硬件加密芯片介绍及加密芯片选择(加密IC) 加密芯片原理

大家好，又见面了，我是你们的朋友全栈君。

前端时间有研究多款加密芯片，加密算法实现，以及激活成功教程可能，也有一些个人的观点，仅供参考；

一，加密芯片的来源及工作流程：

市面上的加密芯片，基本都是基于某款单片机，使用I2C或SPI等通讯，使用复杂加密算法加密来实现的，流程大致如下：

主控芯片生成随机码 –> 主控芯片给加密芯片发送明文 –> 加密芯片通过加密算法对明文进行加密生成密文 –> 加密芯片返回密文给主控芯片 –> 主控芯片对密文进行解密生成解密值 –> 主控芯片对解密值与之前明文进行对比，比较值一致则认证通过（认证不通过可进行关机操作）；

（用户一般需要集成加密芯片商提供的解密库文件，调用指定库文件接口，来实现解密）

目前市面上的加密芯片种类繁多，从几毛钱到十几块钱价格不等；

二，不同类型加密芯片主要区别：

1）加密算法实现不同：各种加密芯片都是厂家根据需求选择自己偏好的加密算法，进行更改适配，或者直接使用自己自定义的算法进行加密，常见算法介绍及比较详见附录1；

2）封装不同，常见的加密芯片封装有：SOT-23-3，SOT23-6，SOP-8、SOIC-8等；根据板段的设计可选择不同的封装对应的芯片；

3）其他区别：传输协议（I2C、SPI、UART、或者厂家自定义协议）不同，认证速率可靠性不同，开发适配难度差异等；

三，加密芯片的应用：

加密芯片一般广泛应用于给电子产品，防止抄板防止激活成功教程，部分常用产品（相机，监控摄像头，儿童数码玩具，行车记录仪，游戏机教育机，执法记录仪，安防设备，平板电脑，对讲机，会议系统，以及其他各种系统电子产品，行业工控机等产品）；

四，加密芯片激活成功教程的基本操作：

加密芯片激活成功教程，一般激活成功教程公司会通过抓取明文以及密文内容，通过读取大量不同的明文和密文值，进行算法分析和激活成功教程，当耗费大量时间经历将加密算法分析出来后，另选一个相同封装尺寸的加密芯片，集成激活成功教程算法后替换原有加密芯片；

备注：特别需要注意的是，明文的发送，建议使用真正的不可预知的随机数进行发送（如果每次都发送固定的几组明文，激活成功教程人员只需将该明文对应密文抓取出来，收到明文返回对应密文即可完成激活成功教程），建议在代码多个地方进行加密认证；在明文真正做到随机数的情况下，激活成功教程难度就取决于加密算法的复杂程度了；当然也会有其他更安全的因素可以提高激活成功教程风险，在此就不过多论述了；

五，加密芯片的如何选择（仅个人认为）：

1）价钱：在产品量大情况下，建议选择便宜的加密芯片，大批量产品价格能够在一元一下会比较合适（当然越便宜越好）；

2）安全性：不同加密芯片，主要却别在于所选单片机不一样，加密芯片开发人员不一样，加密方式实现的差异；只要加密芯片实现方式上没有很大漏洞，以及加密算法不过于简单，所选加密芯片基本会有一定安全性，大品牌加密方式复杂但激活成功教程者也更多，相比而言亦不占优势，小品牌不知名加密芯片加密算法复杂性可能欠缺但无人激活成功教程，相对也会有一定安全性；

3）其他：①加密芯片最好选择有私有密钥的（这样针对不同客户的加密芯片就会有区别）；②如果可能可以与加密芯片提供方要求，在原有加密算法基础上，集成一部分自己的数学运算进入到加密芯片算法内，以提高加密性；③如果对认证速率有要求最好选择认证速率相对较快的芯片，这样不会影响到开机速度和系统运行；

之前使用过淘宝“CC020加密芯片”性价比相对较高（另一篇文章有介绍如何适配），对于加密芯片如何选择不做具体推荐，选择哪款加密芯片视个人情况进行筛选；

(备注：以上为原著个人观点，转摘请标明出处)

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附录1）常见算法介绍及比较：

（算法介绍部分原文链接：https://blog.csdn.net/baidu_22254181/article/details/82594072）

A）其中市面常见的加密算法如下：

①MD5算法：MD5 用的是哈希函数，它的典型应用是对一段信息产生信息摘要，以防止被篡改。严格来说，MD5 不是一种加密算法而是摘要算法。无论是多长的输入，MD5 都会输出长度为 128bits 的一个串 (通常用 16 进制表示为 32 个字符)。

②SHA1算法：SHA1 是和 MD5 一样流行的消息摘要算法，对于长度小于 2 ^ 64 位的消息，SHA1 会产生一个160 位的消息摘要。基于 MD5、SHA1 的信息摘要特性以及不可逆 (一般而言)，可以被应用在检查文件完整性以及数字签名等场景；

③HMAC算法：HMAC 是密钥相关的哈希运算消息认证码（Hash-based Message Authentication Code），HMAC 运算利用哈希算法 (MD5、SHA1 等)，以一个密钥和一个消息为输入，生成一个消息摘要作为输出。

④DES算法：DES 加密算法是一种分组密码，以 64 位为分组对数据加密，它的密钥长度是 56 位，加密解密用同一算法。DES 加密算法是对密钥进行保密，而公开算法，包括加密和解密算法。这样，只有掌握了和发送方相同密钥的人才能解读由 DES加密算法加密的密文数据。因此，破译 DES 加密算法实际上就是搜索密钥的编码。对于 56 位长度的密钥来说，如果用穷举法来进行搜索的话，其运算次数为 2 ^ 56 次。

⑤3DES算法：是基于 DES 的对称算法，对一块数据用三个不同的密钥进行三次加密，强度更高。

⑥AES 加密算法是密码学中的高级加密标准，该加密算法采用对称分组密码体制，密钥长度的最少支持为 128 位、 192 位、256 位，分组长度 128 位，算法应易于各种硬件和软件实现。这种加密算法是美国联邦政府采用的区块加密标准。AES 本身就是为了取代 DES 的，AES 具有更好的安全性、效率和灵活性。

⑦RSA算法：RSA 加密算法是目前最有影响力的公钥加密算法，并且被普遍认为是目前最优秀的公钥方案之一。RSA 是第一个能同时用于加密和数字签名的算法，它能够抵抗到目前为止已知的所有密码攻击，已被 ISO 推荐为公钥数据加密标准。

⑧ECC算法：

ECC 也是一种非对称加密算法，主要优势是在某些情况下，它比其他的方法使用更小的密钥，比如 RSA 加密算法，提供相当的或更高等级的安全级别。不过一个缺点是加密和解密操作的实现比其他机制时间长 (相比 RSA 算法，该算法对 CPU 消耗严重)。

B）加密算法对比：

附图1_1：散列算法比较：

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