1、程序代碼維護(hù)和授權(quán)管理處理方案The Solutions to IP Protection & License Management Dallas Semiconductor/Maxim討論主題Dallas Semiconductor/Maxim簡介Dallas的IP維護(hù)和授權(quán)處理方案實(shí)現(xiàn)該方案的硬件接口設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)該方案的軟件設(shè)計(jì)運(yùn)用領(lǐng)域和產(chǎn)品總結(jié)附錄A、B、C、DDallas Semiconductor/Maxim簡介創(chuàng)建于1983年,現(xiàn)有員工超越9300人2006財(cái)年產(chǎn)值過20億美圓現(xiàn)有4800個(gè)產(chǎn)品,80%為Dallas/Maxim專有產(chǎn)品涵蓋精細(xì)的線性模擬、高頻混合和特殊用途的數(shù)字集成電

2、路市值規(guī)模達(dá)100億美圓，資產(chǎn)30億美圓，是世界上最具價(jià)值的四個(gè)半導(dǎo)體公司之一Dallas的IP維護(hù)和授權(quán)處理方案Dallas的1-Wire產(chǎn)品線提供三種平安等級的IP維護(hù)和授權(quán)管理處理方案：簡單的、低本錢ID處理方案DS2411/DS2401-獨(dú)一的、工廠激光刻度的64位ROM ID碼DS2417-獨(dú)一的64位ROM ID碼，外加32位RTC實(shí)時(shí)時(shí)鐘低本錢、高性能的ID+存儲器處理方案DS2431-獨(dú)一的、工廠激光刻度的64位ROM ID碼，外加128個(gè)字節(jié)的EEPROM存儲器更高平安性、基于SHA-1平安散列算法的處理方案DS28E01-獨(dú)一的64位ROM ID、最長320位的密鑰長度、受

3、SHA-1維護(hù)的128個(gè)字節(jié)EEPROM、內(nèi)置SHA-1算法DS2460-I2C接口、獨(dú)一的64位ROM ID碼、112個(gè)字節(jié)通用EEPROM、內(nèi)置SHA-1處置器Dallas的IP維護(hù)和授權(quán)處理方案-簡單的、低本錢的ID處理方案DS2401/DS2411的主要特性：提供全球獨(dú)一的、不可更改的64位 ROM ID碼僅需一條雙向數(shù)字I/O線！遵照Dallas規(guī)范的1-Wire通訊協(xié)議，通訊速率支持16Kbps的規(guī)范速率或140Kbps的高速方式1.5V至5.25V任務(wù)電壓、最大1uA的待機(jī)電流DS2411多種封裝可選：3-pin TO-92 & SOT23,6-pin TSOC,CSPDalla

4、s的IP維護(hù)和授權(quán)處理方案-簡單的、低本錢的ID處理方案DS2417的主要特性：提供全球獨(dú)一的、不可更改的64位 ROM ID碼遵照Dallas規(guī)范的1-Wire通訊協(xié)議200nA任務(wù)電流、2.5V至5.5V任務(wù)電壓32位秒計(jì)數(shù)RTC，精度2分/月 25可編程定時(shí)中斷輸出6-pin TSOC封裝4mm x 3.7mm) Dallas的IP維護(hù)和授權(quán)處理方案-簡單的、低本錢的ID處理方案簡單的、低本錢ID處理方案的平安措施：64位ID碼的獨(dú)一性由軟件識別認(rèn)可的ID碼范圍Dallas供貨時(shí)將提供每盤ID器件的ID范圍要求用戶軟件在程序存儲器中建立一切認(rèn)可ID范圍的列表，以便軟件晉級時(shí)兼容以前的硬件

5、版本用戶定制ID碼Dallas為用戶提供定制的ID碼產(chǎn)品，其中包含一個(gè)12位特定的用戶號碼，定制格式見附錄軟件只需識別定制ID碼中的12位用戶號，簡化了軟件操作更加隱蔽的軟件圈套1-WIRE規(guī)范通訊速率運(yùn)用于開機(jī)或?qū)崟r(shí)合法性認(rèn)證高速通訊方式運(yùn)用于長時(shí)間間隔(如16個(gè)月時(shí)間)的合法性認(rèn)證, 以設(shè)置更為隱蔽的軟件圈套Dallas的IP維護(hù)和授權(quán)處理方案-簡單的、低本錢的ID處理方案當(dāng)系統(tǒng)包括EEPROM或flash存儲器時(shí)，可經(jīng)過算法提高器件認(rèn)證的平安性。例如開辟flash存儲器的一個(gè)扇區(qū)，如64或128字節(jié)，作為設(shè)備/系統(tǒng)合法性的認(rèn)證數(shù)據(jù)區(qū)。詳細(xì)可以這樣處置，即基于不可更改的64-bit ROM

