WPC聯(lián)盟Qi 1.3標(biāo)準(zhǔn)年底發(fā)布，無線充電硬件安全成最大亮點(diǎn)，英飛凌率先推金融級(jí)安全芯片

電子發(fā)燒友網(wǎng)報(bào)道（文/黃晶晶）最新消息，無線充電聯(lián)盟WPC的Qi 1.3標(biāo)準(zhǔn)將在2020年底正式發(fā)布。此次發(fā)布的標(biāo)準(zhǔn)明確了所有接收端設(shè)備比如手機(jī)等，可以對(duì)充電設(shè)備進(jìn)行身份鑒權(quán)和產(chǎn)品認(rèn)證的要求。這意味著，無線充電發(fā)射端需要通過一顆安全芯片得以保證安全認(rèn)證的實(shí)現(xiàn)。英飛凌作為WPC聯(lián)盟成員，已經(jīng)與近日推出了相應(yīng)的安全芯片OPTIGA? Trust Charge無線充電身份鑒權(quán)解決方案。

WPC聯(lián)盟Qi 1.3標(biāo)準(zhǔn)加強(qiáng)硬件安全認(rèn)證

無線充電從5W開始發(fā)展到現(xiàn)在的15W甚至40W，安全問題日益突出。英飛凌科技安全互聯(lián)系統(tǒng)事業(yè)部大中華區(qū)市場(chǎng)經(jīng)理張慶峰分析說，充電功率提高，電流增大，產(chǎn)品損壞或劣質(zhì)的、沒有經(jīng)過認(rèn)證的產(chǎn)品會(huì)帶來很大的安全風(fēng)險(xiǎn)和隱患。正是看到了這樣的安全挑戰(zhàn)，WPC聯(lián)盟從降低產(chǎn)品和人身風(fēng)險(xiǎn)層面考慮，將于2020年年底正式發(fā)布Qi 1.3標(biāo)準(zhǔn)。
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Qi 1.3標(biāo)準(zhǔn)針對(duì)無線充電底座的身份鑒權(quán)有了非常明確的要求——支持一個(gè)不低于CC EAL4+ 安全認(rèn)證的硬件安全芯片搭載在充電底座里面。這是Qi?1.3標(biāo)準(zhǔn)跟前面的標(biāo)準(zhǔn)相比，最大的變化。
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依循這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，手機(jī)和充電設(shè)備/充電底座之間會(huì)做一個(gè)身份鑒權(quán)，檢測(cè)設(shè)備是否符合WPC標(biāo)準(zhǔn)。只有完成了整個(gè)身份鑒權(quán)的驗(yàn)證流程后，如果驗(yàn)證全部通過就可以進(jìn)行充電，如果驗(yàn)證過程中發(fā)現(xiàn)不符合WPC標(biāo)準(zhǔn)，即不能完成整個(gè)鑒權(quán)動(dòng)作的話，可以拒絕給手機(jī)充電或者降低充電效率，讓它以最低（比如5W）的充電功率給手機(jī)充電，從而保證產(chǎn)品和終端用戶的安全。
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針對(duì)這一標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)證，WPC強(qiáng)制要求5W-15W的功率范圍內(nèi)的無線充電應(yīng)用，未來2021年還會(huì)拓展到60W。



張慶峰解析，WPC聯(lián)盟還有一些新的標(biāo)準(zhǔn)，如Ki標(biāo)準(zhǔn)，可能會(huì)針對(duì)將來的家電產(chǎn)品進(jìn)行無線充電，也包括了對(duì)于電動(dòng)工具、機(jī)器人會(huì)有200W充電功率的考慮。整體總結(jié)下來，針對(duì)Qi無線充電所有大于5W的發(fā)射端設(shè)備都要求基于硬件安全的身份鑒權(quán)。
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也正是基于新標(biāo)準(zhǔn)的要求，英飛凌推出了OPTIGA? Trust Charge無線充電身份鑒權(quán)方案。

