دليل ورقة بيانات شريحة الأمان FM15160

ورقة بيانات FM15160

نظرة عامة على شريحة الأمان FM15160

تعرض ورقة بيانات FM15160 شريحة أمان 32 بت مخصصة للمنتجات المدمجة التي تحتاج إلى معالجة تشفيرية، وواجهات اتصال متعددة مع المضيف، وتخزين غير متطاير موثوق. وتناسب الأجهزة المعتمدة على PKI مثل مفاتيح USB، وبطاقات PSAM، والدونجل الأمني، ووحدات المصادقة المالية، ومعدات الهوية الحكومية الإلكترونية، والطرفيات الآمنة ذات الصلة. وتتمثل ميزتها الرئيسية في دمج واجهات USB وISO7816 وUART وSPI وGPIO ضمن منصة شريحة واحدة، مما يساعد المهندسين على تطوير منتجات أمنية مختلفة اعتمادًا على بنية IC موحدة.

تعتمد FM15160 على معالج C-core وتدمج آليات حماية للبرامج الحساسة وبيانات المعاملات. وتشمل الشريحة ذاكرة FLASH بسعة 160KB، مقسمة إلى 128KB لذاكرة البرنامج و32KB لذاكرة البيانات، إلى جانب 64KB ROM و8KB RAM. يدعم هذا الهيكل البرمجي تخزين كود التطبيق والبيانات المحمية والتشغيل المنضبط أثناء وقت التشغيل، مع الحفاظ على ملاءمته لوحدات البطاقات المدمجة، والدونجل الأمني، والأجهزة المدمجة صغيرة الحجم.

الواجهات الأساسية وبنية الذاكرة

تصميم متعدد الواجهات للأجهزة الآمنة

تدعم FM15160 واجهة USB 2.0 Full Speed، وواجهتي ISO 7816 A وB مع دعم Master/Slave، إضافة إلى UART وSPI وGPIO. يمكن لمفتاح USB استخدام واجهة USB للاتصال المباشر بالمضيف، بينما يمكن لوحدة بنمط PSAM الاعتماد على إشارات ISO7816. وتفيد واجهتا SPI وUART في التكامل مع المتحكمات، في حين توفر دبابيس GPIO خيارات إضافية للتحكم على مستوى النظام.

تسرد ورقة البيانات خيارات التغليف SSOP28 وQFP44 ووحدة تلامس 8-pin وDIP8 وSOP8. تساعد هذه الصيغ الشركات المصنعة على تكييف شريحة الأمان نفسها مع هياكل منتجات مختلفة. فقد تناسب وحدة التلامس 8-pin تجميعات البطاقات أو وحدات SIM، بينما يوفر SSOP28 وQFP44 وصولًا أوسع إلى الدبابيس للوحات الأكثر تعقيدًا. وتعد هذه المرونة مهمة عندما يحتاج المشروع إلى اختبار النماذج الأولية، والتحقق الهندسي، ثم الانتقال لاحقًا إلى الإنتاج الكمي.

خوارزميات الأمان وميزات الحماية

دعم تشفيري لتطبيقات PKI

تدعم FM15160 خوارزميات متماثلة مثل SM1 وSM7 وSSF33 وSMS4 وDES و3DES وAES؛ وخوارزميات غير متماثلة تشمل SM2 وECC وRSA؛ وخوارزميات تجزئة تشمل SM3 وSHA1 وSHA256 وMD5. كما يوضح الوصف العام دعم RSA من 128 إلى 2048 بت وECC عند 512 بت. وتعد هذه الوظائف مهمة للمصادقة، والتوقيع الرقمي، والتخزين الآمن للمفاتيح، والتشفير، والتحقق المعتمد على التجزئة.

تدمج الشريحة مولد أرقام عشوائية حقيقيًا عتاديًا، وهو عنصر مهم لتوليد المفاتيح وتشغيل البروتوكولات الآمنة. كما تتضمن حماية ضد SPA وDPA وDFA، ومؤقت مراقبة، ومستشعر ضوء، ومستشعر جهد، ومستشعر تردد، ومستشعر حرارة، ومستشعر درع، وتشفير ناقل بيانات الذاكرة، إلى جانب عزل وحماية برامج متعددة المستخدمين. وتساعد هذه الميزات على الحد من مخاطر الهجمات الجانبية، وتحليل الأعطال، والهجمات الفيزيائية في المنتجات الأمنية.

