一种带安全处理功能的rfid读写器的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及RFID技术领域，具体涉及一种带安全处理功能的RFID读写器。
【背景技术】
[0002] 随着物联网信息技术和微电子技术的快速发展，射频识别（RadioFrequency Identification，RFID)技术开始广泛的出现在医疗、金融、物流、教育、餐饮、智能交通、门 禁识别、物品识别等各个行业。除了这些传统行业之外，RFID技术作为新兴行业移动支付 中的核心技术，也得到了大力推广。作为智能识别系统，RFID系统具有自动识别、速度快、 适应各种环境、使用便捷等优点，深刻的影响并改变着人们的生活，成为人们生活工作不可 缺少的一部分。
[0003] 随着RFID系统的广泛应用以及越来越多RFID系统用户数据泄漏，如何保证系统 的高安全性成为RFID系统发展和普遍应用的关键。RFID系统通常情况下是由读写器、标签 (应答器）以及后台数据管理系统等构成。而其中读写器和标签芯片是RFID系统的核心部 分，因此要想提高整个RFID系统的高安全性就必须保证智能卡和读写器各自的高安全性。 目前带有独立安全协处理器的智能卡芯片已有很多，而拥有独立安全模块的读写器芯片相 对较少，再加上读写器的工作频率、读写能力、读写速度以及其安全性决定了整个RFID系 统读取效率和安全性。因此，独立的设计和实现读写器芯片内具有高安全性的安全模块是 非常有必要的。
[0004] 目前国内外大部分的读写器芯片只能支持对称的3DES、非对称的RSA和其他的加 密算法，并不能满足其对安全性越来越高的需要。要实现读写器芯片的安全性，就要实现在 读写器工作的过程中对通信的智能卡进行身份认证和双方数据传输的私密性。通常身份的 合法性认证是由认证协议和加密算法两部分组成，而认证流程是公开的，传统的读写器芯 片需要外加安全加密芯片，如带有DES/3DES功能的PSAM卡，但这种外加芯片的方式容易在 芯片引脚泄露传输的数据及密钥，容易被攻击者拦截，现有的RFID读卡器无法保障到安全 认证，也无法保障传输数据的安全性。
【发明内容】
[0005] 针对现有安全协处理器功能性的不足，本发明提供了一种带安全处理功能的RFID 读写器，使RFID读写器芯片既能够完成读写RFID标签芯片的基本功能，还可以完成各种安 全认证流程以及为数据加解密。
[0006] 本发明提供了一种带安全处理功能的RFID读写器，包括：
[0007] 模拟前端，用于与外部天线进行数据通信，将数字信号调制后通过天线发送给标 签，并将从标签获取到的信号解调成数字信号，供芯片进行数据处理；
[0008] 接口模块，用于负责读写器芯片与外部MCU的数据通信；
[0009] 数字基带，用于负责协议层及物理层的逻辑实现，将数据流转换成符合ISO协议 的数据信号以及进行CRC校验、奇偶校验；
[0010] 安全电路，用于负责数据通信过程中的数据安全，包括对称加解密算法和非对称 加解密算法；
[0011] EEPROM，用于存储数据及一些寄存器的预设值。
[0012] 所述RFID读写器支持ISO/IEC15693 协议、或者ISO/IEC14443-A/B协议。
[0013] 所述RFID读卡器支持串口通信，或者并口通信。
[0014] 所述模拟前端用于负责读写器芯片与标签进行通信过程中的信号发送与接收，包 括调制解调电路、运放与滤波电路，将天线端感应过来的模拟信号变成可供数字基带识别 的数字信号，并将数字信号转变成可以通过天线发送出去的信号；以及还包括时钟控制模 块与电源管理模块，上电检测、掉电检测功能也均在此处进行实现。
[0015] 所述数字基带用于负责协议的实现，是将协议硬件化的逻辑单元，包括编解码模 块、映射模块、帧校验、FIFO模块。
[0016] 所述安全电路包括一个对称加密运算核，一个非对称加密算法核，SRAM，真随机数 发生器，控制模块及接口模块。
[0017] 所述对称加密算法包括DES、3DES以及AES加密算法。
[0018] 所述非对称加密算法包括RSA、ECC加密算法。
[0019] 本发明实施例的带安全处理功能的RFID读写器，安全电路集成了对称加密算法 以及非对称加密算法，解决了外加芯片带来的安全问题。所述对称加密算法包括DES、3DES 以及AES等加密算法；非对称加密算法包括RSA、ECC加密算法，这些算法均采用硬件实现， 能够提供快速加解密需要。
【附图说明】
[0020] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现 有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本 发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以 根据这些附图获得其它的附图。
[0021] 图1是本发明实施例中的RFID读写器结构示意图；
[0022] 图2是本发明实施例中的RFID读写器具体结构示意图。
【具体实施方式】
[0023] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完 整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于 本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它 实施例，都属于本发明保护的范围。
[0024] RFID读写器芯片的结构示意如图1所示，它通过模拟前端与外部天线进行数据通 信，将数字信号调制后通过天线发送给标签，并将从标签获取到的信号解调成数字信号，供 芯片进行数据处理。接口模块主要负责读写器芯片与外部MCU的数据通信。数字基带负责 协议层及物理层的逻辑实现，将数据流转换成符合ISO协议的数据信号以及进行CRC校验、 奇偶校验等，该模块使读写器与标签的无线通信变得可能。安全电路负责数据通信过程中 的数据安全，它包括对称和非对称加密相关加解密算法。EEPR0M主要用于存储数据及一些 寄存器的预设值。读写器芯片支持多种协议（包括ISO/IEC15693、IS0/IEC14443-A/B)， 多种通信方式（串口、并口等），用户如何使用该读写器芯片，可以通过对EEPR0M里面的预 设置进行相应的设定，实现其具体的使用。
[0025] 图2示出了本发明实施例中的RFID读卡器具体内部结构示意图，以下针对每一模 块进行详细说明如下。
[0026] 模拟前端负责读写器芯片与标签进行通信过程中的信号发送与接收。它包括调制 解调电路、运放与滤波电路，将天线端感应过来的模拟信号变成可供数字基带识别的数字 信号，并将数字信号转变成可以通过天线发送出去的信号。它还包括时钟控制模块与电源 管理模块。上电检测、掉电检测等功能也均在此处进行实现。
[0027] 数字基带主要负责协议的实现，是将协议硬件化的逻辑单元。它包括编解码模块、 映射模块、帧校验、FIFO等模块。本发明设计的芯片符合ISO15693及ISO14443TypeA&B 的，数字基带模块同时提供符合这三种协议的电路。
[0028] 本发明设计的芯片使用的是32*16Byte的EEPR0M，用以存储各种寄存器的预设 值，以使芯片能够满足用户的多种应用需要。
[0029] 安全电路是读写器芯片中极其重要的模块，也是本发明的重要技术特征。由于空 中传输信道充满着各种不安全因素，因而如何保障通信过程中的数据安全显得尤为重要。 该安全电路正是本发明的主要工作，它包括一个对称加密运算核，一个非对称加密算法核， SRAM，真随机数发生器，控制模块及接口模块。非对称加密算法采用的是时下单位安全密度 最高的ECC算法，并提供了其底层运算的接口，方便调用。
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