Neuer Chipkartencontroller von Infineon mit 400 Kbyte flexiblem EEPROM

Infineon Technologies, Weltmarktführer bei Chips für Kartenanwendungen, hat auf der Pariser Chipkartenmesse “Cartes 2003“ den neuen 32-Bit Sicherheitscontroller seiner “88er“-Familie vorgestellt. Durch sein flexibles Speicherkonzepts mit 400 Kbyte konfigurierbarem EEPROM kann Infineon innerhalb von maximal zwei Wochen kundenspezifische Sicherheitscontroller an Kartenhersteller ausliefern. Bisher wurde beispielsweise das Betriebssystem der Kartenanwendung während des Herstellungsprozesses im Chip-ROM integriert. Durch das flexible EEPROM können Daten und Anwendungen nachträglich auf den fertigen Chipkartencontroller geladen werden.

Der neue Mikrocontroller ist der weltweit erste Chipkarten-IC, der in 130-Nanometer-Prozesstechnologie gefertigt ist. Er bietet ein integrales Sicherheitskonzept und erfüllt bei geringem Stromverbrauch die hohen Sicherheits- und Leistungsanforderungen von Multi-Applikationskarten, die verschiedene Dienstleistungen aus den Bereichen Mobilfunk (GSM, UMTS), Identifikation und elektronischem Zahlungsverkehr kombinieren können.

Weltweit erster 32-Bit Chipkartencontroller mit reinem EEPROM-Speicher

Mit dem SLE88CFX4000P setzt Infineon neue Maßstäbe bei Chipkartencontrollern. Er vereint Flexibilität und Anwendungsvorteile von schnell programmierbaren Flash-Speichern mit den Vorzügen von EEPROM-Speichern, zu denen deren kleine Segmentierung (Granularität), kurze Lösch- und Programmierzeiten und 500.000 Programmierzyklen zählen. Das integrale Sicherheitskonzept der 88-Familie sorgt dafür, dass das Betriebssystem der Chipkartenanwendung, die anwendungsspezifische Software und sonstige Daten und Programme im EEPROM-Speicher ebenso sicher wie im ROM-Speicher abgelegt sind und Karten nur von autorisierter Stelle umprogrammiert werden können.

Im Vergleich zu bisherigen Chipkartencontrollern, die ROM-Masken für die Speicherung von Programmen nutzen, beschleunigt die neue ROM-lose Architektur die Bemusterung an Kartenhersteller um den Faktor Drei: bei vorpersonalisierten Chips von heute sechs auf maximal zwei Wochen. Durch den neuen Ansatz, Programme und Daten im EEPROM abzulegen, können Kartenhersteller neue Karten schnell und kundenspezifisch konfigurieren, damit Entwicklungs- und Produktionszeiten verkürzen und ihre Logistik verbessern.

EEPROM erlaubt sehr schnelle Lösch- und Schreibzyklen (1,3 ms bzw. 1 ms). Die Einteilung in Programm- und Datensektoren kann in Blockgrößen von 4 Kbyte Umfang erfolgen. Betriebssystem, Anwendungsprogramme und Daten können so flexibel abgespeichert werden. Je nach Chipkartenanwendung kann das 400-Kbyte-EEPROM beispielsweise für 256 Kbyte Programm-Code und 144 Kbyte Daten oder für 320 Kbyte Code und 80 Kbyte Daten konfiguriert sein.

„Der neue SLE88CFX4000P erfüllt die hohen Anforderungen des Chipkartenmarkts nach Flexibilität und Sicherheit, denn er bietet eine leistungsfähige und schnelle 32-Bit-Architektur mit großem, individuell konfigurierbarem Speicher und ein integrales Sicherheitskonzept“, sagte Axel Deininger, Leiter Produkt-Marketing des Geschäftsgebiets Sicherheit im Geschäftsbereich Sichere Mobile Lösungen von Infineon Technologies. „Seine Architektur gestattet es, zukünftige Mitglieder der 88-Familie ohne großen Aufwand auf kommende Marktanforderungen auszurichten.“

Technische Informationen zum SLE88CFX4000P

Wie alle Mitglieder der 88-Familie eignet sich der SLE88CFX4000P besonders für Multi-Applikationskarten. Um höchsten Sicherheitsanforderungen gerecht zu werden, kombiniert das integrale Sicherheitskonzept der 88-Familie auf zahlreichen Ebenen physikalische Schutzfunktionen und Verschlüsselungsfunktionalität, die beispielsweise DPA/SPA- (Differential Power Analysis / Simple Power Analysis) Analysen verhindert. Die Memory Management and Protection Unit (MMU) auf dem Chip enthält Hardware-Firewalls, um Anwendungen und sonstige Systemsoftware sicher und zuverlässig gegeneinander abzugrenzen. Außerdem ist die MMU die Hardware-Voraussetzung dafür, dass der Nutzer auch nach Ausgabe der Chipkarte noch Anwendungen sicher auf seine Chipkarte laden kann.

Seine leistungsfähigen Crypto-Coprozessoren erlauben die Berechnung von symmetrischen und asymmetrischen Algorithmen wie DES (Data Encryption Standard), Triple-DES, RSA (Rivest, Shamir, Adleman) sowie die von Elliptischen Kurven. RSA-Algorithmen mit Schlüssellängen von 2.048 Bit werden in weniger als 1,9 Sekunden (bei 66 MHz) ohne Chinese Remainder Theorem (CRT) berechnet, mit CRT sind es 35 ms (bei 66 MHz).

Die 88-Familie basiert auf einer Infineon-eigenen 32-Bit-RISC-Architektur, die mit bis zu 66 MHz arbeitet. Cache-Speicher für Daten und Befehle unterstützen die schnelle Programmausführung durch das „Prefetching“ von Befehlen. Die Virtual-Maschine-Beschleunigung unterstützt alle gängigen Chipkarten-Sprachen wie JavaSC und MultOS.

Mit dem Platform Support Layer (PSL) des SLE88CFX4000P verringern sich für den Kartenhersteller sowohl die Entwicklungszeiten als auch die -kosten erheblich. Der PSL ist in einem „versteckten“ 80-Kbyte-ROM abgespeichert und stellt einen kompletten Satz an Hardware-Treibern für alle Peripherals sowie eine Crypto-Bibliothek für RSA, Elliptische Kurven und AES (Advanced Encryption Standard) zur Verfügung.

Der SLE88CFX4000P bietet 16 Kbyte RAM. Der Chip arbeitet mit einer Versorgungsspannung von 1,62 bis 5,5 Volt und entspricht den ETSI-Spezifikationen. Die Leistungsaufnahme beträgt nur 0,35 mA/MHz interne Taktfrequenz.

Verfügbarkeit

Volumenfertigung des SLE88CFX4000P ist ab dem 1. Quartal 2004 geplant. Neben der reinen EEPROM-Version wird Infineon mit dem SLE88CFX4002P auch eine Variante mit zusätzlichem 160-Kbyte-Anwender-ROM zur Verfügung stellen. Als Entwicklungsunterstützung ist ein kompletter Tool-Satz inklusive Software Development Kit (SDK) und Emulator erhältlich.

Infineon ist auf der “Cartes 2003“ Messe (18. – 20. November 2003, Paris) auf Stand 4N003 in Halle 4 vertreten. Weitere Informationen zum SLE88CFX4000P stehen im Internet zur Verfügung.