MIT 无线充电芯片能核实身份 认证完成才能充电

对于移动设备来说，假冒伪劣的充电器一直是个巨大的威胁。2016 年年末，苹果就直接怼起了这些山寨货，称在亚马逊上买到的所谓原装充电器有 90% 都是假冒伪劣产品。与此同时，英国特许交易标准委员会也盯上了这一问题，它们发现的问题更严重，网购的 400 个山寨充电器中，有 397 个都无法通过基本的安全测试。过去几年中，配备无线充电技术的移动设备逐渐多了起来，为了让无线充电市场不被假冒伪劣产品侵占，麻省理工微系统技术实验室的研究人员研发了一款芯片，只有通过了密码验证，才能开始无线充电。

此外，这项技术还解决了无线充电的另一个问题：当两台设备共用一个充电器时，如果它们离线圈的距离不同，充电效率差距会非常大，即一台充满时另一台还空空如也。

“安全是物联网设备的最关键的问题之一，”电子工程和计算机科学教授 Anantha Chandrakasan 说道，他认为车辆、家具、土木工程结构、制造装备甚至牲畜未来都会搭载芯片，直接向网络服务器回传各种数据。

上周，研究人员在国际固态电路研讨会上公布了这款全新芯片。

开关消失

在无线充电系统中，充电器和目标设备内部都包含金属线圈。充电时，交流电会通过充电器的线圈产生磁场，随后能量会从传输段转移到接收端。不过，要想接收能量，设备的线圈必须调整到合适的传输频率。

那么麻省理工研究人员的芯片到底创新在哪呢？其实重点就在于接收端线圈频率的调节，麻省理工研究人员发明了更紧凑和高效的电路。一个标准的调谐电路会将线圈与一系列电容器和电子元器件相连，每组电容器之间都有一个开关，而电容器的开关会改变接收端的传输频率。

“这些开关必须质量非常过硬。”Juvekar 说道。“它们在关闭时需要阻断高电压，在开启时则会经受高电流的考验，因此它必须是电路板上的分立元件，成为独立于芯片的存在。如果非要把它加在芯片上，就需要较为特殊的制造工艺，结果就是成本上升。”

与传统的单线圈设计不同，麻省理工的研究人员让一个电容器用上了两个线圈，因此开关这一零部件可以被省掉了。“事实上没了开关反而成了一大优势。”Juvekar 说道。

可变调谐频率

在这款新型芯片中，线圈大小也不同，主线圈比辅线圈要大得多。其中，负责为设备充电的主要是主线圈，而当电流流过辅线圈，则会产生磁场改变主线圈的调谐频率。

连接辅线圈电路的电阻可以不断地变化，当电阻较低时，辅线圈产生的磁场较强，主线圈的调谐频率会大大改变，这时充电器就无法充电了。

当辅线圈的电阻较高时，磁场就会减弱，充电还会继续，但充电率会非常低，这样一来，离无线充电器较远的设备就能获得更多电能。

这款芯片用了一个名为椭圆曲线密码编译的认证技术，该技术为公共密匙加密技术，在充电前，它会与连接的充电器进行信息交换，只有正品充电器才能回答芯片的“问题”。不过，这款芯片无需内置安全密匙。

椭圆曲线密码编译是一种非常完善的技术，不过 MIT 的研发人员还是对其进行了改进，降低了芯片的功耗。此外，他们还简化了加密电路，省出了大量空间。

“MIT 的这款芯片可以精确安全的管理多个充电负载，”Kilby Labs 的信号通路专家 Baher Haroun 说道。“安全是无线能量传输的前提，只有安全才能保证其有效的利用。MIT 的芯片不但能保证安全，还能认证到底谁才有资格获取无线传输的能量。”