專利名稱：大容量加密存儲芯片的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種集成電路芯片，特別涉及一種大容量加密存儲芯片。
目前，在國內(nèi)應(yīng)用最廣泛的非加密芯片是24C01A/02/04/08/16/32/64，加密芯片是SLE4442、SLE4428、AT88SC102等。系列的芯片存儲容量不同，沒有劃分應(yīng)用區(qū)。操作簡單，用戶易于掌握，但是，由于它沒有密碼保護(hù)，只能用于采集、查詢、識別等保密要求不高的場合；AT88SC102的存儲容量是1KBIT，分為兩個應(yīng)用區(qū)，有用戶密碼、擦除密碼保護(hù)，可用于電子錢包、預(yù)付電費表、煤氣表、食堂就餐等保密要求較高的場合，但它的應(yīng)用區(qū)劃分固定，使用起來不夠靈活，方便。
本發(fā)明的目的是在現(xiàn)有的技術(shù)基礎(chǔ)上，針對中國各大應(yīng)用領(lǐng)域的需求，提供一種大容量加密存儲芯片，存儲容量大，密碼保護(hù)有效，適合在稅務(wù)、醫(yī)療保險、交通管理等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。
本發(fā)明的技術(shù)方案如下一種大容量加密存儲芯片，與終端機配合使用，芯片和終端機之間以一定的協(xié)議互相驗證，驗證成功之后才可以對芯片操作，其結(jié)構(gòu)包括電源管理電路、輸入輸出接口電路、認(rèn)證電路、數(shù)據(jù)傳輸電路、密碼校驗電路、復(fù)位響應(yīng)電路、隨機數(shù)產(chǎn)生器和數(shù)據(jù)存儲器組成；輸入輸出接口電路分別與認(rèn)證電路、數(shù)據(jù)傳輸電路、密碼校驗電路、復(fù)位響應(yīng)電路連接，認(rèn)證電路分別與隨機數(shù)產(chǎn)生器、數(shù)據(jù)傳輸電路連接，數(shù)據(jù)傳輸電路分別與密碼校驗電路、復(fù)位響應(yīng)電路、數(shù)據(jù)存儲器連接；共引出八個引腳，分別為電源引腳VCC、地引腳GND、復(fù)位引腳RST、時鐘輸入腳SCL、數(shù)據(jù)引腳SDA；VCC引腳、GND引腳由電源管理電路引出，SCL引腳、SDA引腳、RST引腳由輸入輸出接口電路引出。
數(shù)據(jù)存儲器為二線串行EEPROM，按字節(jié)尋址；EEPROM可分為一個系統(tǒng)設(shè)置區(qū)和8個應(yīng)用區(qū)；有八套密碼用于各個應(yīng)用區(qū)，每套兩組，分別保護(hù)讀、寫操作；每套密碼有錯誤次數(shù)限制；系統(tǒng)設(shè)置區(qū)中針對每一應(yīng)用區(qū)均分配有一個字節(jié)作為權(quán)限存儲器，各個應(yīng)用區(qū)的存取特性由權(quán)限存儲器設(shè)置。
本發(fā)明所述的大容量存儲芯片可以任意設(shè)置分區(qū)數(shù)量，調(diào)整各區(qū)存儲量，結(jié)構(gòu)靈活。采用認(rèn)證協(xié)議，在數(shù)據(jù)線上采用密文傳送，而且每次認(rèn)證數(shù)據(jù)均不同，其安全性高。在結(jié)構(gòu)上沒有采用中央處理器，認(rèn)證和密碼校驗均通過硬件邏輯進(jìn)行，成本低。
下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明

圖1為本發(fā)明的工作原理框圖；圖2為本發(fā)明的數(shù)據(jù)存儲器的8個應(yīng)用區(qū)的存儲結(jié)構(gòu)圖；圖3為本發(fā)明的數(shù)據(jù)存儲器的系統(tǒng)設(shè)置區(qū)的存儲結(jié)構(gòu)圖；圖4為本發(fā)明的數(shù)據(jù)存儲器的熔絲單元的設(shè)置圖；圖5為本發(fā)明在不同熔絲狀態(tài)下的操作特性圖；圖6為本發(fā)明的系統(tǒng)設(shè)置區(qū)中的權(quán)限存儲器的設(shè)置圖；圖7為本發(fā)明的芯片與終端機的認(rèn)證流程圖。
