陽春加密芯片公司
發(fā)布時(shí)間：2023-10-22 01:47:24
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防止投入大量精力和財(cái)力開發(fā)的新技術(shù)的研發(fā)成果被復(fù)制，在開發(fā)階段就需要采取加密保護(hù)措施。武漢瑞納捷是一家專業(yè)從事加密芯片和安全芯片研發(fā)設(shè)計(jì)的芯片公司，設(shè)計(jì)了一種針對(duì)主控為FPGA 的加密方案。 ? ?瑞納捷電子提供一個(gè)基于Verilog 的算法模塊和一顆IIC 接口的邏輯加密芯片RJGT102，算法模塊作為FPGA 代碼工程的子模塊、與其他代碼一起進(jìn)行整體的編譯生成可執(zhí)行文件下載， RJGT102芯片通過IIC 接口與FPGA進(jìn)行通信。 1. 工作流程 1、開發(fā)階段移植關(guān)鍵參數(shù)數(shù)據(jù)。 2、在使用過程中，首先進(jìn)行雙向身份認(rèn)證。 3、認(rèn)證通過，密文讀回?cái)?shù)據(jù)參數(shù)。解密后還原重要參數(shù)，應(yīng)用到程序代碼的下一步運(yùn)行中。
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方案簡(jiǎn)介：非接觸式紅外額溫計(jì)是一種利用現(xiàn)代傳感器測(cè)量技術(shù)、微電子技術(shù)等技術(shù)手段對(duì)被測(cè)對(duì)象進(jìn)行溫度測(cè)量的新型儀器。當(dāng)紅外額溫計(jì)對(duì)準(zhǔn)并靠近被測(cè)對(duì)象至數(shù)字接近式傳感器檢測(cè)的有效距離時(shí)，按下電源/測(cè)量鍵，并保持若干秒，則紅外額溫計(jì)內(nèi)部的紅外傳感器模塊就會(huì)進(jìn)行溫度采集，并轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，隨之將電信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，而后通過通信接口傳輸?shù)絾纹瑱C(jī)。單片機(jī)通過數(shù)字溫度傳感器采集當(dāng)前環(huán)境溫度對(duì)傳輸?shù)臏囟葦?shù)字信號(hào)進(jìn)行相應(yīng)溫度補(bǔ)償處理，并把修正后的溫度作為當(dāng)前記錄編號(hào)存儲(chǔ)，同時(shí)判斷該溫度所處的LCD背光范圍，從而進(jìn)行相應(yīng)的背光顯示：（35.0-37.4℃）體溫正常綠色背光、（37.5-37.9℃）體溫偏高黃色背光、（38-42.9℃）體溫超高紅色背光，若體溫異常同時(shí)還會(huì)進(jìn)行“嘀嘀嘀嘀嘀”報(bào)警。當(dāng)超過30 秒不使用，自動(dòng)進(jìn)入低功耗模式省電。
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因?yàn)镽JGT101D6的RSD腳既是電源輸入腳又是數(shù)據(jù)通信腳，當(dāng)它做為數(shù)據(jù)通信腳時(shí)需要外部上拉電阻才能輸出高電平，所以我們?cè)?個(gè)上橋臂上增加1個(gè)公用的2.2KΩ上拉電阻后到電源VCC。發(fā)熱絲工作時(shí)需要1A以上的電流，不能用有上拉電阻的H橋來驅(qū)動(dòng)，因?yàn)樯侠娮钑?huì)限制輸出電流，需要另外設(shè)計(jì)2個(gè)上橋臂，也就是圖中的MOS5和MOS6。當(dāng)發(fā)熱絲需要工作當(dāng)時(shí)，MOS5或者M(jìn)OS6導(dǎo)通，電池電流直接驅(qū)動(dòng)發(fā)熱絲，通過下橋臂MOS2或者M(jìn)OS4流入到GND。 ? ?上一章中提到，我們將煙彈內(nèi)部的發(fā)熱絲和加密芯片RJGT101D6采用串聯(lián)連接。