基于方寸T620國密安全芯片的視頻加密安全傳輸解決方案

摘要

如何保證視頻數據加密安全傳輸已成為當今社會(huì )一個(gè)迫切需要解決的問(wèn)題，方寸微電子T620國密安全芯片依托于USB3.0高速接口，可有效解決此類(lèi)安全問(wèn)題。本文介紹了使用T620芯片基于《GMT 0016-2012 智能密碼鑰匙密碼應用接口規范》，實(shí)現SKF相關(guān)接口的應用方案。此方案支持SM2非對稱(chēng)密碼算法、SM4對稱(chēng)密碼算法、SM3密碼雜湊算法和隨機數生成算法，以及簽名驗簽等實(shí)際應用場(chǎng)景。

關(guān)鍵詞：T620安全存儲芯片、視頻加密安全傳輸、USB3.0、芯片國產(chǎn)化

內容目錄

0.背景介紹

1.方寸微電子T620安全存儲芯片介紹

1.1芯片基本信息介紹

1.2芯片內部架構

1.3芯片產(chǎn)品特點(diǎn)

2.T620安全存儲芯片視頻加密安全傳輸解決方案

2.1方案基本信息介紹

2.2方案特點(diǎn)

2.3性能參考

3.結語(yǔ)

4.關(guān)于方寸微電子

0.背景介紹

隨著(zhù)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和視頻監控技術(shù)的發(fā)展，社會(huì )各行各業(yè)的視頻監控系統也在加快建設，廣泛應用于能源、電力、教育、醫療和酒店服務(wù)類(lèi)等領(lǐng)域。然而在視頻監控系統中，數據采集、傳輸包含著(zhù)大量個(gè)人和單位的視頻圖像和特征信息，甚至承載了許多單位的機密信息，視頻數據泄露將直接導致個(gè)人隱私、商業(yè)機密等泄露。因此在對網(wǎng)絡(luò )安全的法律和政策逐漸加強的情況下，如何保證視頻數據加密安全傳輸成為一個(gè)迫切需要解決的問(wèn)題。

1.方寸微電子T620安全存儲芯片介紹

1.1 芯片基本信息介紹

T620 是由方寸微電子自主開(kāi)發(fā)的新一代 SoC 存儲安全芯片，具有功能豐富、性能強勁、功耗低、安全性高等特點(diǎn)，可廣泛適用于密碼模塊、安全U盤(pán)、加密移動(dòng)硬盤(pán)等眾多安全存儲產(chǎn)品，也可以應用于 USB3 轉 SATA3、USB 轉 SPI、USB 轉 UART 等接口領(lǐng)域產(chǎn)品。

該芯片集成高性能 32 位國產(chǎn) RISC CPU，可支持 USB3.0、SATA3.0、eMMC5.1 等多種超高速接口，并集成多種國密算法（如 SM2、SM3、SM4），可滿(mǎn)足信息安全領(lǐng)域存儲類(lèi)產(chǎn)品需求；同時(shí)該芯片也支持國際標準 AES 加密算法及 ECC 算法，可應用于高速接口加解密應用及安全存儲市場(chǎng)。

該芯片提供完整的 SDK 供客戶(hù)進(jìn)行定制化開(kāi)發(fā)，尤其針對典型應用場(chǎng)景提供了源碼級方案支撐，可幫助客戶(hù)縮短產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期、降低整體開(kāi)發(fā)成本，提升產(chǎn)品市場(chǎng)競爭力。

T620芯片外觀(guān)

（8.0mm*8.0mm*0.85mm，QFN64封裝，工業(yè)級）

1.2 芯片內部架構

1.3 芯片產(chǎn)品特點(diǎn)

