物联网发展重中之重嵌入式系统安全_物联网_基础设施

物联网发展重中之重嵌入式系统安全

2013/9/10 8:54:09

　　目前国际上把利用计算技术监测和控制物理设备行为的嵌入式系统称为网络化物理系统(Cyber Physical Systems，CPS)或者深度嵌入式系统(Deeply Embedded Systems，DES)，CPS也可以翻译为"物联网系统"。

　　物联网把计算技术带入了与国家基础设施、人们日常生活密切相关的领域，小如心脏起搏器，大如国家电网。CPS大部分应用领域是与食品卫生一样的安全敏感的领域，CPS的技术和产品需要经过政府严格的安全监督和认证。CPS技术和产品必须成为高可靠的、行为确定的产品，由此需要可靠和确定的嵌入式系统。嵌入系统在提供便利和带来增值效益的同时，也向外界敞开了系统，从而增加了来自外部攻击的风险。这些风险真实存在并日益增长，企业急需应对措施，用于防止知识产权的流失，防止恶意代码篡改。

　　什么是嵌入式系统的安全保护?

　　从嵌入式系统安全保护的角度来看，可分为完整性保护、机密性保护及可鉴别性保护。

　　什么是完整性保护?

　　“完整性保护”包括各种安全保障措施，即保护系统资源、程序代码和数据内容等信息，防止非法篡改及未经授权的身份。保证数据的完整性，即使不能完全实现，也要确保整个系统进入安全模式，并停止执行任何功能。最好的完整性保护解决方案是基于加密技术即诸如数字签名、消息认证等相关安全机制而产生的。

　　什么是机密性保护?

　　“机密性保护”是指要构建整体的加密体系来保护嵌入式系统代码安全和数据隐私。

　　防止整个机器或设备被非法伪造，通过防止逆向工程保护企业自主研发的专有算法或方法;通过数据保护确保生产数据不被非法篡改，保证生产安全。

　　什么是身份认证保护?

　　“身份认证保护”要构建完整的信任体系来保证所有的行为、来源、数据的完整性等都是真实可信的。用户在与某个安全的嵌入式系统交互之前，必须经过一个认证过程来核实他们的身份。认证方案可能包括秘密口令、生理特征(如指纹)或安全设置(如智能卡或密钥)三者的各种组合。

　　CodeMeter如何为嵌入式系统提供全面的保护方案

　　CodeMeter是德国威步公司研发的加密解决方案，采用强大的加密算法及安全的嵌入式硬件元器件(智能卡安全芯片)，可用于完整性保护、软件版权、数据保护及身份认证保护。

　　下面我们看看完整性加密流程：

　　通过AxProtector加密工具，未经加密的原程序需要按以下步骤进行设计和加密：

　　1. 计算原程序中的Hash值;

　　2. 采用开发商的私钥对Hash值签名;

　　3. 采用原程序种子码生成的密钥、开发商的私钥及其他一些公开的参数，对原程序进行加密;

　　4. 加载用于加密软件签名证书的公钥部分。

　　CodeMeter完整性检验流程：

　　检验包括以下步骤：当程序加载时，按下列步骤执行。同时执行的应用程序被加载。此时需要借助系统集成工具―威步信息系统加解密引擎AxEngine。

　　1. 如验证到当前有效许可，则加密的软件进行解密

　　2. 公用根密钥检验授权过程中的证书以及证书链

　　3. 计算解密后的原始软件的HASH值

　　4. 使用公钥验证HASH签名。

　　CodeMeter嵌入式系统软件版权及数据加密方案

　　　　基于CodeMeter技术的解决方案，完全不用任何代码开发，即可全自动实现以下功能：

　　1. 加密程序代码，防止静态代码分析和逆向工程

　　2. 签名程序代码，包括应用程序和操作系统图像

　　3. 存储私钥用于解密

　　4. 存储供应商的签名私钥

　　5. 加载和运行系统过程中进行签名和HASH验证，用于防伪

　　6. 采用先进的ECC和RSA非对称算法，实现身份认证功能

　　CodeMeter产品，基于大容量的安全智能卡芯片，存储和管理安全密钥。为嵌入式系统提供有效的防护措施，以免遭受恶意攻击，并保护敏感数据和密钥。

　　CodeMeter硬件产品可提供多种工业接口形式，诸如USB、CF卡、SD卡及TF卡等等用于满足不同的工业应用。CodeMeter软授权产品可以采用绑定硬件设备硬件指纹的方式，为嵌入式系统加密及授权提供更多的选择。

　　CodeMeter支持Windows, Mac OS X, Linux ,Unix等多种操作系统，以及Windows Embedded, Linux, VxWorks 以及诸如CODESYS 的PLC也同样适用。CodeMeter软件保护解决方案采用了先进的对称和非对称加密算法 (AES, RSA, ECC)，同时使用了哈希函数(SHA-256)，椭圆曲线数字签名方案(ECDSA)以及随机数生成器。

　　CodeMeter凭借上述多种加密方法，用于防止盗版、逆向工程以及非法入侵，有效的保护专业知识产权不被侵犯;并且可以有效防止代码篡改及非法身份登陆，确保嵌入式操作系统和应用程序安全地启动和运行。