全散列算法的解决方案,SHA-1协处理器DS2460的主要特性：,提供全球唯一的、不可更改的64-bit ROM ID,3组64位密码,112个字节用户EEPROM，最多支持8个字节一次写入,100Kbps至400kbps的I2C串行接口,内置快速（1ms)的SHA-1引擎，计算生成160位的信息认证码（MAC）,2.7V至5.5V的工作电压,8-PIN SO封装,8/27/2024,13,Dallas的IP保护和授权解决方案,-更高安全性、基于SHA-1安全散列算法的解决方案,更高安全性、基于SHA-1安全散列算法器件的安全措施,继承前两种解决方案的安全措施,器件所提供的安全措施,1-Wire接口的DS28E01-100和I2C接口的DS2460的安全共性：,器件包含用户所加载的密钥，其它用户无法读出和破解,SHA-1算法的不可逆性，即无法从认证信息码求解出器件所使用的密钥,器件自身的唯一的64位ROM ID可作为生成器件密钥的部分数据，为各个器件生成唯一的密码，不致于由于碰巧破解了某个器件的密钥，使整个系统应用的安全性失效，由此提高了系统应用的安全性,1-Wire接口的DS28E01-100的额外安全性：,5个字节的随机质询码，避免非法数据复现,最长320位密钥长度（可以将第3个存储器页256位设置为读保护模式，从而将64位密钥增加至320位）,存储器数据受SHA-1算法保护，仅在生成了所需的认证信息码时才可以改写对应的存储器数据,I2C接口的DS2460的额外安全性：,3组64位密钥，支持最多3级64位密钥的SHA-1安全认证,如开机认证,条件触发认证,长时间软件陷阱等,主机最多可输入47个字节的随机数，以生成随机的160位认证信息码,8/27/2024,14,Dallas的IP保护和授权解决方案,-更高安全性、基于SHA-1安全散列算法的解决方案,SHA-1算法的计算模型,64位密钥,EEPROM数据或其它输入数据源,5个字节随机数,SHA-1计算引擎,输出160位信息认证码（MAC）,8/27/2024,15,Dallas的IP保护和授权解决方案,-更高安全性、基于SHA-1安全散列算法的解决方案,SHA-1的随机质询-响应机制,8/27/2024,16,实现该方案的硬件接口设计,1-Wire的硬件接口,单个微处理器的双向I/O口,DS1WM（集成于FPGA，提供VHDL或Verilog语言源代码）,UART模拟实现1-WIRE接口,集成的1-Wire主机,I2C至1-WIRE主机：,DS2482-100,UART至1-WIRE主机：,DS2480B,USB至1-WIRE主机：,DS2490,8/27/2024,17,实现该方案的硬件接口设计,-单个微处理器的双向I/O口,最简单的1-WIRE接口电路,I/O具有漏极开路输出或弱上拉输出,位通信时隙内禁止中断,避免破坏严格定时的位时隙,适合于开机认证或允许暂时关闭中断服务程序的系统,8/27/2024,18,实现该方案的软件设计,1-Wire接口的基本程序,C51 for 1-WIRE,利用UART模拟实现1-WIRE接口,SHA-1算法的源程序,一个基于SHA-1应用的完整打印耗材认证工程文件,集成1-Wire主机控制器的驱动程序,1-WIRE软件资源指南,8/27/2024,19,应用领域和产品,IP保护/授权管理,外置flash程序存储器的系统,如ARM, DSP,Xscale等,打印机/复印机耗材（墨盒、硒鼓）,医疗设备的附件ID,电池组ID,DRM10,MP3/MP4/PMP播放器,DVB-C/S/T,POS,电源适配器ID,8/27/2024,20,附录A：1-Wire产品特性及类型,1-wire单总线简介,不同于2线I2C或3线SPI的串行接口，仅靠1条I/O线完成串行数据通信,在1条I/O线上，实现数据、时钟和电源的同时传输，最大可能地减少了电气和机械连线,8/27/2024,21,附录A：1-Wire产品特性及类型,所有1-Wire器件遵循标准的1-Wire,协议,每个1-Wire器件内部激光刻度全球唯一的64位ROM ID码,包含256个产品家族，每个家族系列最大数目可达一千八百万亿（2,48,）, 用之不竭,16kbps或140kbps的数据传输速率,采用CRC-8或CRC-16循环冗余码校验，保证更可靠的串行通信,04 18 27 65 21 00 00 89,家族代码,唯一的系列号,校验码,64-bit ROM ID码定义,8/27/2024,22,Device Specific,Functions,64 bit ROM,附录A：1-Wire产品类型,#,1-Wire Net Interface (ROM) Layer,Read ROM,Search ROM,Match ROM,Skip ROM,Device Specific Layer,Description,DS2401,1-Wire Net,Device,EEPROM:,DS2430/1,256/1Kbits,DS2432,SHA-1 