e-NFC：一种用于超低功耗（ULP）可穿戴设备的硬件强制式互认证架构，采用电容式均衡交换系统（EQS-HBC）

《IEEE Open Journal of the Solid-State Circuits Society》：e-NFC: A Hardware-Enforced Mutual Authentication Architecture for ULP Wearables Using Capacitive EQS-HBC

　　

针对微瓦级别、无需充电的可穿戴设备，其认证机制面临根本性的安全挑战：传统无线连接具有辐射性且易受攻击，而现有的加密解决方案往往超出设备的能耗限制。因此，许多超低功耗的可穿戴设备仍然容易受到被动观察、数据重放和未经授权激活的威胁。随着越来越多的可穿戴应用开始处理访问控制、身份验证和医疗数据交换等敏感功能，在严格的能源限制下，更强的安全保障变得至关重要。本研究提出了一种能效高的认证架构，通过将空间受限的电容式电准静态人体通信（EQS-HBC）物理层与轻量级协议控制器以及完全集成的AES-256加密核心相结合来应对这些挑战。该方案实现了一种基于硅芯片的微瓦级安全认证标签，能够通过EQS-HBC通道完成端到端的NFC风格双向认证。所提出的e-NFC系统在功耗低于10微瓦的情况下实现NFC风格的双向认证，且无需依赖辐射性射频信号。该原型采用65纳米CMOS工艺实现，通过高效的功耗管理技术使空闲功耗降至纳瓦级别，并在80毫秒内完成双向认证。测试结果表明，该系统能够有效抵御被动和主动的无线攻击，同时仍支持长期无需充电的可穿戴设备运行。