隨著物聯(lián)網(wǎng)和智能設(shè)備的快速發(fā)展,設(shè)備安全認(rèn)證的需求也日益增長。數(shù)字安全設(shè)計現(xiàn)在是電子設(shè)計領(lǐng)域最熱門的話題之一,而真正的設(shè)備和身份安全不僅僅是單純的軟件加密,安全認(rèn)證和保護(hù)在硬件設(shè)備安全中起到了非常重要的作用。ArtInChip收集了廣泛的設(shè)備安全需求并整理成該文檔,以便指導(dǎo)大家如何選擇最合適的方案。一般情況下安全需求有以下幾點:
數(shù)據(jù)安全:物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備通常需要收集、處理和傳輸大量的數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)可能包括敏感的個人信息,如健康數(shù)據(jù)、位置數(shù)據(jù)等。因此,設(shè)備需要能夠保護(hù)這些數(shù)據(jù)的安全,防止數(shù)據(jù)被竊取或篡改。
設(shè)備身份驗證:物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備需要能夠驗證其身份,以確保只有經(jīng)過授權(quán)的設(shè)備才能接入網(wǎng)絡(luò)。這可以防止惡意設(shè)備偽裝成合法設(shè)備,進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)攻擊或數(shù)據(jù)竊取。
設(shè)備完整性檢查:設(shè)備需要能夠檢查其硬件和軟件的完整性,以防止設(shè)備被篡改。例如,設(shè)備可能需要檢查其固件是否被修改,或者其硬件是否被替換。
防抄板:為了保護(hù)知識產(chǎn)權(quán),設(shè)備需要能夠防止被抄板。這通常需要設(shè)備具有一些唯一的標(biāo)識符,如設(shè)備序列號或設(shè)備標(biāo)識符(UID)。
安全更新:設(shè)備需要能夠安全地接收和安裝軟件更新。這需要設(shè)備能夠驗證更新的來源和完整性,以防止惡意軟件的安裝。
隱私保護(hù):設(shè)備需要能夠保護(hù)用戶的隱私。這可能需要設(shè)備能夠?qū)κ占臄?shù)據(jù)進(jìn)行加密,或者提供用戶控制數(shù)據(jù)收集和使用的選項。
針對以上需求,ArtInChip D21x系列嵌入式處理器器(MPU)在物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備身份認(rèn)證和防抄板領(lǐng)域的應(yīng)用非常廣泛。它可以幫助客戶實現(xiàn)如下功能:
1. 物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備身份認(rèn)證:在物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境中,設(shè)備身份認(rèn)證是非常重要的一環(huán)。D21x可以通過內(nèi)置的安全模塊,如加密/解密引擎,實現(xiàn)設(shè)備的身份認(rèn)證。這種認(rèn)證方式可以確保只有經(jīng)過認(rèn)證的設(shè)備才能接入網(wǎng)絡(luò),從而防止未經(jīng)授權(quán)的設(shè)備接入。例如,D21x可以使用公鑰基礎(chǔ)設(shè)施(PKI)進(jìn)行設(shè)備身份認(rèn)證。在這種情況下,每個設(shè)備都有一個唯一的公鑰和私鑰。公鑰用于驗證設(shè)備的身份,而私鑰則存儲在設(shè)備的D21x中,用于生成簽名。
2. 防抄板:D21x也可以用于防止硬件抄板。一種常見的方法是在D21x中嵌入一個唯一的設(shè)備標(biāo)識符(UID)。這個UID可以在生產(chǎn)過程中燒錄到D21x中,并且不能被修改。當(dāng)設(shè)備啟動時,D21x會讀取這個UID,并將其用于各種安全檢查。例如,D21x可以將UID和設(shè)備的軟件版本號等信息一起,使用私鑰生成一個簽名。然后,這個簽名可以被發(fā)送到服務(wù)器進(jìn)行驗證。如果驗證失敗,說明設(shè)備可能被抄板,服務(wù)器可以拒絕設(shè)備的接入請求。
ArtInChip D21x系列嵌入式處理器器(MPU)可以實現(xiàn)4大安全功能:
1. SPI ENC模塊,SPI 總線數(shù)據(jù)加密,讀寫傳輸過程中實時加解密,不影響數(shù)據(jù)傳輸效率
○ 支持 AES-128-CTR 加密和解密
○ 可通過配置連接到不同的 SPI 控制器
○ 可通過 eFuse 配置密鑰
○ 支持明文和密文混合傳輸
○ 不影響 SPI 總線傳輸帶寬
○ 不支持 SPI 全雙工模式
○ 內(nèi)置 64 字節(jié)分組密鑰 Buffer
○ 支持空頁(全0xFF)檢測
2. CE模塊,支持AES、TDES、HMAC、SHA、MD5、RSA、TRNG等常見密碼硬件算法加速,內(nèi)部安全SRAM,外部無法訪問
○ 支持多種算法的加速
○ 專用安全 SRAM
○ 支持生成安全密鑰
○ 支持多種密鑰輸入方式
○ 內(nèi)部專用 DMA
○ 支持多路并行處理
3. Secure ID(eFuse)模塊,密鑰區(qū)域外界不可讀取,僅 CE 可訪問
○ 4Kbit eFuse雙備份實現(xiàn)2Kbit空間,軟件讀寫按照4Kbit空間,以32bit為單位
○ 2Kbit SRAM緩存,上電復(fù)位放開后自動讀取eFuse值到SRAM
○ 2Kbit空間,以32bit為單位,可燒寫禁止讀操作或?qū)懖僮?/span>
○ 提供CE安全密鑰功能(SSK/HUK/PNK/PSK0/PSK1/PSK2/PSK3)
○ 具備 BROM 特權(quán)保護(hù)功能,固件防回滾計數(shù)區(qū)域僅在 BROM 中可燒
○ 支持通過燒寫關(guān)閉JTAG功能,并可通過安全認(rèn)證再打開JTAG
4. Secure JTAG模塊,可安全開關(guān)調(diào)試端口
在安全啟動使能的情況下,BROM :
1. 不能通過 USB READ/WRITE 命令對寄存器進(jìn)行讀寫
2. 所有BROM執(zhí)行的程序,都需要經(jīng)過安全校驗(包括 PBP 程序,如果使能了安全啟動,PBP 必須是加密的)
3. BROM 在跳轉(zhuǎn)任何其他程序之前,必須先設(shè)置 BROM_PRIV_LOCK 特權(quán)位
通過上述措施,保證在 BROM 階段,JTAG 無法被其他程序打開。
ArtInChip D21x系列嵌入式處理器器(MPU)框圖: