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聯(lián)網(wǎng)汽車的安全有多重要?

新思科技 ? 來源:半導(dǎo)體行業(yè)觀察 ? 作者:半導(dǎo)體行業(yè)觀察 ? 2021-04-30 11:04 ? 次閱讀

在技術(shù)的不斷演進(jìn)與發(fā)展中,人類開始越來越依賴智能化設(shè)備,如智能手機(jī)、手表以及智能家居等。這些設(shè)備與我們的生活息息相關(guān),人類希望他們能夠在正確運(yùn)行的同時,也能擁有高度的數(shù)據(jù)安全性。

但遺憾的是,并不是所有設(shè)備都能夠滿足這一需求,根據(jù)《2020年聯(lián)網(wǎng)智能設(shè)備安全態(tài)勢報告》顯示,2020年,CNCERT運(yùn)營的CNVD漏洞平臺收錄的通用聯(lián)網(wǎng)智能設(shè)備漏洞數(shù)量呈明顯增長趨勢,同比增長28%。

聯(lián)網(wǎng)汽車的安全有多重要?

不難發(fā)現(xiàn),這兩年來,設(shè)備的數(shù)據(jù)泄漏數(shù)量正在不斷增長。若說智能手機(jī)等設(shè)備存在漏洞威脅的是個人信息,那么聯(lián)網(wǎng)汽車的安全系統(tǒng)出現(xiàn)漏洞則會帶來更加嚴(yán)重的后果,甚至?xí)<吧踩?/p>

據(jù)報道,近兩年汽車網(wǎng)絡(luò)安全攻擊方式日趨多樣化,除了傳統(tǒng)的攻擊手法,還出現(xiàn)了利用超聲波的“海豚音”攻擊、利用照片以及馬路標(biāo)識線的AI攻擊等手段,且攻擊路線也變得越來越復(fù)雜化,導(dǎo)致汽車網(wǎng)絡(luò)安全問題日益嚴(yán)峻。

具體來看,在2016年,有研究人員表示,黑客可以遠(yuǎn)程訪問特斯拉Model S車型的控制系統(tǒng)。此漏洞使研究人員能夠訪問和控制制動系統(tǒng)、發(fā)動機(jī)、天窗、門鎖、后備箱、側(cè)視鏡等等。

這個漏洞存在于信息娛樂和WiFi連接之中,研究人員能夠借此攻擊并利用它來訪問汽車的控制器局域網(wǎng)(CAN)總線。若被有心之人控制,將會威脅生命安全。

有報道指出,汽車之所以會成為繼智能手機(jī)后網(wǎng)絡(luò)攻擊的又一個“靶子”,一個關(guān)鍵的原因在于,隨著汽車產(chǎn)業(yè)向智能化、網(wǎng)聯(lián)化、共享化、電動化為特征的“新四化”方向狂飆邁進(jìn),車內(nèi)功能較之前有了大幅度的增加,車與車、終端應(yīng)用、路邊基礎(chǔ)設(shè)施以及云端之間的聯(lián)通也隨之大大增強(qiáng),由此導(dǎo)致更多的信息安全接入點(diǎn)和風(fēng)險點(diǎn)被暴露出來。

在車載電子設(shè)備日益復(fù)雜的今天,接入車載電子設(shè)備的任何連接都可能成為黑客的攻擊點(diǎn)。例如,干擾 RFID 信號可以禁用防盜裝置,使得盜取車輛成為可能。攔截 V2X 或 VSRC 可以打開車輛之間的通信通道,進(jìn)而攻擊或監(jiān)視用戶。看似無害的接口可以提供多種進(jìn)入車輛的新方式。

如何保護(hù)車輛安全?

