電動(dòng)車電子防盜和程序代碼保護(hù)方案

2023/7/261討論主題DallasSemiconductor/Maxim簡(jiǎn)介方案相關(guān)的1-Wire產(chǎn)品介紹電動(dòng)車電子防盜方案程序代碼保護(hù)方案電子鑰匙的設(shè)計(jì)和發(fā)行電動(dòng)車的電源解決方案總結(jié)附錄A和B2023/7/262DallasSemiconductor/Maxim簡(jiǎn)介創(chuàng)建于1983年,現(xiàn)有員工超過(guò)7500人2004財(cái)年產(chǎn)值過(guò)15億美元現(xiàn)有4585個(gè)產(chǎn)品,80%為Dallas/Maxim專有產(chǎn)品涵蓋精密的線性模擬、高頻混合和特殊用途的數(shù)字集成電路市值規(guī)模達(dá)140億美元，資產(chǎn)25億美元，是世界上最具價(jià)值的四個(gè)半導(dǎo)體公司之一2023/7/263方案相關(guān)的1-Wire產(chǎn)品介紹1-wire單總線簡(jiǎn)介1-Wire產(chǎn)品類型本方案相關(guān)的1-Wire產(chǎn)品1-Wire產(chǎn)品安全性2023/7/264方案相關(guān)的1-Wire產(chǎn)品介紹1-wire單總線簡(jiǎn)介不同于2線I2C或3線SPI的串行接口，僅靠1條I/O線完成串行數(shù)據(jù)通信在1條I/O線上，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)、時(shí)鐘和電源的同時(shí)傳輸，最大可能地減少了電氣和機(jī)械連線2023/7/265方案相關(guān)的1-Wire產(chǎn)品介紹所有1-Wire器件遵循標(biāo)準(zhǔn)的1-Wire?協(xié)議每個(gè)1-Wire器件內(nèi)部激光刻度全球唯一的64位ROMID碼包含256個(gè)產(chǎn)品家族，每個(gè)家族系列最大數(shù)目可達(dá)一千八百萬(wàn)億（248）,用之不竭16kbps或140kbps的數(shù)據(jù)傳輸速率采用CRC-8或CRC-16循環(huán)冗余碼校驗(yàn)，保證更可靠的串行通信0418276521000089家族代碼唯一的系列號(hào)校驗(yàn)碼64-bitROMID碼定義DeviceSpecificFunctions64bitROM1-Wire產(chǎn)品類型#

1-WireNetInterface(ROM)LayerReadROMSearchROMMatchROMSkipROMDeviceSpecificLayerDescriptionDS24011-WireNetDeviceEEPROM:DS2430/1256/1KbitsDS2432SHA-11KbitsDS24334kbitsEPROM:DS25021kbitsDS250516KbitsDS250664kbitsTempsensor:DS18B2012-bit,±0.5℃DS18S209-bit,±0.5℃DS18229-bit,±2℃A/D&D/A:DS243813-bitTemp,10-bitvoltage11-bitcurrentDS24508-bit,4-chADCDS2890(digital-pot)100k,256tapBatteryManagement:DS2438DS2760T,V,I,QandLi+ProtectorDS2770BatterychargerReal-TimeClock:DS2404RTCwithelapsedtime,cyclecount,4KNVRAMDS2415low-costRTCDS2417RTCwithinterruptoutDS2423(EventCounter)AddressableSwitch:DS2405singleswitchDS24062I./Oswith1kEPROMDS24088I/Oswith1kEEPROMDS2409(Coupler)2023/7/267方案相關(guān)的1-Wire產(chǎn)品介紹本方案相關(guān)的1-Wire產(chǎn)品DS2401，內(nèi)部?jī)H包含64位ROMID碼最簡(jiǎn)單的1-Wire器件，提供全球唯一的、不可更改的64-bitROMID碼尤其適合于低成本、高可靠性的電子身份認(rèn)證廣泛應(yīng)用于門(mén)鎖、電子防盜、網(wǎng)上身份認(rèn)證、電子標(biāo)簽等。