بالنسبة لمصنعي بيانات الاعتماد، يمكن أن تدعم FM15160 أجهزة أعلى أمانًا من شرائح الذاكرة البسيطة. وقد يستخدم مشروع يعتمد على وحدات هوية آمنة هذا النوع من IC مع بطاقات IC تلامسية مخصصة عندما تكون هناك حاجة إلى اتصال تلامسي، وتخزين برنامج مضبوط، وفصل بين التطبيقات. ومع ذلك، يجب التحقق من بنية الوحدة النهائية، وعملية الربط، وطريقة التخصيص، ومسار الاعتماد وفقًا للتطبيق المستهدف.

سيناريوهات التطبيق وتكامل المنتج

أين يمكن استخدام FM15160

تناسب FM15160 المنتجات الأمنية المدمجة في التجارة الإلكترونية، والخدمات الحكومية الإلكترونية، والقطاع المالي، والأوراق المالية، والضمان الاجتماعي، وغيرها من الأنظمة القائمة على PKI. وتشمل الأجهزة النموذجية مفاتيح USB، وبطاقات PSAM، والدونجل، ووحدات المصادقة، ولوحات التحكم الآمنة. وغالبًا ما تتطلب هذه المنتجات تحملًا موثوقًا للذاكرة، ومعالجة آمنة للمفاتيح، وتنفيذًا محميًا للخوارزميات، واتصالًا مستقرًا مع المضيف. وتحدد ورقة البيانات 100,000 دورة برمجة/مسح واحتفاظًا بالبيانات لمدة 100 عام، مما يدعم عمر خدمة طويلًا للمعلمات والشهادات المخزنة.

في مشاريع التحكم في الوصول والدفع والهوية، ينبغي تقييم اختيار الشريحة ضمن منظومة بيانات الاعتماد الكاملة. تستخدم بعض الأنظمة وحدات أمان تلامسية لتفويض المعاملات، بينما تستخدم أنظمة أخرى بيانات اعتماد غير تلامسية مثل بطاقات RFID للتعريف في الواجهة الأمامية. لا تعد FM15160 بديلًا مباشرًا لكل شريحة RFID غير تلامسية، لكنها مناسبة للتقييم ضمن وحدات المصادقة الخلفية، أو المنتجات المرتبطة بـ PSAM، أو الأجهزة الآمنة العاملة بجانب أنظمة قارئات البطاقات غير التلامسية.

بالنسبة لمصنعي الطرفيات، تساعد الواجهات المتعددة عند تصميم منتجات تتواصل مع وحدات آمنة وملحقات خارجية. فقد يجمع كشك خدمة، أو طرفية دفع، أو وحدة تحكم وصول، أو جهاز تحقق هوية بين عدة شرائح وتقنيات قراءة. في هذه الحالات، يمكن تقييم FM15160 مع قارئات RFID مناسبة، ومقابس بطاقات تلامسية، ومنافذ USB، وواجهات MCU لبناء بنية أمنية مستقرة.

التغليف والتخصيص وملاحظات هندسية

اختيار التغليف واعتبارات التصنيع

يعتمد اختيار حزمة FM15160 المناسبة على حجم PCB، والوصول إلى الدبابيس، وطريقة الإنتاج، واتصال المضيف. يعد SSOP28 وQFP44 مناسبين عندما تكون هناك حاجة إلى واجهات أكثر أو وظائف GPIO إضافية. أما DIP8 وSOP8 فهما خياران مدمجان لتخطيطات اللوحات الأبسط. وتناسب وحدة التلامس 8-pin منتجات البطاقات والوحدات التي تتطلب اتصالًا تلامسيًا بأسلوب ISO7816.

عند تطوير منتجات مخصصة حول FM15160، يجب على المشترين تأكيد الواجهة المطلوبة، ونوع التغليف، ودائرة التشغيل، واختيار المذبذب، ومسار التخصيص قبل أخذ العينات. وتشير ورقة البيانات إلى إمكانية استخدام مذبذبات كريستالية خارجية 12MHz و6MHz، لذلك ينبغي أن يتوافق تصميم اللوحة النهائي مع متطلبات التوقيت والاتصال. كما تحتاج مشاريع الأمان إلى تخطيط واضح لتحميل البرامج الثابتة، وحقن المفاتيح، وصلاحيات الاختبار، وتتبع الإنتاج.

يمكن لـ SCIVAS مساعدة المشترين في مراجعة مدى ملاءمة الشريحة أو بنية الوحدة المختارة لبطاقة أو توكن أو قارئ أو جهاز مدمج. وبالنسبة للبطاقات الآمنة، ومنتجات التحكم في الوصول، والأجهزة المرتبطة بالدفع، ووحدات المصادقة، يمكن لفريقنا مناقشة توريد الشرائح، وتغليف الوحدات، والتخصيص، والترميز، والطباعة، والاختبار. يجب التعامل مع ورقة بيانات FM15160 كمرجع تقني، بينما ينبغي تأكيد المواصفات النهائية عبر عينات فعلية.