1Kbits,DS2433,4kbits,EPROM:,DS2502,1kbits,DS2505,16Kbits,DS2506,64kbits,Temp sensor:,DS18B20,12-bit, 0.5,DS18S20,9-bit, 0.5,DS1822,9-bit, 2,A/D&D/A:,DS2438,13-bit Temp,10-bit voltage,11-bit current,DS2450,8-bit, 4-ch ADC,DS2890(digital-pot),100k, 256 tap,Battery Management:,DS2438,DS2760,T, V, I, Q and,Li+ Protector,DS2770,Battery charger,Real-Time Clock:,DS2404,RTC with elapsed time, cycle count, 4K NVRAM,DS2415,low-cost RTC,DS2417,RTC with interrupt out,DS2423(Event Counter),Addressable Switch:,DS2405,single switch,DS2406,2 I./Os with 1k EPROM,DS2408,8 I/Os with 1k EEPROM,DS2409 (Coupler),8/27/2024,23,Master Initiated and Controlled,3 Phase Transaction,Device(s) Reset/Synchronization,ROM Level Command,Device Level Command,8-BIT,ROM CMD,ROM ID,8-BIT,F-CMD,R/W DATA,MASTER RESET PULSE,DEVICE(S) PRESENCE PULSE,RESET SEQUENCE,ROM CMD SEQUENCE,FUNCTION SEQUENCE,RESET SEQUENCE,附录B:1-Wire 信令格式,8/27/2024,24,1-Wire Signaling: Reset/Presence Waveforms,M,Reset Pulse 480uS,S,0,S,N,15uST60uS,60uS4T240uS,45uS3T180uS,Presence Pulse,Recovery,Pull Up,Master,Slave,Legend:,8/27/2024,25,1-Wire Signaling: R/W Bit Waveforms,Write 1,Write 0,Read 1,Read 0,15uS T 60uS,M,M,Slave device(s),sample line,M,Master samples line at 15uS,M,S,0, S,N,overdrive resistor,T=0,T=15,T=60,Slave device(s),sample line,Pull Up,Master,Slave,Legend:,8/27/2024,26,附录C：用户定制ROM的格式,8-BIT,48-BIT,CRC,FAMILY,CODE,SERIAL NUMBER,8-BIT,Custom ID,(12-bits),User-Defined,(8-16 bits),Unique Serialization,(20-28 bits),FC,(8-bits),For custom ROM parts the MSB of,this byte will always be set to 1b to,provide an custom indication.,20, 24, or 28 bit serial number that will be unique,relative to each custom device definition. The bit,length depends on the number of bits used by,the User Defined Subfield.,User-Defined Subfield value: 8, 12, or 16 bits. This is a customer,defined static value that can be used to provide an indication of model,type, feature set, contract manufacturer identifier, etc.,12-bit Customer ID value assigned to the company to which the Custom ROM,device is registered.,8/27/2024,27,附录D：方案相关的1-Wire产品介绍,-,SHA-1计算模型,8/27/2024,28,