圖1所描述的一種大容量加密存儲芯片，與終端機配合使用，芯片和終端機之間以一定的協(xié)議互相驗證，驗證成功之后才可以對芯片操作，其結(jié)構(gòu)包括電源管理電路、輸入輸出接口電路、認(rèn)證電路、數(shù)據(jù)傳輸電路、密碼校驗電路、復(fù)位響應(yīng)電路、隨機數(shù)產(chǎn)生器和數(shù)據(jù)存儲器組成；輸入輸出接口電路分別與認(rèn)證電路、數(shù)據(jù)傳輸電路、密碼校驗電路、復(fù)位響應(yīng)電路連接，認(rèn)證電路分別與隨機數(shù)產(chǎn)生器、數(shù)據(jù)傳輸電路連接，數(shù)據(jù)傳輸電路分別與密碼校驗電路、復(fù)位響應(yīng)電路、數(shù)據(jù)存儲器連接；共引出八個引腳，分別為電源引腳VCC、地引腳GND、復(fù)位引腳RST、時鐘輸入腳SCL、數(shù)據(jù)引腳SDA；VCC引腳、GND引腳由電源管理電路引出，SCL引腳、SDA引腳、RST引腳由輸入輸出接口電路引出。芯片由VCC獲得RST的輸入信息經(jīng)過輸入輸出接口電路處理后，由認(rèn)證電路和隨機數(shù)產(chǎn)生器驗證終端機的合法性，若認(rèn)證正確則可以進(jìn)行讀、寫操作；數(shù)據(jù)輸出時，先校驗讀密碼，然后根據(jù)輸入輸出接口電路提供的地址從存儲單元讀取數(shù)據(jù)，通過SDA輸出；同理，數(shù)據(jù)由SDA輸入，寫密碼校驗正確后寫入相應(yīng)的存儲單元。
數(shù)據(jù)存儲器為二線串行EEPROM，容量為16K，按字節(jié)尋址EEPROM分為為一個系統(tǒng)設(shè)置區(qū)和8個應(yīng)用區(qū)；有八套密碼用于各個應(yīng)用區(qū)，每套兩組，分別保護(hù)讀、寫操作；每套密碼有錯誤次數(shù)限制，次數(shù)為8次；系統(tǒng)設(shè)置區(qū)中針對每一應(yīng)用區(qū)均分配有一個字節(jié)作為權(quán)限存儲器，各個應(yīng)用區(qū)的存取特性由權(quán)限存儲器設(shè)置。
圖2表示存儲器的8個應(yīng)用區(qū)，八個應(yīng)用區(qū)各占256字節(jié)。如果幾個應(yīng)用區(qū)的密碼屬于同一套密碼，則這幾個應(yīng)用區(qū)就可以組合成一個大的應(yīng)用區(qū)，用戶可根據(jù)自己的應(yīng)用劃分應(yīng)用區(qū)。
圖3表示系統(tǒng)設(shè)置區(qū)的存儲結(jié)構(gòu)。設(shè)置區(qū)用于存放制造商代碼、發(fā)行商代碼、識別號、密碼及錯誤次等信息。AAC單元為認(rèn)證錯誤計數(shù)器。PAC單元為密碼錯誤計數(shù)器。AR0-7單元為各個應(yīng)用區(qū)的存取特性寄存器，其設(shè)置值不同，各應(yīng)用區(qū)的存取特性就不同。批號單元用于存放芯片制造日期的信息，不可更改。制造商代碼單元存放芯片制造商代碼，不可更改。芯片號單元Nc、密文單元Ci、密碼單元Gc存放芯片與終端機之間相互確認(rèn)時用的密碼。讀密碼、寫密碼必須驗證正確之后才可以對各個分區(qū)進(jìn)行讀、寫操作，密碼錯誤次數(shù)不能超過8次，否則應(yīng)用區(qū)自鎖。
圖4表示在系統(tǒng)設(shè)置區(qū)的地址為0X80的字節(jié)處保存有三個熔絲位FAB表示由芯片制造商熔斷；CMA表示由芯片封裝廠熔斷；PER表示由芯片發(fā)行商熔斷。
圖5表示芯片在不同熔絲狀態(tài)下的操作特性。