الأسئلة الشائعة حول ورقة بيانات FM15160

ما الغرض الأساسي من تصميم شريحة الأمان FM15160؟

صُممت FM15160 أساسًا للمنتجات الأمنية المدمجة القائمة على PKI التي تتطلب معالجة تشفيرية، وذاكرة آمنة، وواجهات اتصال متعددة. وتشمل التطبيقات النموذجية مفاتيح USB، وبطاقات PSAM، والدونجل الأمني، ووحدات المصادقة المالية، وأجهزة الحكومة الإلكترونية، وأنظمة الضمان الاجتماعي. وهي أنسب للمنتجات المرتبطة بالمعاملات الآمنة والهوية مقارنة بتطبيقات تخزين الذاكرة البسيطة.

ما واجهات الاتصال التي تدعمها FM15160؟

تسرد ورقة بيانات FM15160 واجهة USB 2.0 Full Speed، وواجهتي ISO7816 A وB مع دعم Master/Slave، إضافة إلى UART وSPI وGPIO. يمنح ذلك المهندسين عدة مسارات للتكامل، من دونجل أمني متصل عبر USB إلى وحدات تلامسية ISO7816 ولوحات تحكم مدمجة. ويجب أن يتوافق اختيار الواجهة النهائي مع الطرفية المضيفة، ونوع التغليف، وتصميم البرامج الثابتة، وطريقة الاختبار.

ما سعة الذاكرة المدمجة في FM15160؟

تدمج FM15160 ذاكرة FLASH بسعة 160KB، تشمل 128KB لذاكرة البرنامج و32KB لذاكرة البيانات. كما تتضمن 64KB ROM و8KB RAM. يدعم هذا الهيكل تخزين البرامج الآمنة، ومعالجة البيانات المحمية، والتشغيل أثناء وقت العمل داخل شريحة أمان مدمجة. كما تحدد ورقة البيانات 100,000 دورة برمجة/مسح واحتفاظًا بالبيانات لمدة 100 عام.

ما خوارزميات الأمان التي تدعمها FM15160؟

تدعم الشريحة خوارزميات متماثلة مثل SM1 وSM7 وSSF33 وSMS4 وDES و3DES وAES. كما تدعم خوارزميات غير متماثلة تشمل SM2 وECC وRSA، إلى جانب خوارزميات تجزئة مثل SM3 وSHA1 وSHA256 وMD5. وتجعل هذه الخيارات الشريحة مناسبة للمصادقة، والتشفير، والتوقيع الرقمي، والإدارة الآمنة للمفاتيح، والتطبيقات المرتبطة بـ PKI.

ما ميزات الحماية المدمجة في الشريحة؟

تشمل FM15160 مولد أرقام عشوائية حقيقيًا عتاديًا، وحماية ضد SPA وDPA وDFA، ومؤقت مراقبة، ومستشعرات متعددة، وتشفير ناقل بيانات الذاكرة، وعزل برامج متعددة المستخدمين. وتشمل المستشعرات المذكورة مستشعر الضوء، والجهد، والتردد، والحرارة، والدرع. وتهدف هذه الميزات إلى تعزيز مقاومة مخاطر الهجمات الفيزيائية والهجمات الجانبية والأعطال.

ما أنواع التغليف المتاحة لشريحة FM15160؟

تسرد ورقة البيانات خيارات تغليف SSOP28 وQFP44 ووحدة تلامس 8-pin وDIP8 وSOP8. يمنح ذلك مصممي المنتجات مرونة في وحدات البطاقات، واللوحات المدمجة، والدونجل الأمني، والطرفيات القائمة على المتحكمات. ويجب اختيار التغليف بناءً على متطلبات الدبابيس، ومساحة PCB، وطريقة التصنيع، واستخدام الواجهات، وما إذا كان المنتج يحتاج إلى تجميع وحدة تلامسية.

كيف ينبغي للمشترين تقييم FM15160 لمنتج مخصص؟

ينبغي للمشترين تأكيد التطبيق المستهدف، والواجهة المطلوبة، وصيغة التغليف، واحتياجات خوارزميات الأمان، وتصميم المذبذب، وعملية تخصيص الإنتاج. بعد ذلك يجب اختبار العينات مع الطرفية المضيفة الفعلية أو بيئة القارئ المستهدفة. تعد ورقة البيانات مرجعًا مفيدًا، لكن الملاءمة النهائية يجب التحقق منها على مستوى النظام الكامل قبل الإنتاج الكمي أو التخطيط للاعتماد.