2022新一代超級SIM芯片技術

新一代超級SIM技術要求白皮書（2022）SIMSIMPAGE\*ROMANPAGE\*ROMANII目 次前言 II概述 1典應場景 2容場景 2性場景 3擴場景 3芯典性指標 4片構 4處器 4儲器 4法處器 4理氣性 5信口 5芯安要求 5全5理克功（PUF） 6展儲的全儲 6結語 6縮略列表 7參考獻 8附錄A：安算性能 9前言SIM間的重要硬件觸點。SIMSIMGPNFC5GSIM礎載體。SIM元化接口和安全特性。SIMSIMPAGEPAGE10概述隨著近年來智能手機不斷普及和網(wǎng)絡技術的逐步提升,SIM用戶日益增多的數(shù)字資產提供全方位的保護。5GSIMSIMNFCSIM卡芯片的容量和性能提出了更高要求。《中共中央關于制定國民經濟和社會發(fā)展第十四個五年規(guī)劃和二〇三五年遠景目標載體形式多種多樣：ICSIM卡無疑將成為非常重要的載體。數(shù)字人民幣特色的“雙離線”支付要想100%SIM的接口傳輸速率更快、處理性能更高。SIMSIMSIM芯片，容量更大、性能更快、安全性更高：SIMRAM擴展。SIMCacheISO7816SPI接口。安全性更高。為了保證用戶數(shù)據(jù)安全，滿足不同行業(yè)的安全管理要求，新一代超在線升級固件區(qū)（A）系統(tǒng)區(qū)Kernel虛擬機及運行時環(huán)境、GP、UICC/USIM...增量空間基礎API、GPAPI、電信API、國密API...COS升級管理模塊在線升級固件區(qū)（A）系統(tǒng)區(qū)Kernel虛擬機及運行時環(huán)境、GP、UICC/USIM...增量空間基礎API、GPAPI、電信API、國密API...COS升級管理模塊固件區(qū)（B）Kernel虛擬機及運行時環(huán)境、GP、UICC/USIM...空間基礎API、GPAPI、電信API、國密API...COS升級管理模塊數(shù)據(jù)區(qū)...應用n應用2應用1電信文件系統(tǒng)典型應用場景大容量場景裝載更多應用SIM500KB50KB10個應SIM100%1MB20個應用。2C2BSIM可提供移動安全增值服務，內置國密等功能，實現(xiàn)業(yè)務系統(tǒng)的整體安全性提升。COS升級SIMCOSSIMCOSSIMSIMCOSCOS下載完成后再SIMCOSSIM卡芯片存OS備份，可以實現(xiàn)用戶不換卡即可完成在線升級。7816接口固件啟動控制模塊HAL圖1：COS在線升級高性能場景SIM用性能的難題，在交通、認證等低時延的場景需求中有效地提升了用戶業(yè)務體驗。尤其，500msSIMCOS在線升級所涉及的通信和處理的數(shù)據(jù)量也SIM簡單的應用服務。Flash超級SIM卡嵌入式存儲空間的提升，可以滿足片內操作系統(tǒng)與應用安裝運行的需求，但隨著更復雜、空間要求更高的應用不斷推出，為了能快速實現(xiàn)產品的擴容迭代，新一代芯片支持通過SPI接口外接Flash來擴展存儲容量，應用可根據(jù)數(shù)據(jù)的類型及其安全存儲需求，將數(shù)據(jù)存儲至內部存儲區(qū)或擴展存儲區(qū)。外接Flash的擴展存儲區(qū)可以根據(jù)業(yè)務需求增加至64MB，可用于存儲應用數(shù)據(jù)文件、量子通話密鑰等。支持藍牙接口SIMSPIAPPSIM卡之間的接口，實現(xiàn)藍牙車鑰匙、藍牙數(shù)字人民幣交易等場景。SPISWPSPISWP2.4GHz天線RFSPI藍牙芯片ISO7816終端基帶芯片終端非接觸前端SIM芯片F(xiàn)lash圖2：超級SIM可擴展硬件架構芯片典型性能指標芯片架構系統(tǒng)總線系統(tǒng)總線接口GPIOSWP7816SPI1/2算法協(xié)處理器隨機數(shù)國際算法國密算法安全毛刺檢測頻率傳感器電壓傳感器溫度傳感器PUF外設CLK/RSTPowerCRCTimerWDT存儲SRAMCacheFlash主控DMACPU圖3：超級SIM芯片架構微處理器32CPU120MHz以上（含Cache16KB以上（含。