DS2502，1024位EPROM存儲(chǔ)器提供全球唯一的、不可更改的64-bitROMID碼1024位EPROM存儲(chǔ)器，一次性可編程，編程電壓12V更可靠的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，能夠承受更高的ESD、dv/dt和電源電壓峰值更安全的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，基于唯一的64-bitROM碼和部分存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，執(zhí)行用戶自定義或公開(kāi)安全算法，并將結(jié)果亦存儲(chǔ)在器件內(nèi)，以便驗(yàn)證數(shù)據(jù)的完整性和器件身份的合法性2023/7/268方案相關(guān)的1-Wire產(chǎn)品介紹本方案相關(guān)的1-Wire產(chǎn)品（續(xù)）DS2431，1024位EEPROM存儲(chǔ)器提供全球唯一的、不可更改的64-bitROMID碼1024位EEPROM存儲(chǔ)器，支持EPROM模式和數(shù)據(jù)寫(xiě)保護(hù)更安全的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，基于不可更改的64-bitROMID和安全算法，保證數(shù)據(jù)的完整性和合法性IEC1000-4-2Level4ESD保護(hù)(±8kV接觸放電,±15kV氣隙放電、±15kV人體模型)2023/7/269方案相關(guān)的1-Wire產(chǎn)品介紹本方案相關(guān)的1-Wire產(chǎn)品（續(xù)）DS2432，帶有SHA-1算法的1024位EEPROM提供全球唯一的、不可更改的64-bitROMID碼1024-bitEEPROM存儲(chǔ)器，支持EPROM模式和寫(xiě)保護(hù)用戶自定義的64-bit字長(zhǎng)密碼內(nèi)置快速（1ms)的SHA-1引擎，計(jì)算生成160位的信息認(rèn)證碼（MAC），提供安全的數(shù)據(jù)讀寫(xiě)操作ISO/IEC10118-3標(biāo)準(zhǔn)的安全散列算法SHA-1為不可逆運(yùn)算，即無(wú)法由數(shù)據(jù)源和MAC碼推出隱含的密碼，提供了目前更為安全、更低成本的安全數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和身份認(rèn)證方案。其計(jì)算運(yùn)算方法和計(jì)算模型見(jiàn)附錄A基于64位ROMID和自動(dòng)密碼生成機(jī)制，可以為每個(gè)器件生成各不相同的密碼，進(jìn)一步提高應(yīng)用的安全性隨機(jī)質(zhì)詢-響應(yīng)機(jī)制，避免非法的數(shù)據(jù)復(fù)現(xiàn)2023/7/2610電動(dòng)車電子防盜方案基本原理電子防盜的優(yōu)點(diǎn)和必要性電子鑰匙的發(fā)行和管理基于1-Wire器件的電子防盜方案2023/7/2611電動(dòng)車電子防盜方案基本原理來(lái)自成熟的汽車電子防盜思想和應(yīng)用電子鑰匙提供一串唯一的系列ID碼電動(dòng)車在內(nèi)部保存授權(quán)的電子鑰匙ID碼電動(dòng)車啟動(dòng)時(shí)，讀入電子鑰匙ID與內(nèi)部預(yù)存ID碼進(jìn)行比對(duì)，如果匹配，則允許電動(dòng)車啟動(dòng)；否則，禁止啟動(dòng)電動(dòng)車，并發(fā)出報(bào)警。2023/7/2612電動(dòng)車電子防盜方案電子防盜的優(yōu)點(diǎn)和必要性電子鑰匙提供唯一的、不可更改的ID碼，保證了互不重復(fù)，解決了機(jī)械鑰匙由于組合有限而導(dǎo)致的互開(kāi)問(wèn)題；由于沒(méi)有電子鑰匙就無(wú)法啟動(dòng)電動(dòng)車，在一定程度上打擊了盜竊行為；基于電子鑰匙ID，可以建立一個(gè)產(chǎn)品和用戶的數(shù)據(jù)庫(kù)，如包括生產(chǎn)日期、保修期、維修記錄、車主信息等，便于產(chǎn)品和客戶售后服務(wù)管理；由于電動(dòng)車內(nèi)保存有電子鑰匙ID，可以作為電動(dòng)車身份，由此對(duì)應(yīng)車主身份，便于車輛丟失后確認(rèn)車主身份。2023/7/2613電動(dòng)車電子防盜方案電子鑰匙的發(fā)行和管理考慮系統(tǒng)管理和應(yīng)用的安全性，分為三個(gè)等級(jí)：工廠級(jí)管理鑰匙（或設(shè)備）、用戶級(jí)管理鑰匙、用戶級(jí)使用鑰匙，逐級(jí)向下授權(quán)。