6、 ID、部分flash存儲器數(shù)據(jù)和用戶自定義的密鑰，經(jīng)過加密平安算法生成一定長度的認(rèn)證信息碼，并將此認(rèn)證信息存儲在flash存儲器內(nèi)，以便主機(jī)進(jìn)展數(shù)據(jù)的完好性和器件合法性的認(rèn)證。Dallas的IP維護(hù)和授權(quán)處理方案-低本錢、高性能的ID+EEPROM存儲器處理方案DS2431主要特性:全球獨(dú)一的、不可更改的64位ROM ID碼遵照規(guī)范的1-WIRE通訊協(xié)議支持15.6K/111Kbps兩種通訊速率I/O寄生供電方式，無須額外電源輸入I/O上拉電源范圍2.8V至5.25V4個(gè)32字節(jié)的EEPROM存儲器頁，可分別設(shè)置為寫維護(hù)或OTP方式8個(gè)字節(jié)寫數(shù)據(jù)暫存器15kV ESD維護(hù)2-pin SFN、

7、6-pin TSOC、CSP、TO-92封裝Dallas的IP維護(hù)和授權(quán)處理方案-低本錢、高性能的ID+EEPROM存儲器處理方案低本錢、高性能的ID+EEPROM存儲器的平安措施承繼了簡單的、低本錢ID處理方案的平安措施全球獨(dú)一的、不可更改的64-bit ROM ID碼由軟件識別認(rèn)可的ID碼范圍用戶定制ID碼更加隱蔽的軟件圈套經(jīng)過用戶定義的加密算法或公開算法提高系統(tǒng)運(yùn)用的平安性基于不可更改的64-bit ROM ID、部分EEPROM存儲器數(shù)據(jù)和用戶自定義的密鑰，經(jīng)過加密平安算法生成一定長度的認(rèn)證信息碼，并將此認(rèn)證信息存儲在器件內(nèi)，以便主機(jī)進(jìn)展數(shù)據(jù)的完好性和器件合法性的認(rèn)證Dallas的IP

8、維護(hù)和授權(quán)處理方案-低本錢、高性能的ID+EEPROM存儲器處理方案低本錢、高性能的ID+EEPROM存儲器處理方案的計(jì)算模型用戶自定義密鑰64位或更長64位ROM ID32字節(jié)或更多的EEPROM數(shù)據(jù)20字節(jié)或更長的認(rèn)證信息碼DS2431用戶定義的加密平安算法或公開的加密平安算法，如SHA-1或3-DES，生成一定長度的認(rèn)證信息Dallas的IP維護(hù)和授權(quán)處理方案-更高平安性、基于SHA-1平安散列算法的處理方案1-Wire SHA-1算法存儲器DS28E01-100的主要特性：提供全球獨(dú)一的、不可更改的64-bit ROM ID碼1024-bit EEPROM存儲器，可分別設(shè)置為寫維護(hù)或O

9、TP方式，其中第3頁存儲器可設(shè)為讀維護(hù)方式64位至320位密碼長度可選內(nèi)置快速1ms)的SHA-1引擎，計(jì)算生成160位的信息認(rèn)證碼MAC，提供平安的數(shù)據(jù)讀寫操作基于64位ROM ID和自動密碼生成機(jī)制，可以為每個(gè)器件生成獨(dú)一的密碼，進(jìn)一步提高運(yùn)用的平安性5個(gè)字節(jié)的隨機(jī)質(zhì)詢碼和呼應(yīng)機(jī)制，防止非法的數(shù)據(jù)復(fù)現(xiàn)ISO/IEC 10118-3規(guī)范的平安散列算法SHA-1為不可逆運(yùn)算，即無法由數(shù)據(jù)源和MAC碼推出隱含的密碼，提供了目前更為平安、更低本錢的平安數(shù)據(jù)存儲和身份認(rèn)證方案。其計(jì)算運(yùn)算方法和計(jì)算模型見附錄D2.8V5.25V的任務(wù)電壓， 6-PIN TSOC封裝Dallas的IP維護(hù)和授權(quán)處理方案

