加密芯片又稱加密協(xié)處理器和安全芯片，是專門用于數(shù)據(jù)和身份安全的專用ASIC芯片。加密芯片（安全芯片）可以安全地存儲一個或多個密鑰，并在數(shù)據(jù)加密中使用這些密鑰。并允許用戶端到端安全加密。它被廣泛用于電子設備反克隆、防篡改，固件安全。同時應用于物聯(lián)網(wǎng)設備的身份識別、智能汽車安全、工業(yè)控制安全、生成管理與升級安全等。

物聯(lián)網(wǎng)加密安全背景

在物聯(lián)網(wǎng)的智能時代，我們身邊的所有設備都成為了獨立和碎片化的信息通道，以及隱私和信息泄漏通道。這也是安全屏障中最脆弱的部分。攻擊者通常通過設備克隆、修改設備固件和軟件以及數(shù)據(jù)盜版等手段入侵電子設備

如果入侵者想要監(jiān)視您的電子設備的數(shù)據(jù)輸出，他們只需對設備進行定期攻擊訪問即可獲得會話密鑰，并且他們也會接收到鏈路上傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，因此，他們可以通過解密獲取關(guān)鍵隱私數(shù)據(jù)和控制數(shù)據(jù)

以卡車為例：通常，當前卡車將安裝全球定位設備并將其傳輸?shù)娇刂?a target="_blank">中心，以確定卡車的問題（管理或發(fā)動機故障）。只要接收到這個位置就足以讓非法用戶知道何時何地進行劫持。在這種情況下，任何傳輸?shù)臄?shù)據(jù)都必須進行安全加密，以防止?jié)撛诘陌踩L險

因此加密芯片的作用開始體現(xiàn)

加密芯片的原理

加密芯片基于asic的基礎(chǔ)上增加了多種安全防護設計，包括芯片的物理層防篡改設計、存儲加密、唯一序列號、防DPA攻擊、多種安全檢測傳感器、安全自檢與主動防御功能、總線加密加擾等，同時具備各種安全密碼硬件算法引擎和真隨機發(fā)生器，作為整個系統(tǒng)的信任根提供不同的密碼算法協(xié)議和接口。

加密芯片功能

加密芯片最常見的目的是加密傳輸數(shù)據(jù)。在接收端，可以使用加密芯片來高效地解密傳入的信息。信息數(shù)據(jù)使用對稱加密或非對稱加密進行加密。

加密芯片架構(gòu)

加密芯片另一個常用的功能是安全密鑰的存儲。我們經(jīng)常見到設備內(nèi)部集成了SE，意思就是加密芯片在起作用。加密芯片相當于一個密鑰和關(guān)鍵數(shù)據(jù)的保險箱。存儲的密鑰是那些只應該在內(nèi)部使用的密鑰；而且永遠不會傳輸?shù)叫酒獠?。舉一個通過根密鑰或證書體系進行認證的例子：加密芯片中預制密鑰和相關(guān)證書并對關(guān)鍵數(shù)據(jù)進行簽名，同時電子設備引導程序可以要求加密芯片通過密鑰以及其密碼算法進行驗簽或者校驗，-如果不匹配，軟件執(zhí)行將被拒絕。我們以一款模微半導體推出的物聯(lián)網(wǎng)加密芯片MOD8ID為例（來源：https://www.modsemi.com/shows/7/3.html）：

加密芯片規(guī)格 來源：MODSEMI.COM

功能上，mod8id加密芯片將提供密鑰安全存儲、TLS、secureboot、證書存儲等安全接口功能。相關(guān)的安全機制和密鑰保護確保整個系統(tǒng)有一個安全的信任根。

為什么需要加密芯片？

如前所述，如果數(shù)據(jù)對用戶至關(guān)重要，那么通過加密實現(xiàn)的安全就變得非常關(guān)鍵。當用戶的交互操作在某種程度上是私密的或?qū)Ｓ械?，尤其是當某些參?shù)的泄漏可能危及整個系統(tǒng)時。數(shù)據(jù)的保密性對于運營的可持續(xù)性至關(guān)重要。通信通道應該受到硬件級加密的保護：這是加密芯片變得至關(guān)重要的地方

除了數(shù)據(jù)保護之外，設備上運行的固件/軟件的身份驗證也非常有用，它確保只有設備所有者才能升級設備上的固件和軟件

如何集成密碼芯片

盡管密碼芯片因為其安全性使得內(nèi)部設計非常復雜，但對于使用者來說非常簡單，如MOD8ID加密芯片，其提供了完全的接口API，只需要調(diào)試完成I2C通訊，按照訪問手冊規(guī)則即可很容易的進行集成與使用。

后面將詳細講述如何集成安全芯片。

審核編輯：湯梓紅