工廠級(jí)管理鑰匙或設(shè)備為每輛電動(dòng)車發(fā)行用戶級(jí)管理鑰匙當(dāng)用戶級(jí)鑰匙都丟失時(shí)，也只有使用工廠級(jí)管理鑰匙，才能配制新的用戶級(jí)管理鑰匙不同的生產(chǎn)廠家分配不同的工廠級(jí)管理鑰匙，以便于電動(dòng)車控制器生產(chǎn)廠家管理其生產(chǎn)電動(dòng)車的用戶2023/7/2614電動(dòng)車電子防盜方案用戶級(jí)管理鑰匙為對(duì)應(yīng)的電動(dòng)車授權(quán)配制用戶級(jí)鑰匙在使用鑰匙丟失或用戶想增加使用鑰匙時(shí)，用戶可使用該鑰匙，按照指定的方法，自行配制新的使用鑰匙用戶級(jí)使用鑰匙用戶平常使用的鑰匙*這里僅為了方案說(shuō)明方便，才引入了用戶級(jí)管理和使用鑰匙的概念。實(shí)際上，完全可以讓用戶級(jí)鑰匙互為管理，以方便用戶使用。2023/7/2615電動(dòng)車電子防盜方案基于1-Wire器件的電子防盜方案理想的用戶級(jí)電子鑰匙ID---DS2401全球唯一、不可更改的64位ROMID碼最少的電氣和物理連接---1-Wire!,極大地簡(jiǎn)化了機(jī)械設(shè)計(jì)、提高了可靠性最簡(jiǎn)單的接口方式，不增加現(xiàn)有電動(dòng)車控制器的硬件成本CRC-8校驗(yàn)方式，保證ID碼傳輸?shù)耐暾愿统杀镜挠脩艏?jí)鑰匙ID解決方案uCPIOVPURPU1-Wire2023/7/2616電動(dòng)車電子防盜方案工廠級(jí)用戶管理鑰匙或設(shè)備DS2431/DS2502工廠激光刻度的、唯一的64位ROMID碼1024位數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，存儲(chǔ)相關(guān)的數(shù)據(jù)和授權(quán)信息結(jié)合自定義或公開(kāi)的安全算法（如SHA-1），防止非法復(fù)制，并驗(yàn)證數(shù)據(jù)的完整性內(nèi)部包含用戶代碼，以便管理不同的電動(dòng)車生產(chǎn)用戶更高的ESD保護(hù)低成本的工廠級(jí)用戶管理鑰匙或設(shè)備解決方案2023/7/2617電動(dòng)車電子防盜方案工廠級(jí)用戶管理鑰匙或設(shè)備（續(xù)）DS2432工廠激光刻度的、唯一的64位ROMID碼1024位EEPROM數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，64-位用戶自定義密碼內(nèi)置安全散列算法SHA-1，防止非法復(fù)制，并驗(yàn)證數(shù)據(jù)的完整性內(nèi)部包含用戶代碼，以便管理不同的電動(dòng)車生產(chǎn)用戶更高安全性的工廠級(jí)用戶管理鑰匙或設(shè)備解決方案2023/7/2618程序代碼保護(hù)方案基于電子鑰匙ID的程序代碼保護(hù)在控制器內(nèi)增加程序代碼保護(hù)2023/7/2619程序代碼保護(hù)方案基于電子鑰匙ID的程序代碼保護(hù)基于工廠級(jí)管理鑰匙/設(shè)備由于工廠級(jí)管理鑰匙只提供給授權(quán)的電動(dòng)車生產(chǎn)廠，而沒(méi)有該管理鑰匙將無(wú)法為電動(dòng)車配制用戶級(jí)鑰匙，避免了程序代碼的非法拷貝DALLAS提供定制的ROMID產(chǎn)品，基于該定制產(chǎn)品的用戶級(jí)電子鑰匙ID，為程序代碼提供額外的保護(hù)功能。定制數(shù)據(jù)格式見(jiàn)附錄B。2023/7/2620程序代碼保護(hù)方案在控制器內(nèi)增加程序代碼保護(hù)對(duì)于微處理器內(nèi)部不包含可編程存儲(chǔ)器(EEPROM或flash),建議采用1-Wire存儲(chǔ)器,除完成數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能外,將由此增加程序代碼保護(hù)功能DS2431,64-bitROMID+1024位EERPOM基于用戶自定義算法更高的ESD保護(hù)增強(qiáng)的數(shù)據(jù)通信接口,以抑制電源噪聲和電磁干擾的影響低成本的安全存儲(chǔ)器2023/7/2621電子鑰匙的設(shè)計(jì)和發(fā)行兩種電子鑰匙設(shè)計(jì)方式機(jī)電一體的智能電子鑰匙獨(dú)立的電子鑰匙兩種電子鑰匙的發(fā)行方式基于控制器的電子鑰匙發(fā)行基于PC或其它專用設(shè)備的電子鑰匙發(fā)行2023/7/2622電子鑰匙的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)兩種電子鑰匙設(shè)計(jì)方式機(jī)電一體的智能電子鑰匙基于傳統(tǒng)的機(jī)械鎖和鑰匙在機(jī)械鑰匙的尾部開(kāi)一個(gè)小孔,并嵌入安裝有DS2401的PCB板,在末端增加一個(gè)與1-Wire數(shù)據(jù)線連接的機(jī)械觸點(diǎn),其它鑰匙金屬部分與地線連接,最后將末端塑封起來(lái)鑰匙插入時(shí),原有的鑰匙和鎖芯與車架地電位相連,提供