面對日益嚴(yán)峻的形勢,汽車網(wǎng)絡(luò)安全方面的需求正變得越來越緊迫,并開始成為汽車的“標(biāo)配”。可以說,一個沒有安全保障的汽車智能網(wǎng)聯(lián)系統(tǒng)在將來沒有任何生存和發(fā)展的空間。

因此,無論是整車廠、零部件制造商還是第三方網(wǎng)絡(luò)安全解決方案提供商,都應(yīng)強(qiáng)化汽車信息安全方面的能力,共同建立智能網(wǎng)聯(lián)汽車網(wǎng)絡(luò)安全的防護(hù)體系。

一般來說,為了保證安全,汽車中正常運(yùn)行的軟件需要在重置時評估其自身的完整性,確保IC沒有受到損害。確定安全之后,它才可以導(dǎo)入最終形成汽車內(nèi)部智能的網(wǎng)絡(luò),最后實(shí)現(xiàn)與外部世界的連接。

除具體的汽車之外,還必須對遠(yuǎn)程實(shí)體進(jìn)行識別和身份驗(yàn)證,才能將車輛與之連接。例如,消息驗(yàn)證可確保無線消息僅向預(yù)定位置發(fā)送,并且僅由授權(quán)的系統(tǒng)解讀。

通過車輛服務(wù)網(wǎng)絡(luò)或制造商網(wǎng)絡(luò)等遠(yuǎn)程實(shí)體提供經(jīng)過身份驗(yàn)證的安全通道,可實(shí)現(xiàn)更快的無線軟件和固件更新。在車隊(duì)運(yùn)營中,運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)可以安全地協(xié)調(diào)多輛車的活動。

歸根到底,這些軟件進(jìn)行的一切活動都離不開芯片,因此從芯片層面開始保護(hù)汽車是目前的最優(yōu)解。

信任根能做什么?

芯片安全的核心是信任根,而信任根的核心則是它所支持的安全功能。這些功能提供了便利性,同時也在所有的操作階段(如關(guān)機(jī)、上電、實(shí)時操作以及與外部實(shí)體通信)為SoC產(chǎn)品生命周期管理提供了強(qiáng)有力的保護(hù),例如:

● 安全監(jiān)控可以用于SoC的上電和實(shí)時操作期間,這將確保SoC的各個組件之間的交互運(yùn)行正常。

● 安全檢驗(yàn)/驗(yàn)證負(fù)責(zé)借助密碼算法檢驗(yàn)SoC上代碼和/或數(shù)據(jù)的有效性。該檢驗(yàn)操作必須以精細(xì)的操作方式來運(yùn)行,而硬件信任根可以保證這一點(diǎn)。

● 存儲保護(hù)可以提供一種在SoC上提取明文數(shù)據(jù)并利用加密和驗(yàn)證安全地對其進(jìn)行保護(hù)的途徑。對于設(shè)備綁定而言,這種保護(hù)可以采用設(shè)備唯一密鑰(DUK),數(shù)據(jù)只能由擁有該DUK的設(shè)備成功讀取。

● 安全通信在成功地完成了驗(yàn)證和密鑰交換協(xié)議之后才能夠進(jìn)行。安全通信通常使用臨時對稱會話密鑰進(jìn)行加密,而在其他情況下,則使用HMAC密鑰進(jìn)行驗(yàn)證。這些密鑰(也包括來自協(xié)議的主臨時密鑰)是在硬件信任根內(nèi)部生成的,因此受到保護(hù)并且不受任何片上攻擊的影響。

● 密鑰管理將密鑰資料保存在硬件信任根之內(nèi)。只允許間接訪問這些密鑰,并根據(jù)應(yīng)用層依照權(quán)限和策略進(jìn)行管理。假設(shè)權(quán)限級別是正確的,密鑰的任何導(dǎo)入都必須經(jīng)過驗(yàn)證,而且密鑰的任何導(dǎo)出都必須進(jìn)行封裝,以確保對秘密資料的持續(xù)保護(hù)。

誰為設(shè)備安全筑起堡壘?

DesignWare tRoot硬件安全模塊(HSM)是新思科技高度安全的硬件信任根,它能夠讓互聯(lián)設(shè)備安全地、唯一地識別和驗(yàn)證自身,以便為遠(yuǎn)程設(shè)備管理和服務(wù)部署創(chuàng)建安全的通道。tRoot的先進(jìn)設(shè)計(jì)能夠解決復(fù)雜的威脅,其方式是在設(shè)備關(guān)機(jī)、啟動、運(yùn)行時以及與其他設(shè)備或云端通信期間保護(hù)設(shè)備。tRoot在整個設(shè)備生命周期中持續(xù)一貫地提供安全性,為SoC設(shè)計(jì)人員提供功率、尺寸和性能方面的超級高效的組合。