圖6表示權(quán)限存儲器的存取特性設(shè)置，WPE為寫密碼使能位，若WPE＝0則核對寫密碼后方可對相應(yīng)的應(yīng)用區(qū)進(jìn)行寫操作，若WPE＝1則響應(yīng)應(yīng)用區(qū)可隨意寫；RPE為讀密碼使能位，若RPE＝0則僅正確核對讀密碼或?qū)懨艽a，才可讀出相應(yīng)應(yīng)用區(qū)數(shù)據(jù)，若RPE＝1則隨意讀取數(shù)據(jù)；ATE為認(rèn)證使能位，若ATE＝0則僅正確通過認(rèn)證后方可對應(yīng)用區(qū)進(jìn)行操作，若ATE＝1則不用通過認(rèn)證；PW2、PW1、PW0三位決定該區(qū)使用哪套密碼，各區(qū)可同時指向同一密碼，相當(dāng)于把8個區(qū)合并成一個區(qū)；MDF為禁止應(yīng)用區(qū)修改設(shè)置位，若MDF＝0則在任何時候禁止對應(yīng)用區(qū)數(shù)據(jù)進(jìn)行修改，若MDF＝1則反之；PGD為應(yīng)用區(qū)編程設(shè)置位，若PG0＝0則應(yīng)用區(qū)僅可進(jìn)行寫操作，擦除操作被禁止，若PG0＝1則隨意。用戶根據(jù)自己的保密要求、操作特性來設(shè)置各個分區(qū)的權(quán)限存儲器。
圖7表示芯片與終端機之間的協(xié)議認(rèn)證，為雙向認(rèn)證，只有當(dāng)芯片與終端機互相認(rèn)證正確之后才可以執(zhí)行讀、寫操作，認(rèn)證過程中數(shù)據(jù)線上數(shù)據(jù)以密文形式傳輸，并且每次認(rèn)證的數(shù)據(jù)均不同，這大大提高了系統(tǒng)的保密性。
權(quán)利要求
1.一種大容量加密存儲芯片，與終端機配合使用，芯片和終端機之間以一定的協(xié)議互相驗證，驗證成功之后才可以對芯片操作，其特征在于其結(jié)構(gòu)包括電源管理電路、輸入輸出接口電路、認(rèn)證電路、數(shù)據(jù)傳輸電路、密碼校驗電路、復(fù)位響應(yīng)電路、隨機數(shù)產(chǎn)生器和數(shù)據(jù)存儲器組成；輸入輸出接口電路分別與認(rèn)證電路、數(shù)據(jù)傳輸電路、密碼校驗電路、復(fù)位響應(yīng)電路連接，認(rèn)證電路分別與隨機數(shù)產(chǎn)生器、數(shù)據(jù)傳輸電路連接，數(shù)據(jù)傳輸電路分別與密碼校驗電路、復(fù)位響應(yīng)電路、數(shù)據(jù)存儲電路連接；共引出八個引腳，分別為電源引腳(VCC)、地引腳(GND)、復(fù)位引腳(RST)、時鐘輸入腳(SCL)、數(shù)據(jù)引腳(SDA)；電源引腳(VCC)、地引腳(GND)由電源管理電路引出，時鐘輸入引腳(SCL)、數(shù)據(jù)引腳(SDA)、復(fù)位引腳(RST)由輸入輸出接口電路引出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大容量加密存儲芯片，其特征是所述的數(shù)據(jù)存儲器為二線串行EEPROM，按字節(jié)尋址；EEPROM可分為一個系統(tǒng)設(shè)置區(qū)和8個應(yīng)用區(qū)；有八套密碼用于各個應(yīng)用區(qū)，每套兩組，分別保護(hù)讀、寫操作；每套密碼有錯誤次數(shù)限制；系統(tǒng)設(shè)置區(qū)中針對每一應(yīng)用區(qū)均分配有一個字節(jié)作為權(quán)限存儲器，各個應(yīng)用區(qū)的存取特性由權(quán)限存儲器設(shè)置。
全文摘要
一種大容量加密存儲芯片,與終端機配合使用,其結(jié)構(gòu)包括電源管理電路、輸入輸出接口電路、認(rèn)證電路、數(shù)據(jù)傳輸電路、密碼校驗電路、復(fù)位響應(yīng)電路、隨機數(shù)產(chǎn)生器和數(shù)據(jù)存儲器組成;存儲器為二線串行EEPROM,按字節(jié)尋址,可分為一個系統(tǒng)設(shè)置區(qū)和8個應(yīng)用區(qū)。結(jié)構(gòu)靈活,安全性高,成本低。
文檔編號G11C16/00GK1229254SQ9910036
公開日1999年9月22日 申請日期1999年1月25日 優(yōu)先權(quán)日1998年1月25日
發(fā)明者李文軍 申請人:深圳市明華澳漢磁卡系列有限公司