因?yàn)橹挥蠷JGT101D6是由極性的，我們考慮設(shè)計(jì)一個(gè)單向旁路電路與RJGT101D6并聯(lián)，實(shí)現(xiàn)RJGT101D6正向工作反向旁路的效果。經(jīng)過驗(yàn)證我們選用了P-MOS管設(shè)計(jì)單向旁路電路，當(dāng)然也可以用N-MOS管。但不能用二極管，因?yàn)槎?jí)管的正向?qū)▔航荡笥?.3V，相當(dāng)于給RJGT101D6提供了負(fù)0.3V的工作電壓，這會(huì)導(dǎo)致其損壞。事實(shí)上很多邏輯芯片的工作電壓都不能小于負(fù)0.3V。發(fā)熱絲和RJGT101D6不能并聯(lián)也是出于過高的負(fù)電壓會(huì)損壞RJGT101D6考慮的，因?yàn)榘l(fā)熱絲的瞬時(shí)壓降會(huì)到達(dá)3V以上。
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1、NB-IoT是一種基于蜂窩的窄帶物聯(lián)網(wǎng)的新興技術(shù)，也被稱為”低功耗廣域網(wǎng)“。在同樣的頻段下，NB-IoT相對(duì)于GPRS增益20db，覆蓋面積可擴(kuò)大100倍。門磁報(bào)警器中只需要將NB-IoT與MCU建立好通信，即可實(shí)現(xiàn)手機(jī)APP端、PC端的管理，極大地節(jié)約了成本和時(shí)間，是工程師和廣大消費(fèi)者的福音。 2、RJM8L151作為系統(tǒng)主控制器，其主要功能是通過UART總線與NB-IoT模塊通信，實(shí)時(shí)的將其檢測(cè)到的門磁狀態(tài)，開關(guān)門次數(shù)，實(shí)時(shí)時(shí)間以及電池電壓狀態(tài)，上報(bào)服務(wù)器、手機(jī)或PC端。 3、霍爾傳感器，主用于檢測(cè)門、窗、店鋪柜以及貴重物品的抽屜等是否有打開或關(guān)閉。 4、外部RTC電路，主要用于計(jì)錄實(shí)時(shí)時(shí)間。此方案采用的是工業(yè)級(jí)RJ8563時(shí)鐘IC ,具備計(jì)時(shí)精度高、報(bào)警、中斷、低功耗，寬電壓等特點(diǎn)，性價(jià)比高，穩(wěn)定性好。 5、供電方式：采用常規(guī)5號(hào)電池1.5v*2節(jié)供電。 四、基于RJM8L151的門磁報(bào)警器功能特點(diǎn) 1. 低功耗：主控采用RJM8L151系列MCU的寬電壓工作特點(diǎn)，多達(dá)6種低功耗管理模式，待機(jī)功耗低至0.35uA，待機(jī)喚醒時(shí)間低于5us。常規(guī)5號(hào)電池2節(jié)。續(xù)航能力可達(dá)1年以上。 2.?低成本:外圍器件少且小，省去復(fù)雜的布線。 3. 易安裝:無線通信，內(nèi)置電池，即貼即用，安裝方便簡(jiǎn)單，減少施工難度。 4.易維護(hù):智能運(yùn)營(yíng)維護(hù)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，電池電壓狀態(tài)。 5.以管理:可通過小程序、PC客戶平臺(tái)、網(wǎng)絡(luò)短信等接受報(bào)警信息，實(shí)時(shí)查看門窗開啟狀態(tài)。 6. 集成硬件加密模塊。RJM8L151系列MCU內(nèi)置對(duì)稱式分組加密算法AES和SM4,SM4符合國(guó)家密碼管理局發(fā)布的GM/T 0002-2012《SM4分組密碼算法》標(biāo)準(zhǔn)，適用于物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸中的數(shù)據(jù)加解密。 7. 真隨機(jī)數(shù)發(fā)生器。RJM8L151系列內(nèi)置基于數(shù)字振蕩環(huán)的8位真隨機(jī)數(shù)發(fā)生器，符合國(guó)家密碼管理局《隨機(jī)數(shù)檢測(cè)規(guī)范》標(biāo)準(zhǔn)。 注：不要將門磁報(bào)警器安裝至強(qiáng)磁場(chǎng)環(huán)境。
