ATECC608C加密认证芯片技术解析与应用指南

描述

Microchip Technology ATECC608C CryptoAuthentication™ IC是高安全性加密器件,它将世界一流的基于硬件的密钥 存储器与硬件加密加速器相结合,以实现各种身份验证和加密协议。ATECC608C在提供向后兼容性的同时,还提供了比ATECC608B更高的安全性能。ATECC608C的所有配置设置、命令、软件包和功能与ATECC608B完全相同,因此,从ATECC608B迁移到ATECC608C的过程非常简单。对于新设计,建议客户直接使用ATECC608C 器件。对于正在升级且目前使用ATECC508A、ATECC608A或ATECC608B的设计,建议用户迁移到Microchip Technology ATECC608C。对于不计划升级的设计,建议客户审查设计,看看用户是否能从ATECC608C的增强安全功能中受益。

数据手册:*附件:Microchip Technology ATECC608C CryptoAuthentication™ IC数据手册.pdf

特性

  • 加密协处理器具有基于硬件的安全密钥存储器,可为最多16个密钥、证书或数据提供受保护的存储
  • ECDH:FIPS SP800-56A椭圆曲线Diffie-Hellman (ECDH) 协议
  • NIST标准P256椭圆曲线支持 (ECC)
  • 对对称算法的硬件支持
    • SHA-256和HMAC哈希算法,包括片外上下文保存/恢复
    • AES-128加密/解密,用于GCM的伽罗瓦域乘法
  • 网络密钥管理支持
    • 针对TLS 1.2和1.3的完整PRF/HKDF计算
    • SRAM中的短暂密钥生成和密钥协议
    • 小信息加密,密钥完全受保护
  • 安全引导支持
    • 完整的ECDSA代码签名验证、可选的存储摘要/签名
    • 安全启动前的可选通信密钥禁用功能
    • 信息加密/认证,可防止板载攻击
  • 内部高质量FIPS 800-90 A/B/C随机数生成器 (RNG)
  • 2个高耐用性单调计数器
  • 保证唯一的72位序列号
  • 2个接口选项
    • 高速单针接口,带1个GPIO引脚
    • 1MHz标准I^2^C接口
  • 工作温度:高达+100 °C
  • 休眠电流:<>
  • 1.8V至5.5V IO电平和2.0V至5.5V电源电压范围
  • 封装选项
    • 8焊盘UDFN封装
    • 8引线SOIC封装
    • 3引线触点

引脚配置和引脚排列

microchip

ATECC608C加密认证芯片技术解析与应用指南

一、芯片核心特性概述

Microchip ATECC608C是一款高安全性硬件加密协处理器,属于CryptoAuthentication™产品家族,具有以下突出特性:

  1. 硬件密钥存储
    • 安全存储多达16个密钥、证书或数据
    • 支持ECDSA签名验证和ECDH密钥协商
    • 符合FIPS186-3和NIST SP800-56A标准
  2. 加密算法加速
    • 完整支持NIST P256椭圆曲线(secp256r1)
    • 硬件实现SHA-256/HMAC哈希运算
    • AES-128加密/解密引擎,支持GCM模式
  3. 安全增强功能
    • 符合JIL HIGH安全评级标准
    • 内置NIST SP800-90A/B/C真随机数生成器
    • 两个高耐久性单调计数器
    • 唯一72位序列号防克隆

二、硬件接口设计要点

1. 引脚配置与接口选择

ATECC608C提供两种接口选项:

  • 高速单线接口(SWI) ‌:仅需1个GPIO引脚
  • 标准I2C接口‌:1MHz通信速率

典型引脚配置如下表所示:

引脚I2C功能SWI功能
SDA串行数据串行数据/GPIO
SCL串行时钟NC
VCC电源(2.0-5.5V)电源(2.0-5.5V)

2. 电气特性参数

  • 工作电压‌:2.0V至5.5V
  • 工作温度‌:
    • 标准工业级:-40℃至+85℃
    • 扩展工业级:-40℃至+100℃
  • 功耗特性‌:
    • 活动模式:典型值2mA
    • 睡眠模式:<150nA(VCC≤3.6V时)

三、典型应用场景

  1. 物联网节点安全
    • 管理节点身份认证和会话密钥
    • 支持TLS 1.2/1.3协议的临时密钥生成流程
    • 实现HKDF密钥派生功能
  2. 安全启动机制
    • 完整ECDSA代码签名验证
    • 可选存储摘要/签名配置
    • 安全启动前可禁用通信密钥
  3. 小型消息加密
    • 硬件AES引擎加密PII等敏感数据
    • 支持AES-ECB直接模式
    • 提供GFM计算功能支持AES-GCM
  4. 生态系统控制
    • 验证系统和组件的OEM真实性
    • 防克隆和防伪功能实现

四、开发注意事项

1. 与前期型号兼容性

ATECC608C保持与ATECC608B的完全兼容性,主要改进包括:

  • 解决低温锁定问题
  • 增加tDVC_INIT初始化时间规范
  • Read命令执行时间从2.0ms增加到2.5ms

2. 信任平台配置选项

Microchip提供三种预配置方案:

方案类型特点适用场景
Trust&GO预配置预部署固定功能用例
TrustFLEX预配置+客户唯一凭证需要定制凭证
TrustCUSTOM完全自定义配置高度定制化需求

3. 安全认证情况

  • 算法认证‌:通过NIST CAVP认证(A4280/A4285)
  • 随机数认证‌:符合SP800-90B标准(证书#E46)
  • 漏洞分析‌:获得JIL HIGH评级(v3.1)
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