物聯(lián)網(wǎng)設備面臨的安全威脅分析
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訪問控制：物聯(lián)網(wǎng)設備對試圖訪問數(shù)據(jù)資產(chǎn)的所有參與者（人或機器）進行身份驗證。防止在未經(jīng)授權的情況下訪問數(shù)據(jù)。防御欺騙和惡意軟件威脅，即攻擊者對固件進行修改或安裝過時的缺陷版本。
本文引用地址：http://www.ex-cimer.com/article/202005/413573.htm安全存儲：物聯(lián)網(wǎng)設備維護數(shù)據(jù)資產(chǎn)的機密性（根據(jù)需要）和完整性。防御篡改威脅。
固件真實性：物聯(lián)網(wǎng)設備在啟動和升級之前對固件的真實性進行驗證。防御惡意軟件威脅。
通信：物聯(lián)網(wǎng)設備對遠程服務器進行身份驗證，提供機密性（根據(jù)需要），并維護交換數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)資產(chǎn)、威脅和安全目標的邏輯連接模型。根據(jù)這張圖，可以編譯出安全MCU所需的功能或特性列表。當然，這個列表也可以用作特定物聯(lián)網(wǎng)設備應用解決方案的實現(xiàn)標準。
生命周期至關重要
請注意，安全目標的要求可能會根據(jù)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(xiàn)在可以對這個示例進行分析：
每種數(shù)據(jù)資產(chǎn)都將具備與其相關聯(lián)的安全屬性：
安全 目標 | 訪問控制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(shù)據(jù) 資產(chǎn) | 配置 T. 固件 | 硬件ID T. 固件 用戶數(shù)據(jù) 配置 密鑰 | T. 固件 | 用戶數(shù)據(jù)密鑰 | T. 固件 硬件ID T. 固件 用戶數(shù)據(jù) 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 | |
| 術語 | Dead4 Dead4 | eFuse Dead4 Dead4 Dead4 Dead4 | Dead4 | Dead4 Dead4 | Dead4 eFuse Dead4 Dead4 Dead4 Dead4 |
注釋：
1. 在隔離執(zhí)行環(huán)境中理想地以TA形式實現(xiàn)
2. C = 機密性，I = 完整性，A = 真實性
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
通過分析，以下是MCU所需安全功能的總結：
可信應用的隔離執(zhí)行環(huán)境：雖然前面的分析側重于安全數(shù)據(jù)資產(chǎn)，但每個物聯(lián)網(wǎng)設備也有包含非安全數(shù)據(jù)資產(chǎn)的非安全任務/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行隔離。這一概念機場類似：登機區(qū)是安全且隔離的。只允許通過身份驗證的個人在安全區(qū)域內(nèi)進行操作（如登機）。MCU必須在非安全和安全的執(zhí)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(zhí)行環(huán)境中，要存儲數(shù)據(jù)資產(chǎn)，需要完成進一步的隔離，如對安全性至關重要的加密密鑰。繼續(xù)與機場進行類比，每名乘客都持有有效證件。MCU必須為信任根存儲和相關安全服務提供進一步隔離。
加密：首選帶有專用硬件加速器塊和受控訪問的MCU。加速器塊有助于提高性能。加速器塊的訪問控制（隔離）有助于防止未經(jīng)授權的程序訪問，確保加密密鑰保持在安全的環(huán)境中。
數(shù)字簽名：數(shù)據(jù)資產(chǎn)的真實性和完整性可以通過使用數(shù)字簽名算法（如ECDSA和RSA）進行評估。MCU固件是數(shù)字簽名最常見的用例。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行評估。
eFuses：對于保障設計的安全來說，不可變數(shù)據(jù)資產(chǎn)至關重要。它們通常用作系統(tǒng)行為的參考。典型示例包括生命周期名稱、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(xù)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。通過創(chuàng)建模型，將數(shù)據(jù)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，可以導出一個需求列表，該列表可以用作解決方案的實現(xiàn)標準。
絕大多數(shù)物聯(lián)網(wǎng)設備將建立在基于MCU的嵌入式系統(tǒng)上。這種發(fā)展機遇將催生出一類新型MCU，它們可提供安全特性和功能，用來維護數(shù)據(jù)資產(chǎn)的安全屬性。賽普拉斯的PSoC 6安全MCU是此類新型MCU的先驅之一。PSoC 6 MCU架構專為物聯(lián)網(wǎng)設備應用而設計，提供了能夠延長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(zhí)行環(huán)境：通過采用硬件隔離技術，PSoC 6安全MCU將安全操作與非安全操作隔離開來：
● 可配置保護單元用于隔離內(nèi)存、加密和外設
● 在Arm Cortex-M4和Cortex-M0+內(nèi)核之間提供處理器間通信（IPC）通道，為基于API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中的硬件隔離技術支持獨立的密鑰存儲和加密操作，除了隔離執(zhí)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，方便使用信任鏈來錨定安全啟動
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(shù)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，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(zhí)行環(huán)境 | 隔離執(zhí)行環(huán)境 |
 | |
| Arm Cortex-M4 | Arm Cortex-M0+ |
| 圖2：PSoC 6安全MCU提供三級隔離 | |
隨著低成本、易于設計且方便使用的無線云連接日益普及，物聯(lián)網(wǎng)設備也將實現(xiàn)爆炸性增長。嵌入式系統(tǒng)發(fā)送和接收數(shù)據(jù)的能力是實現(xiàn)智能化的基本推動因素。不幸的是，這種能力也給物聯(lián)網(wǎng)設備產(chǎn)生的高價值數(shù)據(jù)帶來了巨大威脅。數(shù)據(jù)越有價值，物聯(lián)網(wǎng)設備就越需要具備安全功能以為這些數(shù)據(jù)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)設備的相關需求。
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