安全不僅在邊緣

邊緣時(shí)代始于人工智能（AI）從云端向網(wǎng)絡(luò )邊緣的遷移。如今，在家庭、辦公室、工廠(chǎng)和汽車(chē)中有大量智能物聯(lián)網(wǎng)設備，其數量超過(guò)了現有的數十億云聯(lián)網(wǎng)PC和智能手機。

到2025年，互聯(lián)設備有望達到500億臺，并生成大量數據。但是，即使處理和操作單個(gè)設備生成的TB級數據，任務(wù)也非常艱巨。

在傳統的物聯(lián)網(wǎng)連接模式中，數據需傳輸到云端進(jìn)行處理、分析和決策。然而，隨著(zhù)機器智能和計算能力向網(wǎng)絡(luò )邊緣轉移，“應用邊緣”應運而生，基于邊緣的自主決策在智能家居、工廠(chǎng)和流程自動(dòng)化、交通、智慧城市和公共安全系統、精準畜牧業(yè)和農業(yè)中興起。

在本地（即邊緣）處理關(guān)鍵數據，可減少時(shí)間敏感型應用的往返延遲，并減輕網(wǎng)絡(luò )基礎設施的負擔，從而降低總擁有成本。邊緣設備上運行的ML模型經(jīng)預先訓練，可以在本地做出實(shí)時(shí)決策，從而提升整體用戶(hù)體驗。例如，即使未連接到云端，內置人臉識別功能的智能門(mén)鎖也可以在識別到房主時(shí)自動(dòng)解鎖。此外，智能家居數據留在邊緣本地處理和存儲時(shí)，可保障私密性和安全性。

如何更好地為邊緣設備保駕護航

邊緣智能設備會(huì )生成大量數據，其中一些數據可能仍通過(guò)云端共享，因此幫助邊緣設備抵御入侵和惡意攻擊越來(lái)越重要。攻擊者可能切入任何連接到其他設備或云端的設備，竊取數據、進(jìn)行黑客操作或未經(jīng)授權訪(fǎng)問(wèn)云端。對于他們來(lái)說(shuō)，邊緣設備是特別有吸引力的高價(jià)值目標。邊緣設備從傳感器收集原始數據，并在距離生成數據更近的位置處理數據，同時(shí)根據需要與遠程基于云的服務(wù)共享信息。在大多數情況下，這些信息包含必須加以保護的敏感、私密數據。

隨著(zhù)邊緣設備數據源數量的增加、數據更有價(jià)值以及設備和網(wǎng)絡(luò )之間所需的協(xié)作更多，保護數據變得更具挑戰性。因此，從片上集成開(kāi)始采用安全設計方法至關(guān)重要。理想情況是，從設計概念和建模，到部署和生命周期管理，包括無(wú)線(xiàn)（OTA）更新，安全設計方法都貫穿始終。

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提高安全性的整體方法：擴展和增強

恩智浦相信安全是整體的系統流程，而不是附加功能。系統安全程度取決于系統最薄弱的環(huán)節。特別是，邊緣設備可能成為有利可圖的攻擊目標，特別是在連接到許多其他設備并與其通信的情況下。這些邊緣設備必須使用強大、易于部署的安全技術(shù)進(jìn)行保護。

我們還必須為邊緣設備實(shí)現額外的保護和某種程度的入侵檢測。在片上系統（SoC）級別，集成的硬件功能（如信任根、篡改檢測、安全啟動(dòng)和安全區域）與軟件風(fēng)險緩解技術(shù)相結合，均可用來(lái)保護設備并阻止入侵和攻擊。這是恩智浦安全方法的核心。

EdgeLock^?“安全總部”安全區域

采用EdgeLock^?安全區域提供強大的邊緣設備安全性

嵌入式硬件安全是恩智浦i.MX跨界MCU和應用處理器系列的核心競爭力，廣泛應用于邊緣機器學(xué)習應用。根據應用需求，安全功能可與安全子系統集成或隔離。恩智浦還提供安全軟件，為數據共享提供安全云連接并為生命周期管理實(shí)現OTA更新。