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武漢瑞納捷推出的RJM8L151系列低功耗MCU，在煙霧報(bào)警器上得到廣泛應(yīng)用，相較于其它品牌的單片機(jī)有如下特點(diǎn)： 1. RJM8L151自帶AES128加密算法器 煙感通過LoRa無線通訊與后臺(tái)完成數(shù)據(jù)交互，相應(yīng)的協(xié)議中要求使用AES128算法，常見的方案是通過軟件去實(shí)現(xiàn)，會(huì)占用一定的FLASH代碼空間，同時(shí)軟件算法較硬件運(yùn)行耗時(shí)較長(zhǎng)，占用CPU資源，同時(shí)也增加了功耗； 2. RJM8L151內(nèi)置有真隨機(jī)數(shù)發(fā)生器 煙感會(huì)定時(shí)與后臺(tái)交互數(shù)據(jù)，通過隨機(jī)數(shù)設(shè)置錯(cuò)開各個(gè)設(shè)備與后臺(tái)的交互時(shí)間，避免出現(xiàn)信道冗堵的情況。事實(shí)上常見的方案是通過偽隨機(jī)數(shù)去實(shí)現(xiàn)，由于種子一樣，會(huì)出現(xiàn)有個(gè)多個(gè)設(shè)備同時(shí)與后臺(tái)交互數(shù)據(jù)的現(xiàn)象，真隨機(jī)數(shù)發(fā)生器杜絕了此類情況的發(fā)生； 3. 寬泛的工作電壓 RJM8L15的工作電壓范圍在1.62V-5.5V，在電池電壓較低的情況下還能繼續(xù)工作，電池得到有效利用，延長(zhǎng)產(chǎn)品使用時(shí)間； 4. 低功耗，休息狀態(tài)下不用喚醒 深度休眠狀態(tài)下功耗在350nA以下，能定時(shí)喚醒，中途不用喂看門狗，有效保證報(bào)警器工作5年以上。
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通過身份認(rèn)證來進(jìn)行l(wèi)icense授權(quán)，控制生產(chǎn)量 通過license授權(quán)是電子產(chǎn)品方案公司貫用的商業(yè)模式，通過授權(quán)控制生產(chǎn)量來實(shí)現(xiàn)收益。如何有效控制生產(chǎn)量，不擔(dān)心客戶破解產(chǎn)品造成方案公司的利益受損，需要有一套有效的管控方案。 ? ?方案公司把全套方案提供給客戶，包括PCB文件，HEX文件，元件清單和焊接圖的，但方案中用到一顆武漢瑞納捷RJGT102的加密芯片，方案公司設(shè)置64位的密鑰，不對(duì)客戶開放，每生產(chǎn)一部產(chǎn)品就要用到一顆加密芯片，產(chǎn)品工作時(shí)需要認(rèn)證，通過后才能正常工作，否則不能正常工作或功能受限，從而能控制客戶的生產(chǎn)量，保證自己的收益。 RJGT102加密芯片在電子產(chǎn)品方案上的license授權(quán)的原理: 通過在PCB電路板上嵌入RJGT102加密芯片,并預(yù)先燒錄好64Byte認(rèn)證密鑰KEYD，然后在主機(jī)軟件中嵌入認(rèn)證程序,實(shí)現(xiàn)主機(jī)對(duì)芯片的認(rèn)證。 即便抄板者復(fù)制了PCB板，并且從存儲(chǔ)器中直接copy出了CPU的 binarycode將代碼燒錄進(jìn)被復(fù)制的存儲(chǔ)器中，由于燒錄的程序會(huì)不時(shí)的與RJGT102加密芯片進(jìn)行身份認(rèn)證，因?yàn)槌逭邿o法獲得廠商定制燒錄認(rèn)證密鑰KEYD的RJGT102加密芯片,認(rèn)證就無法通過，因此系統(tǒng)將無法運(yùn)行，產(chǎn)品在進(jìn)行代工生產(chǎn)的時(shí)候，可以通過控制燒錄認(rèn)證密鑰的RJGT102加密芯片數(shù)量來有效控制代工生產(chǎn)的出貨數(shù)量,保證方案公司的收益，也防假冒產(chǎn)品流入市場(chǎng)。