P5CN081是NXP公司的一款SmartMX雙接口控制器產(chǎn)品，P5CN081是安全雙接口和接觸式PKI智能卡控制器，本站介紹了P5CN081的封裝應(yīng)用圖解、特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)、功能等，并給出了與P5CN081相關(guān)的NXP元器件型號供參考。
P5CN081 - 安全雙接口和接觸式PKI智能卡控制器 - SmartMX雙接口控制器 - 智能卡IC - 恩智浦, LLC
CMOS14 SmartMX系列產(chǎn)品是具有以下特性的器件模塊集：
16 KB、20 KB、40 KB、52 KB和80 KB EEPROM ROM存儲器尺寸擴(kuò)展至264 KB RAM存儲器尺寸擴(kuò)展至7.5 KB（CXRAM 5 KB、FXRAM 2.5 KB） 高性能安全公共密鑰基礎(chǔ)設(shè)施(PKI)協(xié)處理器(RSA, ECC) 安全雙重/三重DES協(xié)處理器 安全AES協(xié)處理器 存儲器管理單元(MMU) ISO/IEC 7816接觸式接口 可選ISO/IEC 14443 A非接觸式接口單元(CIU) EEPROM最小耐久度為500000個周期，最小保持時間為25年 眾多交付類型 可選認(rèn)證加密庫模塊，用于RSA、ECC、DES、AES、SHA和PRNGP5CD016/021/041/051和P5Cx081產(chǎn)品具有更佳的SmartMX系列性能，并提供下列額外特性：
CPU內(nèi)核以系數(shù)2加速，同時保持全指令兼容性 FameXE協(xié)處理器（時鐘高達(dá)72 MHz）在全部三種電壓等級下都具有更低的功耗 存儲器管理單元(MMU)緩存區(qū)段為8個，而非5個 全二進(jìn)制ROM代碼兼容P5Cx012/02x/040/073/080/144系列 CMOS14 SmartMX系列特性長期認(rèn)證的CMOS14 SmartMX系列具有安全性大幅提升的智能卡IC架構(gòu)。用于Java和C語言代碼的擴(kuò)展指令、線性尋址、低功耗下的高速度以及通用存儲器管理單元是針對經(jīng)典80C51內(nèi)核架構(gòu)所作出的大量改進(jìn)中的一部分。在P5CD016/021/041/051和P5Cx081產(chǎn)品系列中，恩智浦半導(dǎo)體經(jīng)過驗證的Secure_MX51處理器內(nèi)核相比現(xiàn)有采用0.14 μm CMOS技術(shù)的版本具有進(jìn)一步的優(yōu)化。因此，這些產(chǎn)品現(xiàn)在可提供更高的CPU速度，從而縮短整體交易時間。同時，F(xiàn)ameXE加密協(xié)處理器針對更低功耗下的工作性能進(jìn)行了優(yōu)化，同時保持了其性能在業(yè)內(nèi)的領(lǐng)先水平。
長期認(rèn)證的CMOS14 SmartMX系列具有安全性大幅提升的智能卡IC架構(gòu)。用于Java和C語言代碼的擴(kuò)展指令、線性尋址、低功耗下的高速度以及通用存儲器管理單元是針對經(jīng)典80C51內(nèi)核架構(gòu)所作出的大量改進(jìn)中的一部分。在P5CD016/021/041/051和P5Cx081產(chǎn)品系列中，恩智浦半導(dǎo)體經(jīng)過驗證的Secure_MX51處理器內(nèi)核相比現(xiàn)有采用0.14 μm CMOS技術(shù)的版本具有進(jìn)一步的優(yōu)化。因此，這些產(chǎn)品現(xiàn)在可提供更高的CPU速度，從而縮短整體交易時間。同時，F(xiàn)ameXE加密協(xié)處理器針對更低功耗下的工作性能進(jìn)行了優(yōu)化，同時保持了其性能在業(yè)內(nèi)的領(lǐng)先水平。
同時提供接觸式接口和非接觸式以及S2C接口的做法可實(shí)現(xiàn)諸如銀行金融、電子護(hù)、身份證、醫(yī)�？ā踩L問、Java Card以及信托平臺模塊(TPM)的本地或開放平臺和多用途操作系統(tǒng)的輕松部署。
命名規(guī)范P5xyzzz
SmartMX平臺
x
目錄類型：
C = PKI控制器 + 三重DES協(xié)處理器 + AES協(xié)處理器（用于選定產(chǎn)品）
y
接口選項：
C = 接觸式接口 - ISO/IEC 7816
D = 雙接口 - ISO/IEC 7816 + ISO/IEC 14443非接觸式接口
N = ISO/IEC 7816 + S2C接口（用于NFC）
zzz
非易失性存儲器的大小（單位為KB），向上計數(shù)代表更多產(chǎn)品選項
加密硬件協(xié)處理器FameXE協(xié)處理器
