物聯(lián)網(wǎng)設備面臨的安全威脅分析
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訪(fǎng)問(wèn)控制：物聯(lián)網(wǎng)設備對試圖訪(fǎng)問(wèn)數據資產(chǎn)的所有參與者（人或機器）進(jìn)行身份驗證。防止在未經(jīng)授權的情況下訪(fǎng)問(wèn)數據。防御欺騙和惡意軟件威脅，即攻擊者對固件進(jìn)行修改或安裝過(guò)時(shí)的缺陷版本。
本文引用地址：http://dyxdggzs.com/article/202005/413573.htm安全存儲：物聯(lián)網(wǎng)設備維護數據資產(chǎn)的機密性（根據需要）和完整性。防御篡改威脅。
固件真實(shí)性：物聯(lián)網(wǎng)設備在啟動(dòng)和升級之前對固件的真實(shí)性進(jìn)行驗證。防御惡意軟件威脅。
通信：物聯(lián)網(wǎng)設備對遠程服務(wù)器進(jìn)行身份驗證，提供機密性（根據需要），并維護交換數據的完整性。防御中間人攻擊（MitM）威脅。
安全狀態(tài)：即使固件完整性和真實(shí)性驗證失敗，仍確保設備保持安全狀態(tài)。防御惡意軟件和篡改威脅。
安全需求
在這一方面，分析提供了數據資產(chǎn)、威脅和安全目標的邏輯連接模型。根據這張圖，可以編譯出安全MCU所需的功能或特性列表。當然，這個(gè)列表也可以用作特定物聯(lián)網(wǎng)設備應用解決方案的實(shí)現標準。
生命周期至關(guān)重要
請注意，安全目標的要求可能會(huì )根據物聯(lián)網(wǎng)設備的生命周期階段（設計、制造、庫存、最終使用和終止）而變化，也應予以考慮。
現在可以對這個(gè)示例進(jìn)行分析：
每種數據資產(chǎn)都將具備與其相關(guān)聯(lián)的安全屬性：
安全 目標 | 訪(fǎng)問(wèn)控制1 | 安全存儲1 | 固件 身份 驗證 | Comm1 | 安全 狀態(tài) |
防御 威脅 | 欺騙 惡意 軟件 | 篡改 | 惡 意軟件 | 中間人 攻擊 | 惡意 軟件 篡改 |
目標 數據 資產(chǎn) | 配置 T. 固件 | 硬件ID T. 固件 用戶(hù)數據 配置 密鑰 | T. 固件 | 用戶(hù)數據密鑰 | T. 固件 硬件ID T. 固件 用戶(hù)數據 配置 密鑰 |
安全屬性2 | C I、A | I I、A C、I C C、I | I、A | C、I C、I | I I、A I、A C、I C C、I |
| 設計 | N/A Dig Sign | N/A Dig Sign N/A N/A N/A | Dig Sign | N/A N/A | Dig Sign N/A Dig Sign N/A N/A N/A |
| Mfg | N/A Dig Sign | eFuse Dig Sign N/A N/A SEF3 | N/A SEF3 | Dig Sign eFuse Dig Sign N/A N/A SEF3 | |
| 庫存 | N/A N/A | eFuse Dig Sign N/A N/A SEF3 | N/A SEF3 | Dig Sign eFuse Dig Sign 加密 加密 SEF3 | |
最終 使用 | 加密 Dig Sign | eFuse Dig Sign 加密 加密 SEF3 | 加密 SEF3 | Dig Sign eFuse Dig Sign 加密 加密 SEF3 | |
| 術(shù)語(yǔ) | Dead4 Dead4 | eFuse Dead4 Dead4 Dead4 Dead4 | Dead4 | Dead4 Dead4 | Dead4 eFuse Dead4 Dead4 Dead4 Dead4 |
注釋?zhuān)?/strong>
1. 在隔離執行環(huán)境中理想地以TA形式實(shí)現
2. C = 機密性，I = 完整性，A = 真實(shí)性
3. SEF = 安全元件功能
4. Dead = 非操作狀態(tài)下的安全MCU
選擇正確的MCU
通過(guò)分析，以下是MCU所需安全功能的總結：
