智能卡芯片的良率和可靠性提高

复旦大学硕士学位论文智能卡芯片的良率和可靠性提高姓名：康军申请学位级别：硕士专业：软件工程指导教师：於伟峰20070301智能卡芯片的良率和可靠性提高作者：康军学位授予单位：复旦大学相似文献(6条)1.期刊论文周宏华.李树国.周润德高安全性的智能卡芯片结构与设计-清华大学学报(自然科学版)2003,43(4)为适应信息安全系统的要求,提出一种高安全性的智能卡芯片结构,并进行了设计实现.通过集成8位微处理器内核、RSA用加解密协处理器和大容量的片内Flash存储器,以及存储器访问控制电路和专用的硬件安全电路,实现了系统的整体安全可靠性.该结构采用TSMC公司0.35μm的CMOS工艺设计和制造,可以在374ms完成1024位RSA运算,实现数字签名和身份认证,并能有效地防止非法操作、DPA(deferentialpoweranalysis)分析等常见的攻击,适用于电子商务、社会保障卡系统等高安全性的应用领域.2.学位论文齐洪喜基于FPGA&ASIC的专用USB接口设计与实现2006随着安全技术的不断发展，人们对安全产品的安全性以及安全产品的速度提出了更高的要求。这使得密码专用芯片的研究成为信息安全领域的的一个热点课题。要提高安全产品的速度就需要采用芯片、并行处理和群集等技术。其中所谓的芯片技术主要是指FPGA&ASIC技术，FPGA&ASIC技术可以理解成在芯片中实现安全产品应用，这个固化过程会大大提高安全产品原本的运行处理速度。同时，采用芯片技术比采用通用集成电路技术还有体积小、重量轻、功耗低、可靠性高等几个方面的优势。如果仅仅使用ASIC&FPGA技术对密码算法采用芯片技术，而忽略了接口的芯片化，其结果必然导致安全产品速度的整体下降。另外将所有的算法处理器以及产品所用到的接口部分全部集成在同一个芯片中，无论是在体积，功耗方面还是在成本以及可靠性方面都比仅集成算法处理器有着一定程度的优势。这就要求使用HDL语言实现安全产品所使用的接口，从而同时将使用HDL语言实现的算法处理器以及接口集成在同一个芯片中。基于USBKEY的身份认证方式是一种方便、安全、经济的身份认证技术，它采用软硬件相结合一次一密的强双因子认证模式，很好地解决了安全性与易用性之间的矛盾。USBKEY内置单片机或智能卡芯片，可以存储用户的密钥或数字证书，在内部产生密钥，加密处理在内部完成，从而最大限度地保障安全。利用USBKEY内置的密码学算法实现对用户身份的认证，同时不同的USBKEY可以根据不同的用户身份设置不同的权限。另外USBKEY采用USB接口形式，可以在目前主流的个人电脑上直接使用，对环境和硬件设备没有特殊的使用要求。由于USBKEY具有安全可靠，便于携带，使用方便，成本低廉，不易损坏的优点’加上PKI体系完善的数据保护机制，使用USBKEY存储数字证书的认证方式已经成为目前以及未来最具有前景的主要认证模式。未来，身份认证技术将朝着更加安全、易用，多种技术手段相结合的方向发展。USBKEY会成为身份认证硬件的主要发展方向，LSBKEY的运算能力以及易用性也将不断提高。本义主要针对USBKEY芯片化的需要，结合实际应用中的情况提出了一种基于FPGA的USBKEY专用USB接口实现方式，并以VerilogIIDL语言进行了实现，最后对该接口进行了软件仿真和硬件测试。通过使用该接口的USBKEY呵以实现无驱操作。即使用的计算机上不需要安装任何驱动程序，该USBKEY就可以正常工作。由于该接口完全是使用VerilogHDL编写的，且在实现的过程中还考虑到了以后产品的需要，因此该接口具有良好的可扩展性和可改进性，这样通过一定的改进完全可以变为一种通用的USB接口。在一定程度上可以避免该接口的二次开发，同时还可以减少其他USB接口产品的研发时间，提高产品的研发效率。3.期刊论文朱笑.倪锦峰.王家楫.ZHUXial-kun.NIJin-feng.WANGJia-jiIC智能卡失效机理研究-复旦学报(自然科学版)2005,44(1)IC智能卡使用过程中出现的密码校验失效、数据丢失、应用区不能读写等一系列失效和可靠性问题,严重影响了其在社会生活各领域的广泛应用.分析研究了IC智能卡芯片碎裂、引线键合断裂、静电放电损伤等失效模式和失效机理,并结合IC卡制造工艺和失效IC卡的分析实例,对引起这些失效的根本原因作了深入探讨,就提升制造成品率、改善可靠性提出应对措施.4.学位论文李刚适于二次开发的32位UICC多应用COS平台的研制2008智能卡操作系统(ChipOperatingSystem，简称COS)是智能卡在软件层面的核心技术。其研究和开发对智能卡技术的发展和普及有很大的促进作用。国内各卡商大多开发基于Native的COS(卡操作系统)平台，致力于智能卡芯片的研制，从硬件到软件的自主研发，形成了早期初级COS，移植性、通用性、维护性不好，多为单文件系统、单一应用、单通道，没有考虑多应用的实现，如多应用文件系统的实现、不同应用之间文件隔离、映射，多种PIN管理，多通道实现等。而JAVA卡平台通用性好，但对硬件资源要求非常高，且在实现多文件系统上是一个弱项。本文研制的UICCCOS平台，在整体设计上通过合理的层次化结构，使上层的应用与底层硬件分离，便于平台的移植操作、维护性好；在文件系统设计上，采用了通用的文件系统，使平台具有良好的通用性；在安全性上做了充分的设计；在应用设计上依靠多通道、多文件系统以及多级PIN的相关技术实现了多应用。