DS28E40 DeepCover汽车1-Wire认证器技术手册

概述
DS28E40安全认证器提供一组核心的加密工具，这些工具基于集成非对称(ECC-P256)和对称(SHA-256)安全功能。除了基于硬件的加密引擎提供的安全服务之外，该器件还集成FIPS/NIST真随机数发生器(TRNG)、6Kb一次性可编程的(OTP)存储器（用于存储用户数据、密钥和证书）、可配置的通用输入/输出(GPIO)，以及唯一的64位ROM标识号(ROM ID)。

ECC公钥/私钥功能根据NIST定义的P-256曲线运行，并且包括符合FIPS 186标准的ECDSA签名生成和验证功能，以支持双向非对称密钥认证模型。SHA-256密钥功能符合FIPS 180标准且可灵活用于ECDSA操作或独立用于多个基于哈希的消息认证代码(HMAC)功能。

GPIO引脚在命令控制下运行，并且可配置以支持经过验证和未经验证的操作。经过GPIO验证的操作支持基于ECDSA的加密稳健模式，从而实现主机处理器的安全启动。

DeepCover嵌入式安全解决方案将敏感数据隐藏在多层先进的安全保护之下，从而提供非常安全的密钥存储。为了防止器件级安全攻击，包括侵入性和非侵入性方法，对策包括主动芯片屏蔽、密钥加密存储和算法方法。
数据表：*附件：DS28E40 DeepCover汽车1-Wire认证器技术手册.pdf

应用

• 配件和外设安全认证
• 汽车安全认证
• 识别和校准汽车零件/工具/配件
• IoT节点加密保护
• 安全启动或下载固件和/或系统参数
• 安全存储主机控制器的加密密钥

特性

• ECC-P256计算引擎
  • FIPS 186 ECDSA P256签名和验证
  • 提供ECDH密钥交换，用于建立会话密钥
  • 对可配置存储器的读写由ECDSA进行认证
• SHA-256计算引擎
  • FIPS 198 HMAC，用于实现双向认证
• 通过ECDH建立密钥对可配置存储器进行SHA-256一次性加密读/写
• 一个GPIO引脚，提供可选的认证控制
  • 开漏，4mA/0.4V
  • 可选的SHA-256或ECDSA认证开/关和状态读取
  • 在提供安全启动的多模块Hash之后，提供可选ECDSA证书验证设置开/关
• TRNG采用符合NIST SP 800-90B标准的熵源，提供读取功能
• 可选的芯片生成Pr/Pu密钥对，用于执行ECC操作
• 6Kb一次性可编程的(OTP)存储器，用于存储用户数据、密钥和证书
• 唯一且不可更改的64位出厂编号(ROM ID)
  • 可选的输入数据组件，用于加密和密钥操作
• 与主机进行单触点1-Wire接口通信，速率9.09kbps和62.5kbps
• 3.3V±10%，-40°C至+125°C工作温度范围
• 为1-Wire IO引脚提供±8kV HBM ESD保护
• 10引脚TDFN封装
  • 3mm x 4mm TDFN封装
  • 3mm x 3mm、可湿侧面TDFN封装
• AEC-Q100 1级

简化框图

电特性

典型操作特性

引脚配置描述

硬件配置

根据定义，一线制总线只有一条线路，因此总线上的每个设备都必须能够在适当的时候驱动该线路，这一点至关重要。为实现此功能，连接到一线制总线上的每个设备都必须具有开漏或三态输出。DS28E40的一线制端口为开漏设计，并带有等效的内部电路。

多设备总线由一条连接了多个从设备的一线制总线组成。DS28E40支持标准速度和超速通信，其标准速度和超速分别最高可达9.09kbps和62.5kbps。上拉电阻的阻值主要取决于网络规模和负载情况。DS28E40在任何速度下均要求使用最大阻值为1kΩ的上拉电阻。

一线制总线的空闲状态为高电平。如果因任何原因需要暂停事务，若要恢复事务，总线必须保持在空闲状态。如果未这样做，且总线低电平持续时间在超速模式下超过16µs，或在标准速度下超过120µs，总线上的一个或多个设备可能会被复位。

事务序列

通过一线制端口访问DS28E40的协议如下：

• 初始化
• ROM功能命令
• 设备功能命令
• 事务/数据

初始化

一线制总线上的所有事务均从初始化序列开始。初始化序列包括由总线主设备发送的复位脉冲，随后是由从设备发送的存在脉冲。存在脉冲用于告知总线主设备DS28E40已连接到总线并准备好运行。更多详细信息，请参见“一线制信号传输与时序”。

一线制信号传输与时序

一线制协议包括在单线上的四种信号类型：带有复位脉冲和存在脉冲的复位序列、写0、写1和读数据。除存在脉冲外，一线制主设备发起所有下降沿。一线制主设备可在两种速度下进行通信：标准速度和超速。在超速模式下，快速时序适用于所有波形。

图4展示了与DS28E40开始任何通信所需的初始化序列。一个复位脉冲后跟一个存在脉冲表明DS28E40已准备好接收数据，前提是发送了正确的ROM和设备功能命令。