為了進(jìn)一步建立信任并簡(jiǎn)化安全邊緣設備的開(kāi)發(fā)，恩智浦2021年發(fā)布了EdgeLock^?安全區域，它是一個(gè)預配置、自我管理和自主的安全子系統，使嵌入式開(kāi)發(fā)人員能夠在不需要安全專(zhuān)業(yè)知識的情況下實(shí)現他們的設備安全目標。恩智浦致力于確保邊緣設備的信息安全。

EdgeLock安全區域的功能類(lèi)似于i.MX SoC中的“安全總部”，監督安全功能，可保護設備免受各種本地和遠程安全攻擊。此安全區域可自主管理關(guān)鍵安全功能，如信任根、運行時(shí)證明、信任配置、安全啟動(dòng)、密鑰管理和加密服務(wù)等，簡(jiǎn)化為物聯(lián)網(wǎng)應用實(shí)施強大的設備范圍安全智能的復雜性。

由于系統安全規則在安全區域內部保持隔離，因此關(guān)鍵安全功能可以從SoC的其余部分分流。這意味著(zhù)各種安全資產(chǎn)（如密鑰）不會(huì )與芯片上用戶(hù)或OEM部署的軟件和固件在同一環(huán)境中共存或可見(jiàn)。與普通的集成安全相比，這種隔離增強了防欺騙保護，可以顯著(zhù)減少攻擊面。此外，為了防止出現新的攻擊面，EdgeLock安全區域可智能跟蹤電源轉換。

安全區域的另一個(gè)主要優(yōu)勢是，可以根據各種相關(guān)方案進(jìn)行獨立認證，允許OEM重復使用。一個(gè)有趣的例子是FIPS認證（如i.MX應用處理器示例 ），它是某些應用必須具備的。精選的安全區域部署是經(jīng)過(guò)FIPS認證的集成加密模塊，可為終端設備開(kāi)發(fā)人員節省通常在認證過(guò)程花費的時(shí)間和金錢(qián)。

這種完全集成的片上EdgeLock安全子系統是恩智浦i.MX 8ULP和i.MX 9應用處理器的標準功能，提供可擴展的選項，可在數千個(gè)邊緣應用中輕松部署安全性，無(wú)論是在可穿戴設備和智能家居設備領(lǐng)域，還是在工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域。

智能邊緣具有巨大的潛力，能以更高效、更安全的方式改變我們與世界的互動(dòng)方式。創(chuàng )建智能邊緣設備不僅僅是增加視覺(jué)和語(yǔ)音識別等機器學(xué)習功能。使用最新的安全技術(shù)開(kāi)發(fā)邊緣機器學(xué)習應用也至關(guān)重要。從與內置強大芯片級安全性的邊緣計算平臺供應商合作開(kāi)始。EdgeLock安全區域等內置安全技術(shù)將通過(guò)實(shí)時(shí)隔離、信任配置和設備生命周期管理功能，簡(jiǎn)化最終設備認證的路徑。

作者：

Maulin Patel

恩智浦半導體邊緣處理業(yè)務(wù)部工程副總裁

Malin Patel是恩智浦邊緣處理業(yè)務(wù)部系統和應用工程副總裁。他領(lǐng)導全球工程團隊致力于安全和機器學(xué)習支持等邊緣處理產(chǎn)品。他在軟件和系統工程領(lǐng)域擁有30多年的經(jīng)驗，除在恩智浦任職外，他還曾在英特爾、Conexant Systems、Trident Semiconductors和IBM等全球知名科技公司擔任過(guò)各種領(lǐng)導職務(wù)。他擁有印度SP大學(xué)的學(xué)士學(xué)位和美國堪薩斯州立大學(xué)的電氣工程碩士學(xué)位，并在軟件工程領(lǐng)域擁有11項專(zhuān)利。他熱衷于構建具有卓越終端用戶(hù)體驗、易用的高質(zhì)量產(chǎn)品。