DS1991L多密钥iButton替代方案

摘要：DS1991L多密钥iButton是由Maxim的6英寸晶圆厂生产，该晶圆厂的生产工艺已过时，且不再使用。DS1991L所提供的密码保护已不再是数据安全领域的新技术。Maxim已开发出安全级别高于DS1991L而且成本更低的替代方案。因此，为了降低旧设备升级到新的生产工艺时的开发成本，Maxim启动了最后一次采购DS1991L的流程，并鼓励所有DS1991L用户在现有库存用完之前，将产品移植到更新、更安全的iButton器件。本应用笔记讨论了替代现有DS1991L应用的三种选择。每种替代方案都具有更好的性能。

DS1991L概述及背景资料

密码保护不再属于先进技术。基于密码保护的系统其最大缺陷是通过窃听通信可以最终破译密码。

由于DS1991L不提供任何写保护功能，恶意攻击者可以很容易篡改密钥信息(标识、密码、数据)，从而造成器件在应用中失效。具有质询-响应认证功能以及对应用数据加密的器件成为更安全、性价比更高的替代方案。

在DS1991L应用中，1-Wire®主机必须知道如何识别相关密钥，必须知道对应的密码。使用DS1991L之前，必须安装识别码、密码和密钥数据。在此之后，器件可以进行现场操作，经常需要读取密钥数据、更换密钥。该器件优势之一是内置电池的NV SRAM技术，即便主机(读写头)掉电，也能保证从暂存器到加密数据区域的复制过程不受影响。

DS1991L替代方案

三款iButton可用来替代DS1991L。这三款器件是DS1977、DS1961S和DS1963S。表1列出了这三款器件与DS1991L以及各自特性比较。

DS1977与DS1991L类似，采用密码保护功能，两者特性非常接近。DS1961S和DS1963S采用基于SHA-1的认证方案，即采用加密措施。没有加密时，应用数据是公开的，并可读取。DS1961S和DS1977采用EEPROM工艺，DS1963S采用NV SRAM工艺。

表1. 器件比较

DS1977密码保护的32KB EEPROM iButton

与DS1991L相比，DS1977存储器容量更大(32KB)、支持1-Wire高速模式并使用两个密码，一个用于读操作，另一个用于完全访问操作。可禁止DS1977的密码保护功能，使其用于无需安全保护的设备。尽管成本高于DS1991L，但从单字节成本看，DS1977在所有替代型号和DS1991L中成本最低。

由于采用EEPROM，DS1977应用中的1-Wire主机必须能够实现强上拉，以便为读、写操作提供电源。在接触式操作环境下，可能导致读操作错误，在写操作时需要额外的防护措施。如果使能密码保护，则1-Wire主机必须知道至少一个密码(读操作或完全访问)。对于任何基于密码保护的系统，可通过窃听通信最终破译密码。

将DS1977用于密码保护之前，必须安装密码并使能了密码保护功能。为了优化大容量存储器的使用，建议按照1-Wire文件系统(参考应用笔记114：“1-Wire File Structure”)格式化并使用存储器。然后将应用文件(或数据)写入DS1977。写操作完成后，该器件准备就绪，可用于存储区域操作，即可以访问存储器数据并更改数据。

为将当前的DS1991L应用升级到DS1977，需要更改相应的应用程序，以识别新器件、器件命令，并在正确的时间置于强上拉状态，为器件供电。通常，建议在更改密码前先禁止密码保护功能。安装密码时，须确保已定义密码的所有8个字节。发送Copy Scratchpad命令之前，需要验证暂存器内容。在新密码从暂存器成功复制到对应的存储区域后，应采用不同数据覆盖暂存器内容，以便擦除“开放空间”保留的密码。为在接触式操作环境下可靠运行，强烈建议按照应用笔记159：“在iButton应用中通过软件方法实现可靠的1-Wire通信”中有关保证数据完整性的措施进行设计。