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物联网普及 嵌入式系统领域引硬件防护热

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供稿:中国工控网 2016/5/12 11:15:38

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随着物联网概念日益普及,嵌入式系统所面临的资安威胁将日益严重,为防范嵌入式联网装置遭受骇客攻击,晶片商纷纷在新一代的微控制器(MCU)与微处理器(MPU)中,增加各种验证机制与硬体加解密功能,强化嵌入式系统的硬体防护能力。



物联网普及 嵌入式系统领域引硬件防护热   

为避免物联网(IoT)可能产生的大量资安漏洞,众晶片商如安谋国际(ARM)、英特尔(Intel)、意法半导体(STMicroelectronics)、德州仪器(TI)、恩智浦(NXP)、英飞凌(Infineon)、盛群、新唐、Maxim和芯科实验室(SiliconLabs)等,早已替旗下产品添置加解密演算法,期能更加巩固自家晶片的安全壁垒。
  
  软硬联防ARM/Intel增强处理器安全机制
  
  物联网促使嵌入式系统面临严峻的资安考验。有鉴于此,ARM近年开发相关技术,并频频购并多家物联网安全公司,来加强旗下产品的防护。值得关注的是,ARM已将其TrustZone技术延伸至ARMv8-M架构,以提升嵌入式装置的硬体保护能力。
  
  ARM应用工程经理徐达勇指出,物联网将会为嵌入式系统带来更多资安风险,软硬体安全防护都有升级必要。
  
  ARM应用工程经理徐达勇(图1)指出,为提升安全性,ARM早已开发诸多安全防护技术,譬如CryptoCell、TrustZone、mbed平台和SecureCore等等,透过软/硬体来升级安全性。此外,该公司新推出的ARMv8-M架构,将TrustZone技术延伸至微控制器(MCU),以处理器硬体为安全基础,增强物联网嵌入式装置的安全性,2017年或2018年将可望见到搭载此架构的ARMCortex-M系列新产品。
  
  值得一提的是,ARMCortex-A与Cortex-M系列皆可用于嵌入式系统,那对于设计嵌入式系统的业者而言,究竟该如何选择适合的核心来设计产品?
  
  徐达勇解释,ARMCortex-M系列无法执行RichOS系统,因此若是要采用RichOS系统的产品,便须选用ARMCortex-A系列。以应用来区分的话,举例而言,该公司今年推出的ARMCortex-A32处理器适合会用到诸多演算法的嵌入式应用,譬如网路摄影机(IPCamera);ARMCortex-M系列则可用于智慧照明、智慧家庭领域。
  
  此外,处理器大厂英特尔为夺得物联网先机,也致力于提高物联网装置的安全防护,并于近期购并物联网安全服务公司。
  
  英特尔台湾分公司嵌入式产品事业群顾问表示,嵌入式系统过去是较封闭的系统,譬如以前工厂鲜少对外连结,因此没有太多资安危机,但随着智慧工厂兴起,也渐渐注意资安议题。该公司已透过以下方式来增强晶片安全性,比方像将安全金钥烧入晶片中,以及导入安全开机(SecureBoot)功能来确保系统正常启动。在系统启动之后,亦能藉由英特尔的McAfeeEmbeddedControl提供安全保护。
  
  据悉,McAfeeEmbeddedControl能保护内嵌的系统,不受恶意软体与攻击的威胁,且可提供联网、软体和硬体等方面的保障。
  
  英特尔台湾分公司嵌入式产品事业群顾问指出,针对物联网嵌入式系统市场,该公司主打产品为AtomBayTrail处理器与Quark微控制器,而AtomBayTrail处理器有搭载上述的安全功能。
  
  此外,英特尔预计于2016年第四季推出AtomBayTrail处理器的下下一代产品--ApolloLake处理器。据悉,新处理器采用14奈米制程、具较佳影像处理性能,以及拥有较低功耗,现今已有IPCamera厂商对该产品有兴趣。
  
  英特尔除了持续强化旗下处理器安全性能外,日前也购并义大利功能安全服务业者Yogitech,希望提升自家在智慧驾驶、机器人与工厂等方面的安全研发实力,以利抢攻物联网大饼。
  
  “资安”是物联网的危机,亦是转机,除了处理器大厂嗅到安全商机外,国内外众MCU厂商也投入开发更安全的微控制器,进一步打造嵌入式系统的金钟罩,抵御骇客攻击。
  
  意法半导体大中华暨南亚区资深产品行销经理杨正廉认为,近年嵌入式系统除增强安全性之外,也更加重视省电、无线连结的性能,以及结合人工智慧技术。
  
  MCU保安升级众业者强化加密功能
  
  意法半导体大中华暨南亚区资深产品行销经理杨正廉(图2)表示,意法半导体约从十多年前便开始着重MCU的安全设计,旗下MCU包括STM32F7、STM32L4与STM32L0都能增进嵌入式系统的安全性。上述三项产品分别采用ARMCortex-M7、Cortex-M4和Cortex-M0 核心。STM32F7适用于工控、人机介面领域;STM32L4多用于穿戴式装置和物联网范畴;STM32L0则偏向消费电子、医疗电子等。
  
  该公司的MCU多符合高级资料加密标准(AES)的加解密技术,并具备防窜改功能、乱数产生器(RNG)与UniqueID,有助强化微控制器安全性。
  
  另外,该公司还有“安全微控制器”。此微控制器增强加解密演算法,防御网路攻击的保护能力比一般微控制器更高,但该产品较适合行动支付应用,不像STM32F7、STM32L4及STM32L0适合嵌入式系统应用。
  
  其他国际大厂如德州仪器、SiliconLabs和Maxim也极力提高旗下MCU的安全性。
  
  德州仪器台湾业务与应用事业现场应用工程师总监詹勋琪表示,针对嵌入式系统市场,德州仪器已推出高阶处理器、MCU等元件,来促进该市场发展。据悉,该公司的高阶处理器和微控制器已添入上述的加解密标准,且导入安全开机功能来强化保障。另外,该公司的高阶处理器多应用于车用电子和工业等领域,未来亦有计画从32位元迈进64位元,除了资讯安全外,也会更提升功能安全。

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