經(jīng)認(rèn)證和模塊化的FameXE架構(gòu)支持加長RSA密鑰的趨勢，提供更快的執(zhí)行速度以及基于GF(p)或GF(2n)的橢圓曲線加密(ECC)，具有最佳的性能。FameXE支持RSA，其操作數(shù)長度高達(dá)8 kb（暫存數(shù)高達(dá)4 kb，僅可存儲于RAM中）。
FameXE PKI協(xié)處理器現(xiàn)已進(jìn)一步降低了功耗，支持192位ECC密鑰長度，具有與2048位RSA同等級的安全性。基于ECC GF(2n)的簽名采用163位密鑰，可在不到30 ms的時間內(nèi)執(zhí)行，具有可比擬1024位RSA的安全等級。ECC操作數(shù)大小由FameXE提供支持，僅受FXRAM的2.5 KB大小限制。FameXE工作頻率高達(dá)72 MHz，便于使用；其靈活的接口可讓編程人員自由部署自己的加密解決方案。安全且經(jīng)CC EAL5+認(rèn)證的加密庫提供大量所需要的功能，并將用于全部器件，以便支持客戶部署基于公共密鑰的解決方案。
三重DES協(xié)處理器
DES廣泛用于對稱加密，并由專用的高性能、高度抗攻擊的硬件協(xié)處理器提供支持。單DES和三重DES（基于二個或三個DES密鑰）可在40 μs內(nèi)執(zhí)行。完全支持相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)（ISO/IEC、ANSI、FIPS）和消息認(rèn)證代碼(MAC)。針對DES提供安全加密庫元素。
AES協(xié)處理器
SmartMX是首款提供專用高性能128位并行處理協(xié)處理器以支持安全AES的智能卡微控制器平臺。其部署基于FIPS197，經(jīng)由國家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)局(NIST)標(biāo)準(zhǔn)化，支持128位、192位和256位密鑰長度，性能等級堪比DES。AES是新一代對稱數(shù)據(jù)加密技術(shù)，建議承繼DES提供大幅改進(jìn)的安全等級。針對AES提供安全加密庫元素。
SmartMX接口SmartMX接觸式接口
SmartMX接觸式接口符合ISO/IEC 7816標(biāo)準(zhǔn)，由內(nèi)置的通用異步收發(fā)器(UART)提供支持，實(shí)現(xiàn)高達(dá)1 Mb/s的數(shù)據(jù)速率，允許自動生成所有典型波特率并支持傳輸協(xié)議T=0和T=1。提供最多兩個額外的I/O。
SmartMX非接觸式接口
該可選非接觸式接口完全符合ISO/IEC 14443 A標(biāo)準(zhǔn)，兼容恩智浦半導(dǎo)體經(jīng)過現(xiàn)場驗證的MIFARE技術(shù)。專用的非接觸式接口單元(CIU)以高達(dá)848 kb/s的數(shù)據(jù)速率管理并支持通信。采用真正的防干擾方法（符合ISO/IEC 14443-3標(biāo)準(zhǔn)）同步處理多張卡。
可選MIFARE功能采用B1（MIFARE 1K部署）和B4（MIFARE 1K部署）配置提供接口保護(hù)，兼容所有已安裝的MIFARE基礎(chǔ)設(shè)施。MIFARE協(xié)議能與其他非接觸式傳輸協(xié)議同時運(yùn)行，并由用戶代碼部署實(shí)現(xiàn)該功能（T=CL或自定義），可在單張雙接口控制器智能卡上集成新服務(wù)和現(xiàn)有基于MIFARE的應(yīng)用（如票證）。
在SmartMX上部署的MIFARE可利用經(jīng)認(rèn)證的真隨機(jī)數(shù)生成器，因此不易遭受基于隨機(jī)數(shù)可預(yù)測性而發(fā)起的攻擊。該仿真利用防火墻與SmartMX的其余部分隔離，防火墻屬于通用標(biāo)準(zhǔn)評估的一部分。
提供ISO/IEC 14443-3和ISO/IEC 14443-4的教程軟件庫，為恩智浦半導(dǎo)體客戶輕松將非接觸式技術(shù)與現(xiàn)有系統(tǒng)解決方案相集成提供支持。
輸入電容可出廠配置為標(biāo)準(zhǔn)環(huán)路天線或較小的天線（如“ID1/2”天線）。通過將器件輸入電容設(shè)置為標(biāo)準(zhǔn)值或較高值，便可完成該配置。
SmartMX S2C接口
S2C接口設(shè)計用于恩智浦半導(dǎo)體的NFC電路（如PN544），以便配置安全NFC系統(tǒng)，比如手機(jī)。
控制器芯片可在接觸模式(ISO/IEC 7816)和S2C模式下工作，用戶可根據(jù)操作系統(tǒng)定義其最終功能。這樣可以使接觸式接口和S2C接口具備相同的安全等級、功能性和靈活性。