10、-更高平安性、基于SHA-1平安散列算法的處理方案SHA-1協(xié)處置器DS2460的主要特性：提供全球獨(dú)一的、不可更改的64-bit ROM ID3組64位密碼112個(gè)字節(jié)用戶EEPROM，最多支持8個(gè)字節(jié)一次寫入100Kbps至400kbps的I2C串行接口內(nèi)置快速1ms)的SHA-1引擎，計(jì)算生成160位的信息認(rèn)證碼MAC2.7V至5.5V的任務(wù)電壓8-PIN SO封裝Dallas的IP維護(hù)和授權(quán)處理方案-更高平安性、基于SHA-1平安散列算法的處理方案更高平安性、基于SHA-1平安散列算法器件的平安措施承繼前兩種處理方案的平安措施器件所提供的平安措施1-Wire接口的DS28E01-100

11、和I2C接口的DS2460的平安共性：器件包含用戶所加載的密鑰，其它用戶無法讀出和破解SHA-1算法的不可逆性，即無法從認(rèn)證信息碼求解出器件所運(yùn)用的密鑰器件本身的獨(dú)一的64位ROM ID可作為生成器件密鑰的部分?jǐn)?shù)據(jù)，為各個(gè)器件生成獨(dú)一的密碼，不致于由于碰巧破解了某個(gè)器件的密鑰，使整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)用的平安性失效，由此提高了系統(tǒng)運(yùn)用的平安性1-Wire接口的DS28E01-100的額外平安性：5個(gè)字節(jié)的隨機(jī)質(zhì)詢碼，防止非法數(shù)據(jù)復(fù)現(xiàn)最長320位密鑰長度可以將第3個(gè)存儲器頁256位設(shè)置為讀維護(hù)方式，從而將64位密鑰添加至320位存儲器數(shù)據(jù)受SHA-1算法維護(hù)，僅在生成了所需的認(rèn)證信息碼時(shí)才可以改寫對應(yīng)的存儲

12、器數(shù)據(jù)I2C接口的DS2460的額外平安性：3組64位密鑰，支持最多3級64位密鑰的SHA-1平安認(rèn)證,如開機(jī)認(rèn)證,條件觸發(fā)認(rèn)證,長時(shí)間軟件圈套等主機(jī)最多可輸入47個(gè)字節(jié)的隨機(jī)數(shù)，以生成隨機(jī)的160位認(rèn)證信息碼Dallas的IP維護(hù)和授權(quán)處理方案-更高平安性、基于SHA-1平安散列算法的處理方案SHA-1算法的計(jì)算模型64位密鑰EEPROM數(shù)據(jù)或其它輸入數(shù)據(jù)源5個(gè)字節(jié)隨機(jī)數(shù)SHA-1計(jì)算引擎輸出160位信息認(rèn)證碼MACDallas的IP維護(hù)和授權(quán)處理方案-更高平安性、基于SHA-1平安散列算法的處理方案SHA-1的隨機(jī)質(zhì)詢-呼應(yīng)機(jī)制實(shí)現(xiàn)該方案的硬件接口設(shè)計(jì)1-Wire的硬件接口單個(gè)微處置器的雙

13、向I/O口DS1WM集成于FPGA，提供VHDL或Verilog言語源代碼UART模擬實(shí)現(xiàn)1-WIRE接口集成的1-Wire主機(jī)I2C至1-WIRE主機(jī)：DS2482-100UART至1-WIRE主機(jī)：DS2480BUSB至1-WIRE主機(jī)：DS2490實(shí)現(xiàn)該方案的硬件接口設(shè)計(jì)-單個(gè)微處置器的雙向I/O口最簡單的1-WIRE接口電路I/O具有漏極開路輸出或弱上拉輸出位通訊時(shí)隙內(nèi)制止中斷,防止破壞嚴(yán)厲定時(shí)的位時(shí)隙適宜于開機(jī)認(rèn)證或允許暫時(shí)封鎖中斷效力程序的系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)該方案的軟件設(shè)計(jì)1-Wire接口的根本程序C51 for 1-WIRE利用UART模擬實(shí)現(xiàn)1-WIRE接口SHA-1算法的源程序一個(gè)基于

