防抄板加密方案
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⑤由数据加密密钥加密随机数 D3 得 到过程密钥 D3’，使用过程密钥 D3’ 对读取的数据 Data 加密得到数据密
文数据 Data’和状态码
②产生随机数 E
④由数据加密密钥加密随机数 E 得到 过程密钥 E’，使用过程密钥 E’解密
Data’得到文件明文数据 Data ⑤更新数据 Data
②客户自由定义函数接口
校验正确，继续执行 校验失败，错误处理
①发送取随机数指令
③由加密密钥加密 C 得 到加密过程密钥 C’
④使用加密过程密钥 C’加密 PIN 得到 PIN 的密文 PIN’
⑧获取状态码 校验正确，继续执行 校验失败，错误处理
I2C 协议
取随机数指令 ―――――――→ 返回随机数（A） ←――――――― 外部认证指令（A’） ―――――――→
加密方案
目前市场上很多嵌入式产品方案都是可以破解复制的，主要是因为方案主芯片 不具备防破解的功能，这就导致开发者投入大量精力、财力开发的新产品一上市就被 别人复制，到市场上的只能以价格竞争，最后工厂复制的产品反而价格更有优势，因 为他们的开发投入几乎可以忽略不计。
所以针对这种主芯片可以被破解的产品方案，开发者需要在开发时在产品方案 中使用加密芯片并设计合理的加密方案。开发者首先需要选定性价比高的加密芯片， 然后再设计加密方案。
取随机数指令 ―――――――→ 返回随机数（E） ←―――――――
密文写数据指令（Data’） ―――――――→
返回状态码
←――――――― 客户自定义调用指令（XX）
―――――――→
返回功能数据（YY）和状态码
←―――――――
②产生随机数 D2，并由 D1⊕D2 生 成新的随机数 D3
④读取数据内容，得到 明文数据 Data
功能说明
STM32
①发送取随机数指令
外部认证 (加密芯片对 SMT32 认证)
(可选)
内部认证 (SMT32 对加 密芯片认证)
(可选)
密文校验 PIN (可选)
③用外部认证密钥加密 A 得到密文 A’，发送外部认证指令
⑤获取状态码 成功，继续执行 失败，错误处理 ①生随机数 B，并
发送内部认证指令 ③用内部认证密钥校验 B’
③执行自定义函数并返回结果
① STM32 与 SMEC98SP 间的 I2C 协议指令接口规则开发者自定义。
② 上述加解密密钥均为对称 DES 或 3DES 密钥，每一对密钥开发者须在开发时分别在 STM32 和 SMEC98SP 上同时存 储相同的值。
③ 上述随机数都是 8 字节随机数，加解密算法采用 DES 或 3DES。客户也可以根据自身需要设计或使用其他加解 密算法。
返回状态码
←―――――――
内部认证指令（B） ―――――――→
返回内部认证数据（B’） ←―――――――
取随机数指令 ―――――――→ 返回随机数（C） ←――――――― Verify PIN （PIN’） ―――――――→
返回状态码
←―――――――
SMEC98SP
②产生随机数 A
④校验 A’并返回状态码
⑥由 D1⊕D2 生成新的随机数 D3 由数据加密密钥加密随机数百度文库D3
得到过程密钥 D3’ ⑦使用过程密钥 D3’解密密文数据
Data’得到明文数据 Data
①发送取随机数指令
密文写数据 (可选)
③由数据加密密钥加密随机数 E 得到 过程密钥 E’ ，使用过程密钥 E’加密 数据 Data 得到密文数据 Data’并发
④ SMEC98SP 随机数发生器产生的随机数是真随机数，这样可以保证关键数据在通讯时每次都是随机数参与的， 每次通讯的数据密文都是不一样的，可有效防止破解者在 I2C 通道上的数据监听分析。
⑤ DES 或 3DES 加解密数据块必须为 8 字节整数倍，加密原始数据不是 8 的整数倍的按开发者自己定义补足 8 的 整数倍，对于密文读写数据建议按 LV 结构补，比如：
送密文写数据指令
⑥获取并处理状态码
SMT32 调用 加密芯片内关 键算法和功能
函数 （必选）
注：
①调用用户自定义代码功能 ④获取处理状态码和返回数据（YY）
取随机数指令（D1） ―――――――→ 返回随机数（D2） ←――――――― 密文读数据指令 ―――――――→
返回密文数据（Data’） ←―――――――
②用内部认证密钥加密 B 得到 密文 B’并返回给 SMT32
②产生随机数 C ⑤由加密密钥加密 C 得到
加密过程密钥 C’ ⑥使用加密过程密钥 C’解密
PIN’得到明文 PIN ⑦校验 PIN，并返回校验状态
①产生随机数 D1， 并发送 D1 和取随机数指令
密文读数据 (可选)
③发送密文读取数据指令
市面上加密芯片一般有两种：一种是传统的逻辑加密芯片，可配数据与主芯片 做相互认证起到简单的加密功能；另一种是智能卡内核的可编程 CPU 加密芯片，可以 将主芯片部分核心的算法、功能代码以及核心数据放入加密芯片。
本方案选用具有智能卡内核的加密芯片 SMEC98SP 来举例实现使用 STM32 作为主 芯片的产品的加密方案。SMEC98SP 提供 2K Bytes RAM、24K Bytes CODE，8K Bytes Data，用户可根据自己的需要来编程设计 SEMC98SP 与 STM32 配合的加密方案。下表 为 SEMC98SP 与 STM32 配的的各种加密功能说明，具体可参见 SMEC98SP 评估板 （STM32）源代码。
z 原始数据为 1122334455，补数后的数据为 0511223344558000；
z 原始数据为 11223344556677，补数后的数据为 0711223344556677