了微處理器和DS2401的地線連接;同時(shí),在鎖芯口外增加一個(gè)和鑰匙末端接觸的一個(gè)金屬環(huán),微處理器的一條I/O線和此環(huán)連接,提供了1-Wire數(shù)據(jù)線的接口連接2023/7/2623電子鑰匙的設(shè)計(jì)和發(fā)行獨(dú)立的電子鑰匙不依賴于機(jī)械鑰匙結(jié)構(gòu),使機(jī)械設(shè)計(jì)更簡(jiǎn)單,甚至可以去掉原有的點(diǎn)火機(jī)械鑰匙DALLAS的標(biāo)準(zhǔn)電子鑰匙和接口DS1990A,標(biāo)準(zhǔn)的iButton封裝DS9092L,標(biāo)準(zhǔn)的iButton讀寫(xiě)端口DS9093R,標(biāo)準(zhǔn)的iButton攜帶配件用戶自定義DS9092L2023/7/2624電子鑰匙的設(shè)計(jì)和發(fā)行兩種電子鑰匙的發(fā)行方式基于電動(dòng)車控制器的電子鑰匙發(fā)行在工廠級(jí)鑰匙授權(quán)下,可以每輛電動(dòng)車配制用戶級(jí)管理和使用鑰匙用戶可以基于電動(dòng)車的管理或使用鑰匙,為該電動(dòng)車配制更多的使用鑰匙,但不可以為其它車輛配制電子鑰匙電動(dòng)車微處理器工廠級(jí)管理鑰匙或設(shè)備用戶級(jí)管理鑰匙用戶級(jí)使用鑰匙2023/7/2625電子鑰匙的設(shè)計(jì)和發(fā)行兩種電子鑰匙的發(fā)行方式基于PC或其它專用設(shè)備的電子鑰匙發(fā)行如果電動(dòng)車控制器采用DS2431作為數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器,則無(wú)須微處理器上電,即可通過(guò)PC或用戶定制的設(shè)備寫(xiě)入用戶級(jí)電子鑰匙ID信息如果采用其它數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器,則需要微處理上電,完成電子鑰匙ID的寫(xiě)入操作是否需要1-Wire適配器取決于所使用的硬件和平臺(tái)PC或其它專用設(shè)備(包含工廠級(jí)管理鑰匙信息)用戶級(jí)電子鑰匙ID(DS2401)電動(dòng)車微處理器(DS2431)1-Wire適配器(DS9097U或DS9490)1-Wire2023/7/2626電動(dòng)車的電源解決方案MAX5033---高達(dá)76輸入、500mA的DC-DC開(kāi)關(guān)降壓轉(zhuǎn)換器7.5V~76V的電源輸入范圍94%的電源轉(zhuǎn)換效率350uA的靜態(tài)工作電流125kHz的開(kāi)關(guān)工作頻率500mA的電流輸出能力3.3V、5V或最高13.2V的可調(diào)輸出2023/7/2627電動(dòng)車的電源解決方案MAX5023/4---高達(dá)65輸入、150mA的線性穩(wěn)壓器60uA的靜態(tài)工作電流熱過(guò)載和短路保護(hù)1.5W的最大熱功耗承受能力上電復(fù)位和“看門(mén)狗”功能2023/7/2628總結(jié)1-Wire產(chǎn)品提供了一種低成本、高可靠性的電動(dòng)車電子防盜和程序代碼保護(hù)方案Dallas/Maxim還提供了性能更好的電源解決方案2023/7/2629附錄A：方案相關(guān)的1-Wire產(chǎn)品介紹---SHA-1計(jì)算模型2023/7/2630附錄B：用戶定制ROM的格式8-BIT48-BITCRCFAMILYCODESERIALNUMBER8-BITCustomID(12-bits)User-Defined(8-16bits)UniqueSerialization(20-28bits)FC(8-bits)ForcustomROMpartstheMSBofthisbytewillalwaysbesetto1btoprovideancustomindication.20,24,or28bitserialnumberthatwillbeuniquerelativetoeachcustomdevicedefinition.ThebitlengthdependsonthenumberofbitsusedbytheUserDefinedSubfield.User-DefinedSubfieldvalue:8,12,or16bits.Thisisacustomerdefinedstaticvaluethatcanbeusedtoprovideanindicationofmodeltype,featureset,contractmanufactureridentifier,etc.12-bitCustomerIDvalueassignedtothecompanytowhichtheCustomROMdeviceisr