Транспортные карты и пропускные системы — та область, где отечественная микроэлектроника работает в серии давно и без громких заявлений.
Среди отечественных новинок - модули безопасности на базе микроконтроллера MIK51AB72, которые будут использоваться в турникетах московского транспортного узла и однокристальный микропроцессор MIK51AD144D с поддержкой криптографии и двойным интерфейсом. Производитель - один и тот же, зеленоградский "Микрон".
Что такое модуль безопасности в турникете
Здесь полезно объяснить механику, потому что со стороны пассажира процесс выглядит как «приложил карту — прошёл».
Внутри происходит взаимная проверка подлинности. Транспортная карта содержит защищённую микросхему с ключами и счётчиком поездок. Турникет должен убедиться, что карта настоящая, а не клон, проверить баланс, списать поездку и записать результат обратно — и всё это за сотни миллисекунд, пока человек не упёрся в створки.
Проблема в том, что ключи шифрования нельзя держать в обычной памяти считывателя. Турникет стоит в открытом доступе, вскрыть его физически несложно, а компрометация ключей означает возможность изготовления поддельных карт в масштабах всей транспортной сети.
Для этого и нужен отдельный модуль безопасности. Он хранит ключи в защищённой памяти, выполняет криптографические операции внутри себя и наружу выдаёт только результат. Извлечь ключ при физическом вскрытии такие микросхемы не позволяют: применяются датчики вскрытия корпуса, контроль напряжения питания и тактовой частоты, защита от анализа энергопотребления. При обнаружении воздействия содержимое защищённой памяти уничтожается.
Двойной интерфейс
Вторая новинка — микропроцессор с поддержкой криптографии и двойным интерфейсом. Последнее означает, что микросхема работает и по контактам, и по радиоканалу ближнего действия.
Применение понятное. Банковские карты, которые вставляют в терминал и одновременно прикладывают. Пропуска, работающие и со считывателем, и с контактным устройством. Транспортные карты с возможностью проводного обновления.
Техническая сложность двойного интерфейса в питании. При бесконтактной работе микросхема получает энергию из поля считывателя, и энергетический бюджет там крайне ограничен — криптографические операции нужно уложить в доступные микроватты. При контактной работе питание внешнее и ограничений меньше. Одна микросхема должна одинаково корректно работать в обоих режимах.
Контекст
Предприятие остаётся единственным в стране серийным производством микроэлектроники с топологическими нормами до 90 нм. Для изделий перечисленного класса этого достаточно: защищённые микроконтроллеры для карт и пропускных систем во всём мире изготавливаются на зрелых нормах, и погоня за нанометрами здесь не требуется. Определяющими становятся другие вещи — качество реализации криптографии, устойчивость к атакам по сторонним каналам, прохождение сертификации.
Это и есть та ниша, где отечественная микроэлектроника десятилетиями работает в серии: транспортные карты, документы, идентификация. Без громких заявлений о прорывах, зато с реальными миллионными тиражами.
