使用安全的電量計(jì)IC防止電池克隆

它們看起來(lái)和真品一模一樣，通常更便宜，但許多假冒電池組缺乏正品標(biāo)志性的安全組件或保護(hù)裝置。例如，真正的鋰離子電池組通常包含具有安全功能的電池；防止過(guò)充、過(guò)放和過(guò)流的保護(hù)電路；和隔離任何過(guò)電流的保護(hù)裝置。

灰色市場(chǎng)電池給消費(fèi)者以及失去收入來(lái)源的原始設(shè)備制造商 （OEM） 帶來(lái)了大量風(fēng)險(xiǎn)。然而，造假者仍然存在，問(wèn)題仍然有增無(wú)減。2017 財(cái)年，美國(guó)海關(guān)和邊境保護(hù)局 （CBP） 查獲并銷毀了近 32，000 批假冒商品；與 2014 年相比，這一數(shù)字增加了 52%。這批貨物包括各種物品，而不僅僅是假冒電池。但是，正如 CBP 在2017 年 11 月的一篇博文中指出的那樣：“造假者關(guān)注的趨勢(shì)是制造流行產(chǎn)品的假冒版本，例如智能手機(jī)或化妝品。也許您還記得 2015 年底和 2016 年初的懸停板熱潮。其中許多產(chǎn)品包含假冒電池，最終引發(fā)火災(zāi)并引起重大安全問(wèn)題?！?/p>

事實(shí)上，消費(fèi)電子產(chǎn)品是美國(guó)第二大盜版產(chǎn)品，克隆電池已成為一個(gè)大問(wèn)題也就不足為奇了。根據(jù) Scout CMS 的一篇博客文章，智能手機(jī)電池對(duì)想要?jiǎng)澦愕南M(fèi)者來(lái)說(shuō)尤其具有吸引力，“但交易的壞處是智能手機(jī)電池涉及復(fù)雜的工程，即使沒(méi)有被黑客入侵，也可能出現(xiàn)故障?！?/p>

一種簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)的防止克隆的方法

您是否知道電池電量計(jì) IC 可以輕松且經(jīng)濟(jì)地防止偽造？具有集成 SHA-256 安全認(rèn)證的電量計(jì) IC 可以保護(hù)電池免受一系列終端市場(chǎng)的偽造，包括金融、消費(fèi)、醫(yī)療、計(jì)算和游戲。電量計(jì)中的有效安全身份驗(yàn)證可防止通過(guò)唯一密鑰創(chuàng)建未經(jīng)授權(quán)的副本，從而使從單個(gè) IC 中竊取機(jī)密變得無(wú)用。使用多步密鑰生成的 IC 提供了一種很好的方法來(lái)防止秘密從制造現(xiàn)場(chǎng)泄漏。最好通過(guò)挑戰(zhàn)-響應(yīng)方法創(chuàng)建秘密，而不是直接寫入 IC。為了進(jìn)一步防止密鑰被盜，IC 應(yīng)該不受光學(xué)、電氣、時(shí)序和功率分析的影響，

Maxim 的 MAX17201、MAX17205、MAX17211 和 MAX17215 ModelGauge? m5 電量計(jì) IC 符合這些認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)。這些具有 SHA-256 身份驗(yàn)證的符合 FIPS 180-4 的 IC 具有 160 位密鑰，在工廠使用多步密鑰生成為每個(gè)電池唯一生成，如圖 1 所示。首先，使用安全散列方法創(chuàng)建 Secret1，然后使用相同的哈希算法以及芯片的唯一 ROM_ID 來(lái)創(chuàng)建 Secret2。Secret1 被覆蓋，而 Secret2 存儲(chǔ)在 IC 中，并且每個(gè) IC 都不同。電池組制造商不需要知道 Secret1 或 Secret2，這將密鑰泄露的風(fēng)險(xiǎn)降至最低，并且使用的兩個(gè)單獨(dú)的挑戰(zhàn)在工廠中是安全的。

圖 1. 每個(gè) MAX172xx 電量計(jì) IC 的唯一密鑰生成示意圖

圖 2 描述了在主機(jī)軟件中驗(yàn)證電池的過(guò)程。主機(jī)軟件使用 Challenge2、Secret1 和 ROM_ID 生成 Secret2。主機(jī)軟件然后執(zhí)行質(zhì)詢-響應(yīng)方法來(lái)驗(yàn)證電量計(jì)是否知道 Secret2。主機(jī)軟件必須安全地存儲(chǔ) Challenge2 和 Secret1。

圖 2. 使用 MAX172xx 電量計(jì) IC 的主機(jī)軟件驗(yàn)證示意圖

這些電量計(jì) IC 旨在防止 IC 中的鑰匙被盜。無(wú)法從電量計(jì)中物理讀取密鑰，并且只能通過(guò)質(zhì)詢響應(yīng)完成其驗(yàn)證。作為針對(duì)去處理的對(duì)策，IC 具有光學(xué)檢查免疫能力。存儲(chǔ)在非易失性存儲(chǔ)器中的一和零在物理上是不可區(qū)分的。電量計(jì) IC 對(duì)諸如微型探針和電子束探針之類的電氣檢查具有免疫力，因?yàn)槊荑€沒(méi)有直接存儲(chǔ)在非易失性存儲(chǔ)器中。他們的物理設(shè)計(jì)使用頂部金屬層來(lái)路由電源、接地和其他信號(hào)，而無(wú)需關(guān)鍵信息。關(guān)鍵信號(hào)覆蓋在電偏置金屬區(qū)域。如果有人試圖移除頂部金屬層，此操作將導(dǎo)致芯片無(wú)法使用。無(wú)論是微探測(cè)還是電壓對(duì)比都無(wú)法在所有信號(hào)層完好無(wú)損的情況下揭示秘密。IC還具有時(shí)序分析和功耗分析免疫（SHA計(jì)算的時(shí)序與密鑰無(wú)關(guān)，內(nèi)部密鑰訪問(wèn)期間的功耗與密鑰的值無(wú)關(guān)）。此外，定時(shí)器值存儲(chǔ)在生命記錄寄存器中，提供了防止克隆的對(duì)策。

沒(méi)有電池特性的精度

由于MAX17201、MAX17205、MAX17211和MAX17215 IC 采用 ModelGauge m5 EZ 算法，因此無(wú)需電池表征即可提供高精度。ModelGauge m5 EZ 算法將庫(kù)侖計(jì)的短期精度和線性度與基于電壓的電量計(jì)和溫度補(bǔ)償?shù)拈L(zhǎng)期穩(wěn)定性結(jié)合在一起。這些 IC 可自動(dòng)補(bǔ)償電池老化、溫度和放電率，在各種工作條件下提供準(zhǔn)確的電池充電狀態(tài) （SOC）（以 mA-hr 或百分比為單位）。

保護(hù)您的電池組免受假冒——選擇一款電量計(jì) IC，它不僅可以提供您需要的精度，還可以防止克隆、黑客攻擊和其他非法行為。

審核編輯：郭婷