成果展示

北京中电华大电子设计有限责任公司

2016年05月04日 17:34 来源:

“支持PKI认证的高端社会保障卡芯片产业化”项目综述

  • 项目实施意义

社会保障卡是金保工程中承载个人身份等安全信息的载体,是公民享有社会保障的标志。北京中电华大电子设计有限责任公司开展的“支持PKI认证的高端社会保障卡芯片产业化”项目所开发的芯片,是社会保障卡中的核心部件,它是实现社会保障应用中信息安全的基础。本项目是国内芯片厂商提供的第一颗用于金融支付的芯片卡产品,这在国外芯片产品绝对垄断金融IC卡市场的形势下,具有重要的意义。

  • 项目关键技术

本项目通过该支持PKI认证的高端社会保障卡芯片产品的研发,主要解决了以下关键技术难题:

1.安全架构设计

该芯片产品中采用了多种安全防护技术,特别是对SSF33/SM1密码算法参数、密钥的保护,有效地保证智能卡不被仿制、篡改,从而保证社会保障卡应用网络的安全运行。主要包括:存储器安全访问权限控制、存储器数据总线加密和地址总线加扰、离子注入式ROM、测试模式控制、SSF33/SM1硬件协处理器、内部时钟发生器、外部频率检测、外部电压检测、上电复位保护、真随机数发生器、芯片唯一标识码等安全技术。

2.可靠性设计技术

针对在使用环境中常见的失效机制,特别是电磁干扰对芯片的永久性损伤和暂时性的不稳定,在芯片设计中采用多种防护措施,包括:利用电源保护机制防止电源波动对芯片稳定工作的冲击;利用存储器保护机制保证信息存储的安全性,并通过软硬件协同的方法保证芯片掉电时的数据完整性;抗噪声干扰、保证恶劣工作环境下的设计冗余;提高芯片抵抗静电冲击的能力,防止静电损伤;防信号畸变的IO设计技术;防热插拔设计技术;以及工艺容差设计技术等。

3.低功耗设计技术,包括低功耗设计和功耗均衡技术、低功耗设计的逐级唤醒技术,使得芯片具有高稳定性能。

4.芯片量产测试技术,包括无测试PAD的测试方案技术、测试结束后FUSE测试通道技术等,既节省了芯片面积,又保证了测试通道的安全性。

5.芯片生产加工适应性,主要是符合生产加工失效率要求,保证产品的顺利稳定生产。

三、项目经验总结

1.技术的创造性与先进性

本项目首次在社会保障卡芯片和嵌入式软件中使用RSA和国产SM1/SM2密码算法,提高了信息安全的水平,并将社会保障应用与银行应用和电子政务相结合,为广大人民群众提供更好的社会保障服务。本项目产品通过了国家密码管理局的密码产品检测,获得商用密码产品型号证书,通过了银行卡检测中心的“PBOC2.0借记/贷记(支持小额支付)IC卡”检测,也获得了人社部的“社保卡芯片产品”资质,并大量用于北京社会保障卡项目和福建社会保障卡项目。

项目利用了可靠性专利技术,提高了芯片的抗电磁干扰能力,保证了产品在社会保障卡环境下的稳定运行。采用了多种安全防护专利技术,特别是对SSF33/SM1密码算法参数、密钥的保护,有效地保证智能卡不被仿制、篡改,从而保证社会保障应用网络的安全运行。

采用了多应用智能卡的安全发行方法专利技术,使各发行方可以独立地控制智能卡内各自应用的安全发行。本技术为金融社保卡的银行和人社部提供了多应用的发行方案,满足了金融社保卡发卡安全、便捷的需求。

2.技术的成熟程度,适用范围和安全性

本项目基于北京中电华大电子设计有限责任公司自主设计的高性能8位CPU HC8051核和国内先进的集成电路制造工艺、采用成熟的存储器、DES/SSF33/SM1密码算法模块、RSA/SM2运算协处理器、安全保护逻辑(存储器保护单元、异常探测电路、电源保护电路)、时钟发生器、复位电路、外设电路(随机数发生器、ISO 7816接口、Timer、中断控制器)等,芯片启动工作(上电)之后,CPU通过运行存放在ROM的程序,实现对存放在EEPROM中的数据的安全访问、与外部读卡机具的通讯和其他各种应用。

四、项目取得的经济和社会效益

本项目产品作为全国第一款支持金融社保卡应用的芯片,自正式上市以来,已经在全国各地广泛发卡,主要支持社保应用、金融借记/贷记应用、CA应用,尤其是CA应用推高了卡片的安全性。项目采用国内最先进的两条圆片生产工艺线,产业化过程中极大程度地带动了促进下游产业的发展,带动全行业的规模扩大了5倍以上。

本项目产品利用信息化手段,取代了传统社会保障服务的手工报销操作,充分提高了社会保障服务的速度和质量,降低了服务成本,为广大人民群众提供了极大的便利,为国家社会保障政务提供了技术保障措施。项目产品是现阶段唯一能够满足支持PKI认证的高端社会保障卡以及同时支持金融和社会保障应用的一卡多用的产品,为金融和社保应用结合在一张卡片中提供了成功案例,使IC卡的两大应用领域----金融支付和社会保障相结合,成为工业和信息化部倡导的“一卡多用”的典型项目,能够减少整个社会的总体发卡量,提高社会资源综合利用率和服务水平,达到节能降耗,建设节约型社会的目的。

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