S2C接口連接內(nèi)部ISO/IEC 14443 CIU。CIU處理S2C信號的解調(diào)與調(diào)制，可通過該接口實(shí)現(xiàn)完全非接觸式通信，并可使能NFC前端。由于S2C接口連接CIU，P5CN081的電源必須通過VDD和VSS焊盤提供，才能使用S2C接口。S2C接口與普通非接觸式操作相比，不需要任何軟件。
連接NFC前端的S2C接口后，該器件可兼容現(xiàn)有MIFARE讀卡器基礎(chǔ)設(shè)施，并且MIFARE 1K或MIFARE 4K的可選仿真模式可實(shí)現(xiàn)快速系統(tǒng)集成，同時提供針對MIFARE卡的向后兼容性。S2C接口上的通信支持ISO/IEC 14443 A標(biāo)準(zhǔn)第3部分以及ISO/IEC 14443標(biāo)準(zhǔn)第4部分。
安全功能SmartMX集成一系列固有和操作系統(tǒng)控制的安全功能，作為針對所有攻擊類型的應(yīng)對措施。恩智浦半導(dǎo)體擁有豐富的芯片安全知識、交換電路技術(shù)、高密度五層金屬0.14 μm技術(shù)、膠合邏輯和有源屏蔽技術(shù)，并應(yīng)用這些知識與技術(shù)獲得CC EAL5+、EMVCo和其他第三方認(rèn)證與標(biāo)準(zhǔn)的最優(yōu)結(jié)果。
SmartMX存儲器管理單元(MMU)設(shè)計用來定義各種存儲器段并據(jù)此分配安全屬性，支持強(qiáng)大的防火墻概念，可保持各應(yīng)用之間的互相獨(dú)立。僅系統(tǒng)模式具有完全訪問所有存儲器空間和片內(nèi)外設(shè)的權(quán)限，而用戶模式僅有定制卡片時定義的權(quán)限，且需在系統(tǒng)模式的控制下才可執(zhí)行。
Secure Fetch技術(shù)極大地增強(qiáng)了芯片硬件的安全性，以抵抗某類針對芯片硬件的光照攻擊。值得一提的是，Secure Fetch針對利用更高的空間分辨率以及利用更短和更長的光脈沖展開的單次和多次脈沖攻擊提供更高的保護(hù)等級。它能保護(hù)器件存儲器和ROM、RAM以及EEPROM代碼的提取操作，極大地增加故障注入攻擊的檢出率。
這項獨(dú)特的安全技術(shù)針對未來使用光源和激光源的攻擊場景提供更佳的保護(hù)能力，方便客戶開發(fā)高度安全的軟件應(yīng)用。
SmartMX安全特性為大多數(shù)恩智浦半導(dǎo)體客戶所認(rèn)可，具有出色的特性。針對光照攻擊所提供的應(yīng)對措施堪稱“同類一流”。
安全評估和認(rèn)證獲得CC EAL5+硬件安全認(rèn)證。此外，還提供第三方認(rèn)證，比如EMVCo（VISA、CAST）、ZKA等，具體取決于應(yīng)用要求。
恩智浦半導(dǎo)體繼續(xù)推動第三方安全評估，為客戶已部署的應(yīng)用提供執(zhí)行后續(xù)復(fù)合評估所需的相關(guān)信息和文檔。
安全許可除了恩智浦SmartMX系列所擁有的各項抗攻擊知識產(chǎn)權(quán)外，恩智浦半導(dǎo)體公司還獲得了Cryptography Research Incorporated公司有關(guān)SPA和DPA應(yīng)對措施的專利授權(quán)。(CRI)。該許可涵蓋硬件和軟件應(yīng)對措施。對客戶而言，操作系統(tǒng)中的應(yīng)對措施應(yīng)遵守該CRI許可協(xié)議�？筛鶕�(jù)要求提供更多詳情。
可選加密庫恩智浦半導(dǎo)體為所有產(chǎn)品系列提供可選加密庫：
各種算法 使用AES協(xié)處理器進(jìn)行AES加密和解密 使用DES協(xié)處理器進(jìn)行DES和三重DES加密和解密 高達(dá)5024位直接和CRT密鑰的RSA加密和解密、簽名生成和驗證 RSA密鑰生成 用于高達(dá)544位密鑰的ECC-GF(p)簽名生成和驗證(ECDSA)以及Diffie-Hellman密鑰交換 ECC-GF(p)密鑰生成 用于高達(dá)571位密鑰的ECC-GF(2n)簽名生成和驗證(ECDSA)以及Diffie-Hellman密鑰交換 ECC-GF(2n)密鑰生成 SHA-1、SHA-224和SHA-256哈希算法 偽隨機(jī)數(shù)字生成器(PRNG) 便于在所有算法中使用的API 接觸和非接觸模式下的安全操作 內(nèi)置最新的安全功能，避免能量攻擊(SPA/DPA)、定時攻擊和故障攻擊(DFA) 提供通用標(biāo)準(zhǔn)CC EAL5+認(rèn)證[ECC-GF(2n)除外]，符合BSI-PP-0002標(biāo)準(zhǔn)保護(hù)規(guī)定