可信應用的隔離執行環(huán)境：雖然前面的分析側重于安全數據資產(chǎn)，但每個(gè)物聯(lián)網(wǎng)設備也有包含非安全數據資產(chǎn)的非安全任務(wù)/應用。MCU應提供一種強大的方法，對非安全處理和安全處理進(jìn)行隔離。這一概念機場(chǎng)類(lèi)似：登機區是安全且隔離的。只允許通過(guò)身份驗證的個(gè)人在安全區域內進(jìn)行操作（如登機）。MCU必須在非安全和安全的執行環(huán)境之間提供強大的、基于硬件的隔離。
安全元件功能：在隔離執行環(huán)境中，要存儲數據資產(chǎn)，需要完成進(jìn)一步的隔離，如對安全性至關(guān)重要的加密密鑰。繼續與機場(chǎng)進(jìn)行類(lèi)比，每名乘客都持有有效證件。MCU必須為信任根存儲和相關(guān)安全服務(wù)提供進(jìn)一步隔離。
加密：首選帶有專(zhuān)用硬件加速器塊和受控訪(fǎng)問(wèn)的MCU。加速器塊有助于提高性能。加速器塊的訪(fǎng)問(wèn)控制（隔離）有助于防止未經(jīng)授權的程序訪(fǎng)問(wèn)，確保加密密鑰保持在安全的環(huán)境中。
數字簽名：數據資產(chǎn)的真實(shí)性和完整性可以通過(guò)使用數字簽名算法（如ECDSA和RSA）進(jìn)行評估。MCU固件是數字簽名最常見(jiàn)的用例。MCU應提供基于硬件的散列和簽名支持，以便在加載之前對固件鏡像進(jìn)行評估。
eFuses：對于保障設計的安全來(lái)說(shuō)，不可變數據資產(chǎn)至關(guān)重要。它們通常用作系統行為的參考。典型示例包括生命周期名稱(chēng)、唯一標識符（UID）、制造商編號以及在物聯(lián)網(wǎng)設備的生命周期中持續存在的其他參考。
結論
本文提出了一種分析方法，用于確定安全物聯(lián)網(wǎng)設備的需求。通過(guò)創(chuàng )建模型，將數據資產(chǎn)、其面臨的威脅以及防御這些威脅的安全目標邏輯連接，可以導出一個(gè)需求列表，該列表可以用作解決方案的實(shí)現標準。
絕大多數物聯(lián)網(wǎng)設備將建立在基于MCU的嵌入式系統上。這種發(fā)展機遇將催生出一類(lèi)新型MCU，它們可提供安全特性和功能，用來(lái)維護數據資產(chǎn)的安全屬性。賽普拉斯的PSoC 6安全MCU是此類(lèi)新型MCU的先驅之一。PSoC 6 MCU架構專(zhuān)為物聯(lián)網(wǎng)設備應用而設計，提供了能夠延長(cháng)電池使用壽命的超低功耗、高效的處理能力，以及可支持安全目標的硬件安全功能：
隔離執行環(huán)境：通過(guò)采用硬件隔離技術(shù)，PSoC 6安全MCU將安全操作與非安全操作隔離開(kāi)來(lái)：
● 可配置保護單元用于隔離內存、加密和外設
● 在A(yíng)rm Cortex-M4和Cortex-M0+內核之間提供處理器間通信（IPC）通道，為基于A(yíng)PI的獨立交互提供支持
● 理想適用于支持物聯(lián)網(wǎng)設備安全目標的可信應用
集成安全元件功能：PSoC 6中的硬件隔離技術(shù)支持獨立的密鑰存儲和加密操作，除了隔離執行環(huán)境以外，還提供安全元件功能。
● 理想適用于安全密鑰存儲
● 支持預安裝信任根，方便使用信任鏈來(lái)錨定安全啟動(dòng)
隔離硬件加速加密操作：包括AES、3DES、RSA、ECC、SHA-256和SHA-512以及真隨機數發(fā)生器（TNRG）。
生命周期管理：在發(fā)生安全錯誤（如固件散列檢查失?。r(shí)，基于eFuse的生命周期管理功能有助于確保安全行為。
| 豐富的執行環(huán)境 | 隔離執行環(huán)境 |
 | |
| Arm Cortex-M4 | Arm Cortex-M0+ |
| 圖2：PSoC 6安全MCU提供三級隔離 | |
隨著(zhù)低成本、易于設計且方便使用的無(wú)線(xiàn)云連接日益普及，物聯(lián)網(wǎng)設備也將實(shí)現爆炸性增長(cháng)。嵌入式系統發(fā)送和接收數據的能力是實(shí)現智能化的基本推動(dòng)因素。不幸的是，這種能力也給物聯(lián)網(wǎng)設備產(chǎn)生的高價(jià)值數據帶來(lái)了巨大威脅。數據越有價(jià)值，物聯(lián)網(wǎng)設備就越需要具備安全功能以為這些數據提供保護。諸如賽普拉斯的PSoC 6 MCU這樣的安全MCU解決了安全物聯(lián)網(wǎng)設備的相關(guān)需求。
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