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信息安全芯片 市场 技术与问题清华大学微电子学研究所陈弘毅 内容提要 信息安全芯片必要性市场技术问题国家 十五 科技计划微所工作介绍过去现在未来 信息安全芯片 必要性 信息安全问题信息安全技术密码技术 密码技术密码算法 密码协议密码芯片密码算法或协议的有效实现信息安全芯片密码芯片 信息安全芯片 市场 基本认识宏观估计 保密通信 身份识别 数字签名 各界对信息安全问题的重视 市场机会不能及时提供产品 创造需求 市场机会的丧失目前处于发育阶段 需各方努力 共同推动 但市场的最终形成需要一个过程未来规模 不确定如果能让每一个人有一台数字签名和验证的机器 则市场规模应该不小 信息安全芯片 市场 中间产品 辅助产品 客户 系统方案 芯片 系统集成 信息安全芯片 市场 产品状况随机数发生器 RNG RandomNumberGenerator 对称密码算法 DES 3DES AES非对称密码算法 RSA ECC安全处理器平台 SOC MPC180 信息安全芯片 市场 国内状况国家政策市场壁垒发展空间部门 行业中的应用 银行 税务 证券 海关 缺乏通用产品 通信 电子政务 市场的形成国外产品的渗透机会与挑战提供合适产品 抓住机会供给创造需求需求引导供给数字证书 数字奥运 信息安全芯片 技术 算法类型随机数发生器 真 伪 分组算法消息摘要算法公钥算法典型算法RC4DES 3DES IDEA AESMD4 MD5 SHA 1RSA ECC 信息安全芯片 技术 芯片类型单功能 DES 3DES AES RSA 物理噪声源多功能高端 低端SOC ASIC嵌人式 Embeddedsystems 特征输入输出数据宽防攻击目前一种趋势 扩展CPU功能 包括大数处理功能 信息安全芯片 问题 算法空缺 国内标准算法矛盾 国内标准与国际通行算法如何规划芯片微控制器与CPU工艺 流片 投片防攻击防逻辑攻击防物理攻击 国家 十五 科技计划 算法标准随机数分组算法消息摘要ECC算法的芯片实现数字物理噪声源分组加密芯片ECC 192 素数域 300次 秒 RSA 1024 2000次 秒 SOC方式 192 2000次 秒 1024 2000次 秒 组织实施 各方协调 清华微所工作介绍 过去 信息安全芯片近20种微小型保密机 2种保密机微电子化 3种保密电台 2种密码专用芯片 完成2种 在做3种IC卡芯片 完成4种 在做4种专利美国发明专利3个 清华微所工作介绍 过去 微小型保密机密码序列产生ASICIC854 34 mP阱CMOS工艺 面积5 6x6 0mm2 1991年 上海贝岭序列密码同步ASICIC854 44 mP阱CMOS工艺硅栅门阵列设计芯片面积5 7x5 8mm2 1991年 上海贝岭 清华微所工作介绍 过去 保密机微电子化保密机同步电路 4 mP阱CMOS工艺面积 4 7 4 4mm2 1992年 上海贝岭密码接口 3 m硅栅N阱CMOS面积 4 37 4 48mm2 1993年 上海贝岭 2020 3 18 15 可编辑 清华微所工作介绍 过去 保密机微电子化密码产生 3 m硅栅N阱CMOS面积 4 37 4 48mm2 1994年 上海贝岭 清华微所工作介绍 过去 密码流发生器 1 2 m双层金属布线N阱CMOS门阵列基片主时钟可达30MHz 低电压工作 3 3V以下 低功耗 小于2mw上海贝岭 1998 清华微所工作介绍 过去 码流相关器 N阱1 2 m双层金属CMOS工艺低电压 3 3V以下 低功耗 静态功耗小于1mw上海贝岭 1999年 清华微所工作介绍 过去 DES和Tri DESTHS00110DES处理器标准DES算法单片ECB模式的DES加密与解密40管腿双列直插封装 DIP 40 1 2 mCMOS工艺 8千门 7x7mm2 时钟频率10MHz 数据处理速度40Mbit sec无锡上华 2000年 清华微所工作介绍 过去 AESTHS00111AES0 35 mCMOS工艺4万门面积3x3mm2时钟频率66MHz数据处理速度844 8Mbit sec上海华虹NEC 2002年 清华微所工作介绍 过去 RSATHM256模幂乘处理器 1997年 基于Montgomery算法线性脉动阵列流水线结构256bit试验芯片规模 18677等效门24腿DIP封装0 8 m双层金属CMOS工艺 实测时钟频率90MHz以上RSA加解密运算速度达117Kbps如0 25 m工艺可获1Mbps数据率欧洲CMP公司加工制造 清华微所工作介绍 过去 SHA 1 0 6 m双层金属CMOS工艺1万7千等效门面积 4x4mm2时钟频率 25MHz数据处理速度 175Mbit sec无锡上华 2002年 清华微所工作介绍 过去 专利 AMethodofModularReductionandModularReductionCircuits 陈弘毅 盖伟新 U S P5793659 1998 8 11 VariableRadixMultiplierCodingAlgorithm 陈弘毅 盖伟新 U S P5828590 1998 10 27 SystolicLinearArrayModularMultiplierwithPipelinedProcessingElement 陈弘毅 盖伟新 U S P6061706 2000 5 9 清华微所工作介绍 当前 ECC 基于曲线K 233密钥长233 特征2曲线内置随机数产生器四种功能 ECDSA签名产生ECDSA签名验证多倍点计算密钥对生成 K 233曲线 基域 域多项式 曲线方程 曲线上点的个数 n 0 x0000008000000000000000000000000000069D5B B915BCD46EFB1AD5F173ABDF基点坐标 x 17232BA853A7E731AF129F22FF4149563A4 19C26BF50A4C9D6EEFAD6126y 1DB537DECE819B7F70F555A67C427A8CD9B F18AEB9B56E0C11056FAE6A3 清华微所工作介绍 当前 ECC 清华微所工作介绍 当前 ECC中芯国际0 35库各模块之和 12万门中芯国际0 18库规模 12万门大小