一、LKT4103多接口加密芯片介紹

LKT4103采用增強型8051智能卡內核，芯片內部嵌入凌科芯安公司的LKCOS智能操作系統，用戶可以把MCU中程序一部分關鍵算法函數下載到LKT4103芯片中運行。用戶采用標準C語言編寫操作代碼，采用KEIL C編譯器，編譯并下載到智能芯片中。在實際運行過程中，通過調用函數方式運行智能卡芯片內的程序段，并獲得運行結果，并以此結果作為用戶程序進一步運行的輸入數據。LKT4103成了產品的一部分，而算法在LKT4103內部運算，盜版商無法破解，從根本上杜絕了程序被破解的可能。芯片內部硬件實現了國家商用密碼產品所需的SSF33 和SM1 算法專用加密模塊、DES/3DES 加密模塊和RSA 公鑰算法引擎。芯片內嵌32 位真隨機數發生器RNG。芯片擁有豐富的對外接口，包括USB Device 控制器，可支持USB Low Speed、Full Speed通信模式；7816 主/從收發器，可實現T=0 和T=1 協議，支持多種通信速率；硬件SPI 主/從模塊以及8 個GPIO 端口。

二、芯片特性

1、CPU 高性能8 位CPU，兼容標準8051

- 1 條指令占用1 到3 個機器周期
- 1 個機器周期為4 個時鐘周期（典型值）與標準8051 兼容

2、存儲

- 48K字節程序存儲區
- 4K字節NVM區
- RAM，容量為12kB+256B
- 其中256B 作為8051 架構的IRAM
- 另外12kB 可作為8051 架構的XRAM 或CODE
- 8B 全球唯一CPSN，用戶只讀

3、加密引擎

- DES 算法專用硬件引擎
- RSA 算法專用硬件引擎
- 國密算法專用硬件引擎
- SM1 專用硬件引擎
- SSF33 專用硬件引擎
- 支持AES、DES 等對稱算法
- 支持ECC、RSA 等非對稱算法
- 支持SHA1、MD5 等摘要算法

TRNG 真隨機數發生器支持安全交易的需要

CRC 專用硬件引擎支持數據的快速CRC 校驗

4、對外接口

USB 接口

- USB device 控制器，支持USB Low Speed，Full Speed
- 滿足USB IF Full Speed Low Speed Electrical and Interoperability Compliance Test Procedure 要求的電氣兼容性

7816 接口

- 符合7816-3 標準
- 支持T=0 和T=1 通信協議
- 支持10 種波特率（FD = 11, 12, 13, 18, 91, 92, 93, 94, 95, 96）
- 支持7816 主/從通信
- 支持GSM 功耗標準，包括Clock Stop 模式工況

GPIO

- 8 個I/O 端口
- 3V 信號幅度
- 與SPI 接口復用IO 資源

安全特性
- 傳感器（電壓，時鐘，溫度，光照）
- 過濾器（防止尖峰/毛刺）
- 獨立的內部時鐘（讀者CLK）
-（SFI）的檢測機制
- 被動和主動盾牌
- 膠合邏輯（難以逆轉工程師電路）
- 握手電路
- 高密度多層技術
- 具有金屬屏蔽防護層，探測到外部攻擊后內部數據自毀
- 總線和內存加密
- 虛擬地址（SW =硬件地址地址！）
- 芯片防篡改設計，唯一序列號
- 硬件錯誤檢測
- 真正的隨機數發生器（RNG）
- 噪音的產生（對邊信道攻擊）
- 預硅功率分析
- 內部數據不可讀取、拷貝
- 敏感信息進行加密（鑰匙，別針）
- 雙重執行的（如加密解密核查）
- 校驗
- 驗證程序流
- 不可預知的時序（如隨機NOP）
- 不能直接訪問硬件平臺，HAL（匯編），C
- 防止緩沖區溢出
- 防止錯誤的偏移..
- 防火墻機制
- 異常計數器
- 執行驗證碼
- 歸零的鍵和引腳

SPI 接口

- 硬件實現SPI 主/從控制器
- 3V 信號幅度
- 與GPIO 復用IO 資源