物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用程序的關(guān)鍵需求是安全。隨著越來(lái)越多的設(shè)備連接到網(wǎng)絡(luò)及最終連接至云端，開(kāi)放網(wǎng)絡(luò)的物聯(lián)網(wǎng)隨之也遭遇了接踵而來(lái)的威脅。上圖顯示了一個(gè)家庭自動(dòng)化物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備連接至家庭網(wǎng)絡(luò)可能遭遇的網(wǎng)絡(luò)安全風(fēng)險(xiǎn)。

在網(wǎng)絡(luò)邊際，由于添加了多個(gè)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備，潛在的安全風(fēng)險(xiǎn)大大地增加了。記錄下網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備的風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)，其有報(bào)導(dǎo)價(jià)值。例如，據(jù)報(bào)告，LifX牌的連接LED燈可以泄漏無(wú)線安全信息。

物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備提供穩(wěn)健的安全環(huán)境。以下幾種方式可以實(shí)現(xiàn)安全性能：
? 安全啟動(dòng)
? 安全代碼更新
? 重點(diǎn)防護(hù)
? 抗干擾
? 安全資源的訪問(wèn)控制
? 對(duì)關(guān)鍵功能進(jìn)行數(shù)據(jù)加密的安全DMA(直接內(nèi)存訪問(wèn))
? 會(huì)話認(rèn)證

安全啟動(dòng)

當(dāng)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備啟動(dòng)并開(kāi)始執(zhí)行時(shí)，系統(tǒng)必須在啟動(dòng)第一時(shí)間執(zhí)行可信代碼。在物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中，可信執(zhí)行的完成可以通過(guò)一個(gè)安全的運(yùn)行可信代碼的CPU芯片。從憑證離開(kāi)安全信任庫(kù)到代碼在物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備上實(shí)現(xiàn)，整個(gè)過(guò)程中，可信代碼必須確保憑證的安全。安全啟動(dòng)代碼不能被破壞。

Imagination開(kāi)發(fā)及許可了可以提供物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)所需的安全引導(dǎo)功能的IP。OmniShield安全技術(shù)給連接設(shè)備帶來(lái)了更多福音。

安全代碼更新

嵌入式惡意軟件可能入侵物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備。來(lái)防止這類攻擊，固件需要受信任并以一種安全的方式下載到物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備上。將物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備上所需的硬件封裝在一個(gè)加密的邊界內(nèi)便可以完成安全更新(Imagination的IP塊可用)。

加密更新的固件并下載至物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備上，在物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備上還可以進(jìn)行解密和憑證檢查，這對(duì)于消費(fèi)類設(shè)備非常重要。消費(fèi)類設(shè)備的軟件更新可以修復(fù)bug(包括安全性能改進(jìn))以及添加額外的功能至物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備中。

關(guān)鍵防護(hù)

私鑰包含一組OTP(一次可編程)內(nèi)存地址，其具有加密、認(rèn)證及設(shè)備標(biāo)識(shí)符密鑰。內(nèi)存需要在芯片上進(jìn)行配置：

? 通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)SoC設(shè)備的外部針裝置不可進(jìn)入OTP
? OTP存儲(chǔ)器的內(nèi)容可能是加密的
? OTP存儲(chǔ)器的內(nèi)容只能通過(guò)在應(yīng)用程序處理器上運(yùn)行的可信進(jìn)程進(jìn)入

抗干擾

簡(jiǎn)易功率分析(SPA)、微分功率分析(DPA)和高階微分動(dòng)力分析技術(shù)通過(guò)分析功率及其他半導(dǎo)體設(shè)備的電能來(lái)提供加密技術(shù)和代碼所需的信息。這些發(fā)射信號(hào)是易受攻擊點(diǎn)，需要相應(yīng)的反擊對(duì)策。這些攻擊可以尋址到CPU及運(yùn)行解密和加密的相關(guān)硬件。MIPS M級(jí)CPU通過(guò)實(shí)施以下對(duì)策可以防止受攻擊，包括用戶自定義加擾緩存內(nèi)存地址和數(shù)據(jù)及隨機(jī)讓管線推遲。

安全資源的訪問(wèn)控制

在物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中，設(shè)備要發(fā)送專有數(shù)據(jù)或涉及到商務(wù)，這就需要在設(shè)備上運(yùn)行的軟件進(jìn)程可以安全訪問(wèn)外設(shè)和內(nèi)存。這是在整個(gè)進(jìn)程中維持安全、確保惡意軟件不能訪問(wèn)內(nèi)存或外設(shè)中相同信息所必須的。試想醫(yī)療設(shè)備能衡量某些個(gè)體的數(shù)據(jù)，而這些數(shù)據(jù)由美國(guó)HIPAA法規(guī)控制的情況。

這個(gè)例子還可以假設(shè)第二個(gè)進(jìn)程，即與醫(yī)療保險(xiǎn)公司溝通確認(rèn)保險(xiǎn)的進(jìn)程也在運(yùn)行。在這種情況下，可能會(huì)有多個(gè)進(jìn)程在CPU上運(yùn)行，但有兩個(gè)運(yùn)行的進(jìn)程必須是安全和獨(dú)立的。在這種情況下，需要虛擬化以隔離硬件資源，確保每個(gè)在CPU上運(yùn)行的進(jìn)程的安全。

值得指出的是，從微控制器(M級(jí))到高端應(yīng)用程序處理器(P級(jí))，所有MIPS CPU支持硬件虛擬化。

安全DMA

在安全物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備中，DMA傳輸至內(nèi)存中必須加密。DMA引擎和相關(guān)的外圍設(shè)備及內(nèi)存應(yīng)封裝在一個(gè)加密的邊界內(nèi)，這樣任何內(nèi)存邊界內(nèi)的輸入或輸出將分別進(jìn)行加密或解密。

英文鏈接： https://imgtec.com/blog/security-in-iot-devices/