雖然今天的加密算法可以使用專用加密硬件或在通用硬件上運(yùn)行的軟件來(lái)實(shí)現(xiàn),但基于硬件的方法更好。表 1 顯示了原因。
表 1.硬件與軟件加密比較
基于硬件的密碼 | 基于軟件的密碼學(xué) |
---|---|
1.使用專用硬件,因此執(zhí)行速度更快。 | 1. 使用共享硬件,因此執(zhí)行速度較慢。 |
2. 不依賴于操作系統(tǒng)。由用于操作硬件的專用軟件支持。 | 2. 取決于操作系統(tǒng)和支持的軟件的安全級(jí)別和功能。 |
3. 可以使用出廠配置,并將密鑰和其他數(shù)據(jù)安全地存儲(chǔ)在專用的安全內(nèi)存位置。 | 3. 沒(méi)有可用的專用安全內(nèi)存位置。因此,容易受到密鑰和數(shù)據(jù)竊取或操縱。 |
4. Maxim的硬件實(shí)現(xiàn)內(nèi)置了逆向工程保護(hù),如ChipDNA物理不可克隆功能 (PUF) 技術(shù)。 | 4. 軟件實(shí)現(xiàn)可以更容易地進(jìn)行逆向工程。 |
5. 在硬件系統(tǒng)中,特別注意隱藏和保護(hù)私鑰等重要信息,使其更難訪問(wèn)。 | 5. 在實(shí)施軟件密碼學(xué)的通用系統(tǒng)中,有更多的方法可以窺探和訪問(wèn)重要信息。一個(gè)例子是攔截計(jì)算機(jī)系統(tǒng)內(nèi)傳輸?shù)乃借€。 |
幾乎所有使用嵌入式硬件的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備都包含訪問(wèn)互聯(lián)網(wǎng)的啟動(dòng)固件或可下載數(shù)據(jù),因此它們?nèi)菀资艿桨踩{。啟動(dòng)固件保存在設(shè)備內(nèi)部的非易失性存儲(chǔ)器中,并定期更新以糾正和增強(qiáng)某些功能。
由于物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備必須可信,因此必須驗(yàn)證設(shè)備固件和關(guān)鍵數(shù)據(jù)的真實(shí)性。在理想情況下,啟動(dòng)固件和配置數(shù)據(jù)將在出廠時(shí)鎖定。然而,現(xiàn)實(shí)情況是,客戶希望通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)提供固件更新和重新配置。這為惡意行為者使用這些網(wǎng)絡(luò)接口作為惡意軟件的渠道創(chuàng)造了機(jī)會(huì)。如果有人獲得了對(duì)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的控制權(quán),他們可能會(huì)出于惡意目的控制該設(shè)備。因此,任何聲稱來(lái)自授權(quán)來(lái)源的代碼都必須經(jīng)過(guò)身份驗(yàn)證,然后才能被允許使用。
惡意軟件可以通過(guò)多種方式引入物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備:
通過(guò)物理訪問(wèn)設(shè)備,攻擊者可以通過(guò) USB、以太網(wǎng)或其他物理連接引入惡意軟件。
攻擊者可以通過(guò)訪問(wèn)未修補(bǔ)的系統(tǒng)來(lái)引入惡意軟件。
攻擊者可以攔截 DNS 請(qǐng)求,并將 IoT 設(shè)備重定向到托管惡意軟件或損壞配置數(shù)據(jù)的惡意源。
真實(shí)的網(wǎng)站可能會(huì)被錯(cuò)誤配置,從而允許攻擊者控制該網(wǎng)站,并將正版固件替換為包含攻擊者惡意軟件的固件。
安全啟動(dòng)和安全下載可以防止惡意軟件。這兩種措施都使物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備能夠信任從命令/控制中心接收的更新。如果命令/控制中心想要完全信任物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備,則應(yīng)對(duì)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的數(shù)據(jù)進(jìn)行身份驗(yàn)證。
通過(guò)身份驗(yàn)證和完整性,固件和配置數(shù)據(jù)在制造階段加載,所有后續(xù)更新都經(jīng)過(guò)數(shù)字簽名。這樣,數(shù)字簽名就可以在設(shè)備的整個(gè)生命周期內(nèi)實(shí)現(xiàn)信任。為了有效,數(shù)字簽名必須由加密算法計(jì)算,并且算法必須是公開(kāi)的并經(jīng)過(guò)充分驗(yàn)證。
對(duì)于沒(méi)有安全微控制器的嵌入式設(shè)備,DS28C36 DeepCover具有執(zhí)行所需計(jì)算能力來(lái)驗(yàn)證下載固件或數(shù)據(jù)的真實(shí)性和完整性。安全認(rèn)證器是一種經(jīng)濟(jì)高效的基于硬件的IC解決方案。DS28C36提供了一套核心加密工具,源自集成的非對(duì)稱(ECC-P256)和對(duì)稱(SHA-256)安全功能。該器件還包括一個(gè) FIPS/NIST 真隨機(jī)數(shù)發(fā)生器 (TRNG)、8Kb 安全 EEPROM、一個(gè)僅遞減計(jì)數(shù)器、兩個(gè)可配置 GPIO 引腳和一個(gè)唯一的 64 位 ROM 標(biāo)識(shí)號(hào)。
審核編輯:郭婷
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