提出了二次开发的创新设计，保障了COS层以上应用的合作开发的安全可实现；此外，在掉电保护方面也做了设计和实现，保障了用户数据在使用过程中的安全性和可靠性。本文针对以上设计进行了可靠的脚本测试和实网验证工作，成功实现了UICCSIM和USIM功能，COS能够正常登网、通讯，并实现了USIM卡的批量商用。5.期刊论文吴永英.邓路.肖道举.陈晓苏.WUYong-ying.DENGLu.XIAODao-ju.CHENXiao-su一种基于USBKey的双因子身份认证与密钥交换协议-计算机工程与科学2007,29(5)传统的USBKey只能存储数据而无法进行复杂的加/解密运算,导致基于USBKey的认证协议存在诸多不足.本文针对含智能卡芯片的USBKey可进行加/解密运算和生成随机密钥的特点,提出了一种基于USBKey的双因子身份认证与密钥交换协议DKAKEP.该协议综合运用伪随机数验证、一次性会话密钥、AES加密算法、安全哈希算法等技术,除了可提供安全快速的身份认证与密钥交换,还具有快速更改密钥、支持多种哈希算法和无需时间同步机制的特点.对DKAKEP协议的安全性分析和实际应用表明,该协议可抵御多种协议攻击,具有较强的实用性、安全性和可靠性.6.学位论文崔强集成电路中ESD防护研究2008随着半导体制造工艺的特征尺寸越来越小，静电放电(ESD，Electro-StaticDischarge)已经成为集成电路中最重要的可靠性问题之一。半导体制造工艺的不断改进使得ESD防护设计越来越困难，国内在ESD领域的研究相对较少。本论文主要研究了芯片上ESD防护设计，TCAD(工艺计算机辅助设计)仿真，及电路级建模。本论文采用的工艺有：华虹NEC0.18μmEEPROMCMOS工艺，和舰0.18μmCMOS工艺，中芯国际0.18μmCMOS工艺和90nmCMOS工艺。论文首先设计并流片测试了现有常用的ESD防护器件，对主要的器件就行了评估：LSCR(横向SCR)，MLSCR(改进式横向SCR)，LVTSCR(低触发电压SCR)，HHSCR(高维持电压SCR)和外部电路触发的ESD防护器件。在此基础上，本文提出并分析了两种新颖的ESD防护器件：多晶硅栅辅助SCR(PASCR)和对称式SCR。PASCR结构采用了多晶硅版图层次，测试结果表明PASCR具有优秀的ESD防护鲁棒性能。单叉指PASCR只占据947μm2的版图面积，能够承载7-kV的人体模型的静电冲击。PASCR的鲁棒性可以由“前向泄放通道抚平效应”和“边缘泄放通道效应”来解释。在对称式版图SCR部分，多叉指的双流向对称式版图SCR和四流向对称式版图SCR能够产生更均匀的电流通道来更好地泄放ESD电流。对称式版图SCR的TLP测试结果表明在相同的版图面积下，双流向对称式版图SCR的鲁棒性比传统多叉指MLSCR提高两倍以上，并且能够承载15-kV的人体模型的静电冲击。同时，四流向对称式版图MLSCR的面积只有传统非对称式版图的39％，但是能够耐受同等程度的ESD冲击。测试结果进一步表明了PASCR和对称式版图SCR的“S”型电流.电压特性能够根据不同的被防护电路做出相应的调整。论文针对实际生产中的某个特定工艺，提出了一个基于SCR的片上ESD防护解决方案。测试结果表明该ESD防护设计解决方案完全满足设计指标。对于ESD防护器件的TCAD仿真，本学位论文在传统直流仿真的基础上提出了一种新颖的评估ESD防护器件综合性能的方法。这个仿真方法采用了能够更好地描述ESD事件的混合瞬态仿真电路模式。该方法论可以综合评估ESD防护器件的鲁棒性，有效性，透明性，和敏捷性。本学位论文根据这个TCAD仿真方法对基于SCR的ESD防护器件进行了鲁棒性能评估，并提出了“鲁棒系数”的概念。“鲁棒系数”可以用来比较不同ESD模型和等级，不同类型的ESD防护器件的鲁棒性能。仿真和测试结果比较表明：本文中的TCAD瞬态评估方法论的收敛性好，并对ESD器件的设计有很强的指导作用。最后本学位论文提出了基于Verilog-A语言的ggNMOS(栅接地NMOS)和SCR的宏模块模型。在ggNMOS的建模中，本文指出了一种提取“雪崩击穿”和“二次击穿”电学参数的方法。SCR模型包含了七个用VerilogA语言编写的宏模块。本文对这七个模块的物理方程做了详细的描述。从ggNMOS和SCR的仿真结果可以看出，这两个器件模型的建立对系统级仿真ESD防护有很强的指导作用。本学位论文的研究工作对深亚微米工艺中ESD防护设计的解决具有重要的指导意义。有关ESD防护设计已经在相关工艺线中得到应用(包括某公司的智能卡芯片等)。论文主要创新点包括：利用多晶硅版图层次设计ESD防护器件；利用空间对称式版图结构提高了防护器件的导通均匀性；利用TCAD瞬态仿真技术对ESD防护器件作了综合性能评估。上述创新点已经申请了发明专利。另外，本文对基本的ESD器件进行的电路级宏模块建模也具有一定创新性。本课题的下一步工作：进一步提高TCAD仿真和实测数据的参数匹配性，以及调整ESD防护器件电学参数的设计方法。本文链接：授权使用：上海海事大学(wflshyxy)，授权号：02fb76e9-6d7d-4c2b-af81-9dea00810891下载时间：2010年9月7日