英飛凌OPTIGA? Trust Charge 提供CC EAL6+高安全等級(jí)，制造全流程安全管控

英飛凌很早就加入了WPC組織，是整個(gè)WPC組織以及身份鑒權(quán)小組的成員，也參與討論相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)、協(xié)議和工作流程。英飛凌最新的OPTIGA? Trust Charge無線充電身份鑒權(quán)解決方案，將是一個(gè)交鑰匙（Trunkey）的方案。
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下圖列出Qi 1.3標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)范以及Trust Charge特性，可以看到前者要求使用ECC 256比特加密的ECDSA身份驗(yàn)證，和X.509版本的證書，英飛凌的OPTIGA? Trust Charge支持ECC 256比特密鑰、SHA-2、X.509等解決方案。
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WPC希望提高互通性，在Qi 1.3標(biāo)準(zhǔn)里面，它通過證書鏈的方式（至少3-4個(gè)證書鏈）來進(jìn)行支持，包括WPC的根證書、制造商證書和產(chǎn)品證書。相應(yīng)地，英飛凌OPTIGA? Trust Charge方案，通過內(nèi)部的存儲(chǔ)空間擴(kuò)展可支持最多4個(gè)X.509證書鏈，能夠滿足Qi 1.3標(biāo)準(zhǔn)的要求。
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防止密鑰被盜、被黑客攻擊、被克隆的風(fēng)險(xiǎn)，這是鑒權(quán)最重要的一點(diǎn)。張慶峰說，因現(xiàn)在市面上，有太多的沒有鑒權(quán)，或者非常簡(jiǎn)單的軟件鑒權(quán)，又或者一些簡(jiǎn)單的ID鑒權(quán)，都是很容易被克隆、被破解的。所以在Qi 1.3規(guī)范內(nèi)，它強(qiáng)制要求必須要有一款不低于CC EAL4+認(rèn)證的安全芯片，從而保證芯片里密鑰和證書的安全性。
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對(duì)應(yīng)到OPTIGA Trust Charge這款產(chǎn)品，英飛凌提供一個(gè)通過CC EAL6+高安全規(guī)格的安全芯片，因此，它的整個(gè)安全等級(jí)比Qi?1.3的規(guī)范高了很多。CC EAL6+也是英飛凌以前針對(duì)銀行卡或信用卡這種同等規(guī)格的高安全等級(jí)芯片。
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同時(shí)，除了安全芯片之外，我們要往安全芯片里進(jìn)行相應(yīng)的密鑰注入，包括整個(gè)證書的寫入。Qi 1.3標(biāo)準(zhǔn)要求要在一個(gè)CC EAL4+安全認(rèn)證的生產(chǎn)環(huán)境，才可以去做相應(yīng)的密鑰生成和注入、證書的存儲(chǔ)和簽發(fā)。
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而英飛凌作為全球第一大安全芯片的供應(yīng)商，具有一個(gè)通過CC EAL6+認(rèn)證的制造工廠。在整個(gè)制造過程中，可提供從前道晶圓到最終客戶端，一個(gè)端到端的信息和數(shù)據(jù)的保護(hù)，確保高安全等級(jí)的制造生產(chǎn)流程。
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WPC Qi 1.3標(biāo)準(zhǔn)要求了CC EAL4+以上的安全等級(jí)，而英飛凌的安全等級(jí)達(dá)到了CC EAL6+。它們的區(qū)別在哪里？
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張慶峰基表示，CC EAL6+和CC EAL4+測(cè)試的要求不一樣。CC EAL6+有100項(xiàng)測(cè)試的標(biāo)準(zhǔn)，CC EAL4+只有80項(xiàng)。其次，測(cè)試的深度不一樣。CC EAL6+不僅僅針對(duì)產(chǎn)品的本身，還包含了整個(gè)從產(chǎn)品的開發(fā)、定義、生產(chǎn)、測(cè)試、維護(hù)、物流，全部都在監(jiān)管范圍以內(nèi)，所以到了CC EAL6+等級(jí)，監(jiān)管范圍會(huì)更多。
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例如，在CC EAL6+等級(jí)中，所有產(chǎn)品的運(yùn)輸無論是空運(yùn)還是陸地運(yùn)輸，全部都在監(jiān)管范圍內(nèi)。此外，CC EAL6+產(chǎn)品能夠扛住的攻擊時(shí)間、攻擊手段會(huì)更長(zhǎng)，CC EAL6+產(chǎn)品要破解它的難度、時(shí)間、成本會(huì)相對(duì)比CC EAL4+的更復(fù)雜，難度更高。
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OPTIGA Trust Charge是一個(gè)交鑰匙（Turnkey）的方案，幫助終端用戶輕松集成，提供客戶化的證書、密鑰的配置、滿足設(shè)備制造商的要求。還會(huì)開放所有的軟件代碼和應(yīng)用的文檔，也就是會(huì)在Github這樣的開源網(wǎng)站上看到產(chǎn)品所有的文檔資料和代碼信息。
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這款芯片通過CC EAL6+認(rèn)證，支持X.509和WPC證書格式，也有基于ECDSA、ECC 256和SHA-2的安全認(rèn)證機(jī)制和加密技術(shù)。從接口來看，這款芯片支持I2C通信接口，它是一個(gè)從器件(slave)，也就是說這款芯片并非主控芯片，它會(huì)跟無線充電的主控制器或者一個(gè)MCU通過I2C接口進(jìn)行對(duì)接，來完成硬件上的連接。芯片規(guī)格是3×3mm，USON 10-2封裝形式，完全符合WPC Qi標(biāo)準(zhǔn)。另外，也提供一套主機(jī)軟件—Host?Code，提供源代碼形式，整體源代碼在十幾KB左右。因此，用戶只需要集成到他的MCU或者無線充電控制器里面，配合我們的安全芯片就可以完成整個(gè)的開發(fā)過程，縮短整個(gè)的開發(fā)周期，節(jié)省客戶的開發(fā)資源。


