Xcell China 28 - (Page 15) 技 術 專 欄 將 Device DNA 技術推向 新水平 Xilinx 與 Helion 聯手打造 更安全的低成本 FPGA 設計 作者：Maureen Smerdon Xilinx 公司 戰略營銷經理 maureen.smerdon@xilinx.com Graeme Durant Helion 技術有限公司 首席執行官 graeme@heliontech.com 如今，器件克隆和非法超量生產促使 設計安全倍受重視。在消費電子應用中， 設計安全已經變得與流經器件的媒體加 密同等重要。這方面應用的例子包括寬 帶接入 、無線網絡、路由器、高清 DVD 和 DVR。 Xilinx 於 2007 年推出了 Device DNA 技 術，其中提供一系列安全功能，用以防範 反向工程、 克隆和非法超量生產。Xilinx 在 （尤其是 最新的低成本 SpartanTM -3 FPGA Spartan-3A、Spartan-3AN 和 Spartan-3A DSP 器件） 中提供了這種革命性的能力。 為了發揮這種技術的潛力，X ili n x 與 （Xilinx Alliance 的 IP 合作伙伴，專 Helion 事數據加密和安全解決方案） 密切合作開 發了 Device DNA Checker，這是一種 IP 模 塊，專門用來與 Spartan-3 器件配套使用， 為設計人員提供一種更堅實可靠的安全解 決方案。 Device DNA 在瞭解 Helion Device DNA Checker 如 何與 Spartan-3 器件配套使用之前，我們 先來看看 Xilinx Device DNA 技術的核。 Xilinx Device DNA 技術是一種工廠設 置的永久性 ID 代碼，在每個器件中均不 相同。Device DNA 的初始代碼長度是 57 位，可以按用戶要求編程為任意長度，允 許使用 64 位、 128 位或更複雜的 256 位 高級算法。這種獨一無二的 ID 可用來將 設計與特定 FPGA 捆綁到一起。 每 個設 計 都 可以包含 特有的認證算 法，以進一步加強設計安全和減少反向工 程等潛在威脅。這樣，您就可以精確選擇 算法的複雜程度，並且直接控制所需安全 的成本。有了這種靈活性，您可以根據特 定應用的安全需要來提高或降低安全投 資。 您 選擇的認證算法 是在 F P G A 中實 現，它提取 ID 值，並生成與該 ID 對應的 唯一結果，然後將結果存儲到您 選定的 位置，如外部存儲器或內部 Flash （僅適用 於 Spartan-3AN FPGA 器件） 。FPGA 每次 上電時，生 成和存儲的結果必須匹配 才 能授權該器件。算法是安全的奧妙所在， 它僅為您本人所知，如果無權訪問原始設 計源則幾乎無從知曉。 設計人員享有完全的靈活性，可以為 認證以及 對認證失敗的反應定制算法。 Spartan-3AN 器件內嵌 Flash，可以將所有 配置通信都對外界隱 藏起來，使得瞭解 FPGA 中包含的設計極其睏難，從而進一 步提高安全性。 這種安 全或許可過 程 是本着完全靈 活性設計的。您可以方便地改變安全或 許可過程，使其在各機型之間有所不同， 以此來提高設計的安全性。可以通過外 部 JTAG 端口或內部 DNA 端口訪問只讀的 從而與安全算法輕鬆連接。 Device DNA， 如果克隆者或超量生產者將比特流復 制到另一 FPGA 中，新 FPGA 的 Device DNA 會有所不同。設計使用算法檢查 D ev ice DNA，然後返回非法或失敗信息，讓用戶 或設計人員決定如何對安全侵權行為做 出反應。 圖 1 是安全流程示意圖。 Device DNA 安全過程猶如 ATM 交易。 從 ATM 取款時 首先需要插入 ATM 卡， ， 然後在觸摸板上輸入 PIN。如果 ATM 卡及 相關 PIN 與銀行存儲的 ID 相符，則交易 獲准， 可以取款。如果不符，則拒絕交易， 不得取款。圖 2 所示為 ATM 交易與安全 流程的比較。 2008年春季刊 15 ©2007 Xilinx Inc. 版權所有。XILINX、Xilinx 標誌以及本文件中包括的其他品牌名稱，是 Xilinx, Inc. 的商標。所有其他商標都是其各自所有者的財產。
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