基于硬件的加密方法保障信息安全

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1、基于硬件的加密方法保障信息安全根据美国国际商会(ICC)的统计，2007年，被海关查获的伪造货物总价值将超过6千亿美元。最常见的伪造商品包括：计算机软件、DVD、CD、香水、运动鞋、药品、时尚配饰，以及汇票。另外，还包括窃取电子系统中有价值的知识产权(IP)，例如能够体现、GPS或MP3播放器特色的GPS相关器(correlator)算法或软件。许多情况下，制假相当容易，只需要做好两个准备：假冒商品;用来辨别商品的标签、logo或包装的复制版。很多时候，只要拥有一部扫描仪和一个打印机，任何人都可以完成这项工作。在另外一些情况下，

2、造假会比较困难，需要破解加密算法，或者对芯片进行分解和细微的分析。只要投入了足够的人力和财力，专门从事伪造行业的人通常都会寻找到制造和销售假冒商品的方法。硬件安全目前，制药行业和时尚领域已经开始使用集成电路作为电子标签。不像条形码，电子标签能够通过升级来反映出诸多信息：这件商品在哪里，付运者是谁，分销商是谁，它在供应链的哪个环节(包括仓库位置、箱柜位置，以及它一直所处的位置和将要被存储的位置)，最终的零售目的地等。目前，有很多产品都能够提供此类服务，从简单的带连线或RF接口的串行EEPROM，到有密码保护的EEPROM，还有加密

3、引擎嵌入在其硬件中的加密存储器。如何针对不同的应用进行正确选择，这取决于需要被存储的信息容量、需要的安全等级、解决方案的成本，以及设计过程的复杂度。简单的EEPROM最简单的电子标签形式，就是在产品或其包装中嵌入一个标准的串行EEPROM。EEPROM可以有一个标准的两线接口，或者是一个RF接口，就像在RFID标签里那样。EEPROM中包含数字信息，像产品名称、辨识细节(例如版本号)，或者是参考带有产品信息数据库的记录号。典型情况下，此类标签的存储能力范围从几个字节到128B。EEPROM提供的电子产品标签成本相对较低。与将标签

4、信息存储在集成电路中的方法不同，EEPROM方法的安全性非常低。造假者可以借助一个价格低于100美元的EEPROM阅读器，从现有EEPROM标签中读取信息，并将其拷贝到空白的串行EEPROM中，然后用于包装伪造商品。带有加密ID的EEPROM为了克服EEPROM固有的安全缺陷，有些供应商的产品提供一种能力，即为每一个基于EEPROM的标签分配唯一的加密序号。主设备将EEPROM独有的序号和一个只有它自己知道的密钥合并，在合并后的信息中应用类似SHA的Hash算法生成一个长达20B的数字，这个被称为“(digest)”的数字存储在

5、EEPROM中。在合并信息中执行一个好的Hash算法总会产生相同的数字，但是改变哪怕一个bit，都会导致完全不同的值。在这种机制下，主机通过读取EEPROM中的序号来判断产品的真实性，将其与用来生成原始的内部密钥相结合，在其上运行相同的Hash算法，并且将生成的数字与存储在EEPROM中的值进行比较。如果两个数字是一样的，那么该产品就被认为是可信的。由Hash算法生成的数字事实上是无法破解的，这也导致一些产品供应商、分销商和零售商相信这个方法就是最佳方案。但事实并非如此，因为并不是必须破解加密算法或破解密钥才能生成假的电子标签。

6、生成假的有效标签，只需要一个低成本的EEPROM阅读器，能够拷贝EEPROM中的信息，并在空白的EEPROM中重新写入。造假人员不需要对标签中的信息解码，只需要直接拷贝即可。被密码保护的EEPROM防止正品信息从基于EEPROM的标签中被拷贝出来的唯一方法，就是阻止信息被读取。现在，包括Infineon和GemPlus在内的几个厂商，已经通过需要密码或密钥才能读取EEPROM中的信息来解决这个问题。可能被嵌入在硅片中的密码，有助于限制非法用户对产品信息的读取，而他们正是利用这些产品数据来生成假电子标签。典型情况下，这种机制需要产

7、品在出厂前就对2-4字节的固定密码进行编程，而且工厂还要向用户提供密码值。为了在存储器中进行读写，用户必须首先向存储器输入正确的密码值，输入值会与其内部存储的数值进行比较。如果二者吻合，EEPROM就将同意该名用户的访问。虽然被密码保护的EEPROM能够以相对较低的价格提供改善的安全性能，但是该方法有一个弊端，而这个弊端也使其无法适用于高价值或对安全性能相当敏感的产品。密码被保存在EEPROM中，而且，通常使用标准EEPROM阅读器就可以读取。密码、密钥或者认证引脚(administrativepin)较容易地从器件中被直接读取

8、，这使得造假者能够制造安全器件的克隆版，并将其贴在假货上。即使密码嵌入在芯片中，克隆工作也可以完成。阻止从EEPROM中直接读取密码的唯一方法，就是将其存储在无法被读取的非寻址(non-addressable)存储器中。虽然这种密码保护机制可以阻止对电子标签数据