系統資源

·集成32位國產(chǎn)CPU CK803S；最高工作頻率260Mhz

·CK803S內置16KB I/D Cache，內置32KB DTCM

·32KB ROM;256KB SRAM;8KB SRAM（系統專(zhuān)用） 512KB/1MB 片內Flash

安全算法

·支持SM4數據加密，加密性能 800MB/s@200Mhz

·支持ECB、CBC、OFB、CFB、CTR、XTS 6種加密模式

·支持SM2簽名驗簽

·支持大數模加、模減、模乘運算協(xié)處理

·支持SM3算法

·支持1路真隨機數發(fā)生器

通信接口

·支持1路USB3.0 OTG，接口速率5Gbps，向下兼容USB 2.0/USB1.1，支持控制/批量/中斷/等時(shí)傳輸類(lèi)型

·支持1路SATA3.0 Host，接口速率6Gbps，向下兼容 3Gbps/ 1.5Gbps

·支持NCQ 32命令隊列

·支持1路eMMC5.1接口

·支持1路Q(chēng)SPI主接口（僅用于連接SPI Flash/SPI RAM等）

·支持1路SPI主接口

·支持2路UART接口

其他資源

·內置硬件DMA

·內置POR（Power on Reset）電路

·內置8個(gè)定時(shí)器

·內置中斷控制器

·內置1個(gè)看門(mén)狗

·支持12個(gè)GPIO接口

2.T620安全存儲芯片視頻加密安全傳輸解決方案

2.1 方案基本信息介紹

為保證視頻數據的安全傳輸，方寸T620國密安全芯片依托于USB3.0高速接口，可有效解決此類(lèi)安全問(wèn)題。本文介紹了使用T620芯片基于《GMT 0016-2012 智能密碼鑰匙密碼應用接口規范》，實(shí)現SKF相關(guān)接口的應用方案。此方案支持SM2非對稱(chēng)密碼算法、SM4對稱(chēng)密碼算法、SM3密碼雜湊算法和隨機數生成算法，以及簽名驗簽等實(shí)際應用場(chǎng)景。

本方案參考《GB 35114-2017公共安全視頻監控聯(lián)網(wǎng)信息安全技術(shù)要求》文檔，實(shí)現針對視頻流數據的SM4 ECB和OFB模式的加解密。

2.2 方案特點(diǎn)：

·采用USB3.0接口，向下兼容USB2.0

·支持硬件實(shí)現的SM4對稱(chēng)算法，支持ECB、OFB模式

·支持硬件實(shí)現的SM3雜湊算法

·具有非對稱(chēng)算法硬件加速器，支持RSA、SM2算法

本方案可作為旁路模式應用到實(shí)際視頻傳輸場(chǎng)景中，旁路模式可作為兩種形態(tài)存在——板載芯片和UKEY的形式。

·板載芯片：

·UKEY形式：

如上圖例所示，本方案可支持多路視頻數據流加密需求，可滿(mǎn)足4路和8路視頻流加解密，支持多平臺操作，如Windows、Linux、ARM以及RISC-V等。

本方案基于USB MASS Storage協(xié)議或USB自定義設備實(shí)現，單包最大通信能力為132K，應用接口數據大于132KB時(shí)接口需要拆包處理，以下是基于USB MASS Storage協(xié)議centos下性能測試參考數據。

2.3 性能參考：

3.結語(yǔ)

本文主要介紹USB加密方法，并介紹T620中Crypto安全引擎性能和在應用中的實(shí)際性能參考，以及在安全性上的實(shí)現方法。同時(shí)在視頻數據采集、傳輸等方法分享相應的安全解決思路和方案。

4. 關(guān)于方寸微電子

方寸微電子科技有限公司2017年成立，總部位于濟南，現已在北京、上海、深圳、青島設有分公司和研發(fā)中心，作為網(wǎng)絡(luò )安全SoC處理器的核心供應商，方寸產(chǎn)品已大量商用于各類(lèi)信息安全終端。方寸微電子致力于國產(chǎn)高端密碼處理器、高性能網(wǎng)絡(luò )安全芯片、高速接口控制芯片的研發(fā)、設計和銷(xiāo)售。方寸微電子在集成電路架構設計、安全密碼算法、核心技術(shù)自主可控、大規模量產(chǎn)及品質(zhì)管控等綜合能力上具有國內領(lǐng)先的優(yōu)勢，公司將持續為信創(chuàng )安全、工業(yè)、網(wǎng)絡(luò )通信、汽車(chē)等重點(diǎn)領(lǐng)域提供完整的芯片級解決方案。

方寸微電子研發(fā)團隊由信息安全領(lǐng)域知名專(zhuān)家領(lǐng)銜，核心成員均具有10年以上行業(yè)研發(fā)經(jīng)驗，在SoC設計及驗證、超高速密碼算法、高速網(wǎng)絡(luò )接口、安全產(chǎn)品生產(chǎn)及測試等方面具有豐富的經(jīng)驗及技術(shù)積累。公司將始終堅持以市場(chǎng)為龍頭，以人才為根本，以開(kāi)發(fā)自主知識產(chǎn)權的集成電路芯片為基礎，持續創(chuàng )新，依靠技術(shù)優(yōu)勢，不斷提升產(chǎn)品品質(zhì)，為客戶(hù)創(chuàng )造更多價(jià)值，打造引領(lǐng)信息安全產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展的高科技芯片企業(yè)。

核心能力

免責聲明：市場(chǎng)有風(fēng)險，選擇需謹慎！此文僅供參考，不作買(mǎi)賣(mài)依據。