【導讀】在智能數據測量、遠程信息處理、數據管理等方面都需要由M2M安全模塊，逐步實現自動化數據交換和安全認證。本文就來詳細闡述一下新一代安全芯片是怎么做到為M2M數據安全護航的。
近年來，M2M應用蓬勃發展。比如，歐洲電信標準協會(ETSI)指出M2M通信在需要移動性或涉及高數據容量或傳輸速率的情況下會傾向選擇基于蜂窩的M2M解決方案。市場調查公司HIS預測，蜂窩M2M通信模塊全球市場規模將從2015年的8800萬顆增長到2018年的1.67億顆，復合年均增長率(CAGR)達到24%。
高速發展的同時，M2M涉及的各種應用對傳統安全模塊，無論從尺寸，對惡劣環境的適應性，還是對非易失存儲器的數據保存時間和數據更新次數，都提出了更高的要求。而且，M2M通信對于信息安全的要求也越來越高。
英飛凌針對應用需求的不同，推出多款M2M產品。可用于各種嚴酷的環境，譬如在汽車與工業機構中常見的高潮狀態，以及在車輛里偶爾發生的嚴重振動等。該安全微控器還能負責連接移動網絡，并且進行鑒權。它允許后臺基礎設施(例如公用事業公司)與遠端設備(例如水/電/氣表)之間進行安全可靠的信息交換。
英飛凌M2M安全微控器能夠在從-40℃至+105℃的寬達145℃的溫度范圍內正常工作。這個溫度范圍，與目前安全芯片應用領域典型的-25℃至+85℃相比，等于將現有典型最大溫度規范值提高了25%左右，對于環境溫度的適應性從原來的工業級進一步擴展，使得芯片能夠滿足更寬的溫度范圍。英飛凌芯片在長期儲存數據方面，同樣更為先進：即使身處嚴酷的環境，也能達到每頁50萬次的擦寫周期。
英飛凌的M2M芯片封裝既有傳統的芯片卡模塊，也有8引腳VQFN(極薄四側無引腳扁平封裝)的SMD(表面貼裝器件)。這種封裝最適合自動安裝在設備與機器上并能降低解決方案的整體成本。在某些應用領域，例如汽車綜合信息服務，這些標準封裝足以適應嚴酷的環境，例如振動。
M2M產品分類
從產品的安全等級以及性能表現上，英飛凌M2M產品可以分為兩個系列：
1.SLM76、SLI76：基于16位的80251的CPU內核，芯片存儲容量最高可達504KBEEPROM，同時芯片還包含最高為12KB的RAM。在安全方面，芯片包含對稱算法協處理器，支持DES、AES算法。
2.SLM97和SLI97：SLM97和SLI97是應用于M2M的高端安全控制器,該系列采用基于ARM架構的32位高性能處理器，擁有1M字節的EEPROM和32KRAM。
SLM97和SLI97內置了硬件加密算法協處理器，包括對稱算法協處理器和非對稱算法協處理器，對稱算法協處理器支持DES和AES等對稱算法，非對稱算法協處理器可以支持RSA，ECC等非對稱算法，加密算法協處理器，可以支持各種常用的加密方案。
SLM97和SLI97內部包含了各種硬件安全機制。有存儲器加密模塊(MED)，可以實現對存儲數據的加密處理，也就是說存儲區的數據都是經過加密之后的數據。有真隨機數發生器，其生成的數據不會重復，芯片運行過程中需要的臨時秘鑰或是隨機數，都是可以通過此真隨機數發生器生成。整個芯片結構做了特別設計，使敏感數據區域很難被外部的各種探測手段捕捉到。也有各種傳感器，可以檢測來自外部的攻擊，從而保護數據的安全。
CC(CommenCriteria)認證是國際上對芯片安全性能評估的權威，SLM97和SLI97已經獲得CCEAL5+(High)認證。
除了安全性能，SLM97和SLI97還具備豐富的接口，包括ISO7816、SWP、USB、I2C、SPI，以適應不同的工業和汽車應用。
特別是SLI76和SLI97安全控制器，符合高質量汽車標準(AEC-Q100)，并針對汽車應用苛刻的環境條件進行定制。它們通過了繁雜的質量控制程序，以最大限度降低故障幾率。而且，他們的數據存儲時間可以達到17年。
兩個產品系列都以在傳統SIM市場經過驗證的產品為基礎。這使它們成為SIM卡或聯網汽車嵌入式安全產品的理想選擇。
SLM97和SLI97作為用戶識別模塊(SIM)和M2M通訊模塊整合在一起的方案已日益受到車廠青睞。為提高車主私人數據的安全性，車用M2M模塊供貨商開始借助具備高保密性的SIM卡，來保障車主資料不被有心人士竊取，如歐盟委員會今年初確定強制執行的eCall計劃，即需要車主預先建立緊急聯系電話等信息。為嚴防使用者個人資料外泄。
除了數據保護更加周延，車用M2M模塊與SIM卡結合，亦有助簡化相關的收費機制。消費者只要將手機中的SIM卡插入車用M2M模塊，即可利用手機的通訊技術，享受汽車娛樂系統的各種應用服務；此舉亦有助提高車廠導入3G，甚至長期演進計劃(LTE)通信技術的意愿。
此外，在M2M系統中，不管是哪種無線類型，所有無線鏈路都會使用某種加密技術來保護無線傳輸的數據。
V2X應用實例
下面我們來看看英飛凌安全控制器在V2X通信技術中的實際應用。V2X通信技術是通過車輛與交通設施之間的信息傳遞，以及車輛之間的信息共享，來實現車輛的智能化。根據IHS的預測，到2017年，V2X的裝機量將近70萬臺，而到2020年，這個數字會增加到560萬，2025年更是暴漲到5.5千萬。
目前，V2X的通訊過程使用的是公鑰加密技術來進行信息的無線傳輸。所謂公鑰加密，也稱為非對稱加密。非對稱加密包含了公共密鑰和私有密鑰，用公共密鑰加密后的信息只能用私有密鑰才能解密。即使知道了公共秘鑰，并不能推導出私有秘鑰，因而能夠確保安全。但是，如何保證私有秘鑰的安全，就成了關鍵。
Autotalks是一家專門提供V2X解決方案的公司，其V2X系統通過內置的通訊模塊即可實現信息傳輸與共享。因為進行了預先的集成，只要將這套系統安裝到車輛和設施之上，就能夠實現V2X通訊。
圖1：V2X通訊模塊構成
圖1是AutotalksV2X通訊系統的示意圖，通訊處理器與各個單元相連，通訊處理器接收來自射頻收發模塊的數據，經過安全芯片加解密后，存在存儲單元。整個模塊通過以太網或者CAN總線與車載信息管理系統相連接。此處的安全芯片為SLI97，系統中接收方不被公開的私有就存儲在該安全芯片上，利用私有秘鑰進行的加解密運算也都是在芯片內部進行，任何外部模塊都無法獲取私有秘鑰，從而保證私有秘鑰的安全，也就保證了傳輸數據的安全。
SLM76，SLI76，SLM97和SLI97系列安全控制器憑借其高安全性、工業級的工作溫度范圍、高穩定性以及多接口性能，可以應用在各種M2M領域：如工業機器自診斷功能、供應鏈實現智能追蹤、電表進行遠程監控等，保護M2M通訊過程中的私密數據，并為系統中的安全機制提供硬件解決方案。
相關閱讀：
數據線的長短還影響充電速度，你造嗎？
技術解析：CPRI基帶數據的低損耗壓縮
高精度、交直流電壓數據采集系統設計攻略