14、SHA-1運(yùn)用的完好打印耗材認(rèn)證工程文件集成1-Wire主機(jī)控制器的驅(qū)動程序1-WIRE軟件資源指南更多軟件下載地址：iButton運(yùn)用領(lǐng)域和產(chǎn)品IP維護(hù)/授權(quán)管理外置flash程序存儲器的系統(tǒng),如ARM, DSP,Xscale等打印機(jī)/復(fù)印機(jī)耗材墨盒、硒鼓醫(yī)療設(shè)備的附件ID電池組IDDRM10MP3/MP4/PMP播放器DVB-C/S/TPOS電源適配器ID 附錄A：1-Wire產(chǎn)品特性及類型1-wire單總線簡介不同于2線I2C或3線SPI的串行接口，僅靠1條I/O線完成串行數(shù)據(jù)通訊在1條I/O線上，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)、時(shí)鐘和電源的同時(shí)傳輸，最大能夠地減少了電氣和機(jī)械連線附錄A：1-Wire產(chǎn)品特性

15、及類型一切1-Wire器件遵照規(guī)范的1-Wire協(xié)議每個(gè)1-Wire器件內(nèi)部激光刻度全球獨(dú)一的64位ROM ID碼包含256個(gè)產(chǎn)品家族，每個(gè)家族系列最大數(shù)目可達(dá)一千八百萬億248, 用之不竭16kbps或140kbps的數(shù)據(jù)傳輸速率采用CRC-8或CRC-16循環(huán)冗余碼校驗(yàn)，保證更可靠的串行通訊04 18 27 65 21 00 00 89家族代碼獨(dú)一的系列號校驗(yàn)碼64-bit ROM ID碼定義Device SpecificFunctions64 bit ROM附錄A：1-Wire產(chǎn)品類型# 1-Wire Net Interface (ROM) LayerRead ROMSearch ROM

16、Match ROMSkip ROMDevice Specific LayerDescriptionDS24011-Wire NetDeviceEEPROM:DS2430/1 256/1KbitsDS2432 SHA-1 1KbitsDS2433 4kbitsEPROM:DS2502 1kbitsDS2505 16KbitsDS2506 64kbitsTemp sensor:DS18B20 12-bit, 0.5DS18S20 9-bit, 0.5DS1822 9-bit, 2A/D&D/A:DS2438 13-bit Temp, 10-bit voltage 11-bit currentDS2

17、450 8-bit, 4-ch ADCDS2890(digital-pot) 100k, 256 tapBattery Management:DS2438DS2760 T, V, I, Q and Li+ ProtectorDS2770 Battery chargerReal-Time Clock:DS2404 RTC with elapsed time, cycle count, 4K NVRAMDS2415 low-cost RTCDS2417 RTC with interrupt outDS2423(Event Counter)Addressable Switch:DS2405 sing

18、le switchDS2406 2 I./Os with 1k EPROMDS2408 8 I/Os with 1k EEPROMDS2409 (Coupler) Master Initiated and Controlled3 Phase TransactionDevice(s) Reset/SynchronizationROM Level CommandDevice Level Command8-BITROM CMDROM ID8-BITF-CMDR/W DATAMASTER RESET PULSEDEVICE(S) PRESENCE PULSERESET SEQUENCEROM CMD

19、SEQUENCEFUNCTION SEQUENCERESET SEQUENCE附錄B:1-Wire 信令格式1-Wire Signaling: Reset/Presence WaveformsMReset Pulse 480uSS0SN15uST60uS60uS4T240uS45uS3T180uSPresence PulseRecoveryPull UpMasterSlaveLegend:1-Wire Signaling: R/W Bit WaveformsWrite 1Write 0Read 1Read 015uS T 60uSMMSlave device(s) sample lineMMaster samples line at 15uSMS0 SN overdrive resistorT=0T=15T=60Slave device(s) sample linePull UpMasterSlaveLegend:附錄C：用戶定制ROM的格式8-BIT48-BITCRCFAMILYCODESERIAL NUMBER8-BITCustom ID(12-b