為了增強(qiáng)安全性,tRoot包含多階段安全引導(dǎo)程序,用于支持驗(yàn)證軟件和數(shù)據(jù)完整性、安全身份驗(yàn)證、安全更新、安全存儲和安全調(diào)試,從而提供設(shè)備自我管理和密鑰管理,以及為基于主機(jī)的應(yīng)用提供必須在ECU上運(yùn)行的服務(wù)的加密編程接口。密碼加速也適用于需要高性能加密的系統(tǒng)。

DesignWare tRoot HSM包括一個代碼精簡的小型處理器、一個為該處理器安全隔離的限量內(nèi)部RAM,以及一個用于ECU的外部存儲器,作為tRoot中可信內(nèi)存的安全指令控制器和安全數(shù)據(jù)控制器。它們提供加密機(jī)密性和內(nèi)存內(nèi)容的驗(yàn)證。這些模塊使得tRoot可以檢測到外部實(shí)體(如流氓程序)何時試圖篡改或替換內(nèi)存,或?qū)е滤e過執(zhí)行或執(zhí)行不正確的指令。tRoot檢測到意外活動時,它會轉(zhuǎn)換為安全狀態(tài)。

tRoot HSM包括可以集成隨機(jī)數(shù)生成器的專門接口,使得隨機(jī)數(shù)生成器與系統(tǒng)完全隔離,并且不能由外部程序篡改。

tRoot HSM還包括通過UART進(jìn)行通信的接口,用于檢測和響應(yīng)系統(tǒng)級干擾,包括芯片的過壓/欠壓以及過頻/欠頻操作。設(shè)備標(biāo)識接口導(dǎo)入存儲在一次性編程存儲器中的密鑰,主機(jī)接口用來與主機(jī)處理器通信。

tRoot HSM降低了設(shè)計(jì)人員管理產(chǎn)品安全的成本。設(shè)計(jì)人員可以借助新思科技開發(fā)團(tuán)隊(duì)的專業(yè)知識,使用新思科技的硬件安全I(xiàn)P來更快地構(gòu)建他們自己的設(shè)計(jì)。

作為一種靈活、高度可配置的軟硬件解決方案,tRoot HSM還包含一個重要的硬件安全模組,即可編程的信任根,既能保護(hù)高價值的嵌入式目標(biāo),也能讓設(shè)計(jì)人員輕松地將HSM按需調(diào)整,而預(yù)建的tRoot Vx HSM系列為完整的嵌入式安全解決方案提供了定義的安全邊界。

事實(shí)上,不只是信任根,作為半導(dǎo)體IP領(lǐng)域的全球領(lǐng)導(dǎo)者,新思科技提供了一系列高度集成的安全I(xiàn)P解決方案,這些解決方案使用一套通用的基于標(biāo)準(zhǔn)的構(gòu)建模塊和安全概念,為移動設(shè)備、汽車和數(shù)字家庭、物聯(lián)網(wǎng)云計(jì)算市場中的各類產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)超高效的芯片設(shè)計(jì)和超高級別的安全性。

其高度可配置的安全I(xiàn)P解決方案除了信任根還包括內(nèi)容保護(hù)、加密,以及可集成到SoC的安全協(xié)議加速器。這些集成解決方案實(shí)現(xiàn)了許多安全標(biāo)準(zhǔn)的核心內(nèi)容,支持機(jī)密性、數(shù)據(jù)完整性、用戶/系統(tǒng)認(rèn)證、不可否認(rèn)性以及身份授權(quán)。

總結(jié)

信息安全是確保汽車質(zhì)量和功能安全的關(guān)鍵。汽車系統(tǒng)必須符合功能安全標(biāo)準(zhǔn),因而必須實(shí)施信息安全以確保功能安全不會被篡改。沒有信息安全,功能安全性或可靠性就無從談起。

因此汽車制造商正在采用更全面的方法來實(shí)現(xiàn)功能安全和信息安全,在硬件方面為汽車SoC設(shè)計(jì)保證安全性,將為聯(lián)網(wǎng)汽車的防御系統(tǒng)豎起堅(jiān)強(qiáng)堡壘。

原文標(biāo)題:聯(lián)網(wǎng)汽車漏洞不斷,芯片才是治愈良藥?

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責(zé)任編輯:haq

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