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OPTIGA Trust Charge方案主要針對(duì)消費(fèi)級(jí)和工業(yè)級(jí)的產(chǎn)品，不僅是智能手機(jī)、筆記本電腦，醫(yī)療設(shè)備的無線充電、公共設(shè)施的無線充電設(shè)備也有大量的應(yīng)用場(chǎng)景。
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WPC Qi的完整認(rèn)證流程包括產(chǎn)品注冊(cè)，產(chǎn)品功能性、互通性測(cè)試，鑒權(quán)認(rèn)證（包括WPC證書、設(shè)備制造商證書、每個(gè)產(chǎn)品證書以及對(duì)應(yīng)的ECC密鑰盾）等等。
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英飛凌能夠?yàn)樵O(shè)備制造提供整體解決方案，即幫助制造商完成整個(gè)證書的簽發(fā)、證書密鑰的生成和整個(gè)產(chǎn)品證書的產(chǎn)生。
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?無線充電1.27億件的發(fā)射端市場(chǎng)，安全芯片前景廣闊

根據(jù)Strategy Analytics市場(chǎng)報(bào)告,2018年整個(gè)符合Qi標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)備日出貨量超過100萬件，2019年這個(gè)數(shù)字增加到了127萬件/天?？梢钥吹剑?019年的出貨量達(dá)到了4.6億件，其中接收端的設(shè)備（手機(jī)、平板、Pad）大概有3.38億件，充電發(fā)射器（TX端）大概是1.27億件?？梢钥吹?，整個(gè)設(shè)備的增長(zhǎng)率在2019年達(dá)到了27%。而充電發(fā)射器的增長(zhǎng)幅度已經(jīng)達(dá)到了57%。
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基于Qi 1.3標(biāo)準(zhǔn)的要求，無線充電發(fā)射端將率先搭載安全芯片，那么這一市場(chǎng)規(guī)模將上億，前景十分可觀。對(duì)于無線充電接收端，目前還沒有強(qiáng)制要求，但WPC聯(lián)盟將強(qiáng)烈建議終端廠商支持身份鑒權(quán)。
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另一個(gè)值得注意的信號(hào)是，一旦Qi標(biāo)準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)更高功率的無線充電，那么極有可能改變現(xiàn)有的高功率無線充電碎片化的問題，而張慶峰認(rèn)為基于WPC已經(jīng)在規(guī)劃Qi?1.4標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)有望支持到60W充電功率，未來一兩年高功率無線充電將發(fā)展得更快，更加統(tǒng)一。

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