DS28E36 DeepCover安全認(rèn)證器：硬件設(shè)計(jì)中的安全衛(wèi)士

在硬件設(shè)計(jì)領(lǐng)域，安全認(rèn)證是保障系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。今天，我們就來(lái)深入探討一款功能強(qiáng)大的安全認(rèn)證器——DS28E36 DeepCover安全認(rèn)證器。

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一、DS28E36概述

DS28E36是一款集成了多種加密工具的安全認(rèn)證器，它結(jié)合了非對(duì)稱(chēng)（ECC - P256）和對(duì)稱(chēng)（SHA - 256）安全功能，為系統(tǒng)提供了核心的加密服務(wù)。同時(shí)，它還集成了FIPS/NIST真隨機(jī)數(shù)生成器（RNG）、8Kb安全EEPROM、遞減計(jì)數(shù)器、可配置的GPIO引腳以及唯一的64位ROM識(shí)別號(hào)。這個(gè)唯一的ROM ID不僅是加密操作的基本輸入?yún)?shù)，還可作為應(yīng)用中的電子序列號(hào)。

1.1 加密功能

• ECC功能：基于NIST定義的P - 256曲線，支持FIPS 186合規(guī)的ECDSA簽名生成和驗(yàn)證，可實(shí)現(xiàn)雙向非對(duì)稱(chēng)密鑰認(rèn)證。同時(shí)，ECDH密鑰交換結(jié)合認(rèn)證功能能夠有效防止中間人攻擊。
• SHA - 256功能：符合FIPS 180標(biāo)準(zhǔn)，可靈活用于ECDSA操作或獨(dú)立實(shí)現(xiàn)多個(gè)HMAC功能。

1.2 其他特性

• RNG：提供符合NIST SP 800 - 90B的隨機(jī)數(shù)，為系統(tǒng)的加密功能提供可靠的隨機(jī)數(shù)源。
• EEPROM：8Kb的安全EEPROM可用于存儲(chǔ)用戶數(shù)據(jù)、密鑰和證書(shū)等。
• 遞減計(jì)數(shù)器：17位的遞減計(jì)數(shù)器只能進(jìn)行遞減操作，可用于跟蹤有限使用次數(shù)的應(yīng)用場(chǎng)景。
• GPIO引腳：兩個(gè)可獨(dú)立操作的GPIO引腳，支持認(rèn)證和非認(rèn)證操作，包括基于ECDSA的加密穩(wěn)健模式，可支持主機(jī)處理器的安全啟動(dòng)。

二、電氣特性

2.1 絕對(duì)最大額定值

DS28E36的各引腳相對(duì)于GND的電壓范圍為 - 0.5V至4.0V，最大輸入電流為20mA，工作溫度范圍為 - 40°C至 + 85°C，結(jié)溫最大為 + 125°C，存儲(chǔ)溫度范圍為 - 55°C至 + 125°C，焊接溫度（回流焊）為 + 260°C。超出這些絕對(duì)最大額定值可能會(huì)對(duì)設(shè)備造成永久性損壞。

2.2 電氣參數(shù)

• 1 - Wire引腳參數(shù)：包括上拉電壓、上拉電阻、輸入電容、輸入負(fù)載電流等。例如，1 - Wire上拉電壓VPUP典型值為3.3V，上拉電阻RPUP范圍為300Ω至1000Ω。
• 開(kāi)關(guān)閾值：高到低的開(kāi)關(guān)閾值VTL為0.65 x VPUP，低到高的開(kāi)關(guān)閾值VTH為0.75 x VPUP，開(kāi)關(guān)滯后VHY為0.3V。
• 輸出低電壓：IO引腳和PIOA、PIOB引腳的輸出低電壓V OL在負(fù)載電流為4mA時(shí)最大為0.4V。
• 時(shí)間參數(shù)：如恢復(fù)時(shí)間tREC、上升沿保持時(shí)間tREH、時(shí)間槽持續(xù)時(shí)間tSLOT等，不同速度下這些參數(shù)的值不同。

三、1 - Wire總線系統(tǒng)

3.1 硬件配置

1 - Wire總線是一種單總線系統(tǒng)，DS28E36作為從設(shè)備，其1 - Wire端口為開(kāi)漏輸出。總線需要上拉電阻，其值主要取決于網(wǎng)絡(luò)大小和負(fù)載條件，DS28E36在任何速度下都要求上拉電阻最大為1kΩ。總線的空閑狀態(tài)為高電平，如果需要暫停事務(wù)，總線必須保持在空閑狀態(tài)，否則可能導(dǎo)致設(shè)備復(fù)位。

3.2 事務(wù)序列

訪問(wèn)DS28E36的協(xié)議包括初始化、ROM功能命令、內(nèi)存功能命令和事務(wù)/數(shù)據(jù)傳輸。初始化序列由總線主設(shè)備發(fā)送復(fù)位脈沖，從設(shè)備發(fā)送存在脈沖，以表明DS28E36已準(zhǔn)備好操作。

3.3 1 - Wire信號(hào)和時(shí)序

DS28E36的通信協(xié)議包括復(fù)位序列、寫(xiě)0、寫(xiě)1和讀數(shù)據(jù)四種信號(hào)類(lèi)型。通信速度有標(biāo)準(zhǔn)速度和超速兩種，默認(rèn)以標(biāo)準(zhǔn)速度通信。在不同的通信操作中，電壓的變化和時(shí)間的控制非常關(guān)鍵，例如寫(xiě)0和寫(xiě)1操作對(duì)數(shù)據(jù)線上電壓的要求不同，讀數(shù)據(jù)時(shí)主設(shè)備需要在特定的采樣窗口內(nèi)進(jìn)行讀取。

3.4 ROM功能命令

DS28E36支持七種ROM功能命令，包括Read ROM、Match ROM、Search ROM、Skip ROM、Resume、Overdrive - Skip ROM和Overdrive - Match ROM。這些命令用于識(shí)別和訪問(wèn)總線上的設(shè)備，不同的命令適用于不同的總線配置和應(yīng)用場(chǎng)景。

四、應(yīng)用場(chǎng)景

DS28E36適用于多種應(yīng)用場(chǎng)景，如物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)的加密保護(hù)、附件和外設(shè)的安全認(rèn)證、主機(jī)控制器的加密密鑰安全存儲(chǔ)以及固件和系統(tǒng)參數(shù)的安全啟動(dòng)或下載等。

五、總結(jié)

DS28E36 DeepCover安全認(rèn)證器憑借其豐富的加密功能、可靠的電氣特性和靈活的1 - Wire總線通信方式，為硬件設(shè)計(jì)提供了強(qiáng)大的安全保障。在實(shí)際應(yīng)用中，電子工程師需要根據(jù)具體的需求和系統(tǒng)環(huán)境，合理配置DS28E36的各項(xiàng)參數(shù)，以實(shí)現(xiàn)最佳的安全性能。你在使用DS28E36的過(guò)程中遇到過(guò)哪些問(wèn)題呢？歡迎在評(píng)論區(qū)分享你的經(jīng)驗(yàn)和見(jiàn)解。