z 原始数据为 1122334455667788，补数后的数据为 08112233445566778880000000000000
文数据 Data’和状态码
②产生随机数 E
④由数据加密密钥加密随机数 E 得到 过程密钥 E’，使用过程密钥 E’解密
Data’得到文件明文数据 Data ⑤更新数据 Data
②客户自由定义函数接口
校验正确，继续执行 校验失败，错误处理
①发送取随机数指令
③由加密密钥加密 C 得 到加密过程密钥 C’
④使用加密过程密钥 C’加密 PIN 得到 PIN 的密文 PIN’
⑧获取状态码 校验正确，继续执行 校验失败，错误处理
I2C 协议
取随机数指令 ―――――――→ 返回随机数（A） ←――――――― 外部认证指令（A’） ―――――――→
加密方案
目前市场上很多嵌入式产品方案都是可以破解复制的，主要是因为方案主芯片 不具备防破解的功能，这就导致开发者投入大量精力、财力开发的新产品一上市就被 别人复制，到市场上的只能以价格竞争，最后工厂复制的产品反而价格更有优势，因 为他们的开发投入几乎可以忽略不计。
所以针对这种主芯片可以被破解的产品方案，开发者需要在开发时在产品方案 中使用加密芯片并设计合理的加密方案。开发者首先需要选定性价比高的加密芯片， 然后再设计加密方案。
取随机数指令 ―――――――→ 返回随机数（E） ←―――――――
密文写数据指令（Data’） ―――――――→
返回状态码
←――――――― 客户自定义调用指令（XX）
―――――――→
返回功能数据（YY）和状态码
←―――――――
②产生随机数 D2，并由 D1⊕D2 生 成新的随机数 D3
④读取数据内容，得到 明文数据 Data
功能说明
STM32
①发送取随机数指令
外部认证 (加密芯片对 SMT32 认证)
(可选)
内部认证 (SMT32 对加 密芯片认证)
(可选)
密文校验 PIN (可选)
③用外部认证密钥加密 A 得到密文 A’，发送外部认证指令
⑤获取状态码 成功，继续执行 失败，错误处理 ①生随机数 B，并
发送内部认证指令 ③用内部认证密钥校验 B’
③执行自定义函数并返回结果
① STM32 与 SMEC98SP 间的 I2C 协议指令接口规则开发者自定义。
② 上述加解密密钥均为对称 DES 或 3DES 密钥，每一对密钥开发者须在开发时分别在 STM32 和 SMEC98SP 上同时存 储相同的值。
③ 上述随机数都是 8 字节随机数，加解密算法采用 DES 或 3DES。客户也可以根据自身需要设计或使用其他加解 密算法。
返回状态码
←―――――――
内部认证指令（B） ―――――――→
返回内部认证数据（B’） ←―――――――
取随机数指令 ―――――――→ 返回随机数（C） ←――――――― Verify PIN （PIN’） ―――――――→
返回状态码
←―――――――
SMEC98SP
②产生随机数 A
④校验 A’并返回状态码
⑥由 D1⊕D2 生成新的随机数 D3 由数据加密密钥加密随机数百度文库D3
得到过程密钥 D3’ ⑦使用过程密钥 D3’解密密文数据
Data’得到明文数据 Data
①发送取随机数指令
密文写数据 (可选)
③由数据加密密钥加密随机数 E 得到 过程密钥 E’ ，使用过程密钥 E’加密 数据 Data 得到密文数据 Data’并发
④ SMEC98SP 随机数发生器产生的随机数是真随机数，这样可以保证关键数据在通讯时每次都是随机数参与的， 每次通讯的数据密文都是不一样的，可有效防止破解者在 I2C 通道上的数据监听分析。
⑤ DES 或 3DES 加解密数据块必须为 8 字节整数倍，加密原始数据不是 8 的整数倍的按开发者自己定义补足 8 的 整数倍，对于密文读写数据建议按 LV 结构补，比如：
送密文写数据指令
⑥获取并处理状态码
SMT32 调用 加密芯片内关 键算法和功能
函数 （必选）
注：
①调用用户自定义代码功能 ④获取处理状态码和返回数据（YY）
取随机数指令（D1） ―――――――→ 返回随机数（D2） ←――――――― 密文读数据指令 ―――――――→
返回密文数据（Data’） ←―――――――
②用内部认证密钥加密 B 得到 密文 B’并返回给 SMT32
②产生随机数 C ⑤由加密密钥加密 C 得到
加密过程密钥 C’ ⑥使用加密过程密钥 C’解密
PIN’得到明文 PIN ⑦校验 PIN，并返回校验状态
①产生随机数 D1， 并发送 D1 和取随机数指令
密文读数据 (可选)
③发送密文读取数据指令
市面上加密芯片一般有两种：一种是传统的逻辑加密芯片，可配数据与主芯片 做相互认证起到简单的加密功能；另一种是智能卡内核的可编程 CPU 加密芯片，可以 将主芯片部分核心的算法、功能代码以及核心数据放入加密芯片。
本方案选用具有智能卡内核的加密芯片 SMEC98SP 来举例实现使用 STM32 作为主 芯片的产品的加密方案。SMEC98SP 提供 2K Bytes RAM、24K Bytes CODE，8K Bytes Data，用户可根据自己的需要来编程设计 SEMC98SP 与 STM32 配合的加密方案。下表 为 SEMC98SP 与 STM32 配的的各种加密功能说明，具体可参见 SMEC98SP 评估板 （STM32）源代码。
z 原始数据为 1122334455，补数后的数据为 0511223344558000；
z 原始数据为 11223344556677，补数后的数据为 0711223344556677
z 原始数据为 1122334455667788，补数后的数据为 08112233445566778880000000000000