存儲器RAM容量為64KB以上（含。片內存儲空間（las）2.5MB以上（含1010年，支持對擦除后的空間進行字寫或多字寫，F(xiàn)lash擦寫性能不低于表3-1：表3-1FLASH擦寫特性典型性能頁擦除時間不超過3ms字編程時間不超過55us算法協(xié)處理器支持主流國家商用密碼算法及國際算法，國家商用密碼算法至少支持：SM2、SM3、SM4SM9RS（2048/096ECC_Sp2561X2551ED2519、DES/TDES、AES(128/192/256)、SHA256A。物理電氣特性COS通信接口DMA作。3.6.1 ISO7816ISO7816技術規(guī)范》的要求。781620MHz82.5Mbps率。SWPSWP動用戶卡硬件技術規(guī)范》的要求。SPI至少支持兩路SPI接口：支持主\20MHz（VCC1.8V；SPINormal、Dual、QuadNormal式。芯片安全要求安全認證新一代超級SIM芯片需通過以下安全認證：EAL5+以上（含）安全認證；EMVCo國密二級以上（含）安全認證。物理防克隆功能（PUF）（PUPUF數(shù)據(jù)可認為是由制造差異產生獨特指紋“指紋”“指紋”PUF技術一方面可提高芯片安全PUF生成安全硬件根密鑰（48bitM中。擴展存儲器的安全存儲芯片針對外接擴展存儲器進行讀寫數(shù)據(jù)時支持硬件級實時加解密，有效保證外接存儲器中的數(shù)據(jù)安全。結束語SIM2023及驗證、2024年具備商用條件。SIMSIMSIM份證、數(shù)字人民幣、銀行卡、公交卡、一卡通（政府、企業(yè)、社區(qū)、校園等、門禁、USIMSIMSIM卡滲透到用戶生SIM縮略語列表縮略語英文全名中文解釋AESAdvancedEncryptionStandard高級加密標準APIApplicationProgrammingInterface應用程序接口ECCEllipticcurvecryptography橢圓曲線加密EALEvaluationAssuranceLevel安全評估保證級別PUFPhysicallyUnclonableFunctions物理防克隆功能RSARivest/Shamir/AdlemanasymmetricalgorithmRivest/Shamir/Adleman非對稱算法SIMSubscriberIdentifierModule移動網(wǎng)絡用戶身份模塊SPISerialPeripheralInterface串行外設接口SWPSingleWireProtocol單線通信協(xié)議TDESTripleDataEncryptionAlgorithm三重數(shù)據(jù)加密算法參考文獻[1]COS附錄A：安全算法性能表A-1安全算法性能要求算法函數(shù)輸入長度（字節(jié)）典型性能（ms）說明算法類別SM2SM2密鑰對生成—3.8SM2簽名324.5不含密碼雜湊處理過程SM2驗簽325.5不含密碼雜湊處理過程SM2加密25610.2SM2解密3527.5RSA2048RSA2048密鑰對生成（非CRT模式）—2790RSA2048密鑰對生成（CRT模式）—2520RSA2048加密2561.5RSA2048解密（非CRT模式）256182RSA2048（CRT）25656SM3SM3算法0.5SHA256SHA256算法0.2TDESTDESCBC加密2561.6TDES2KEY模式TDESCBC解密2561.6TDESECB加密2561.6TDESECB解密2561.6AESAES256CBC加密2560.85AES256CBC解密2560.85AES256ECB加密2560.85AES256ECB解密2560.85SMSM4CBC加密2561.1SM4CBC解密2561.1SM4ECB加密2561.1SM4ECB解密2561.1ECC（Secp256rECC密鑰對生成—5.8ECC簽名326.5不含雜湊處理過程ECC驗簽329.3不含雜湊處理過程ECC加密25612.7ECC解密3368.8X2551925519—5.0ED25519密鑰生成6.0簽名329.0不含雜湊處理過