物联网设备爆发带来巨大安全隐患

对于物联网时代,有一个好消息和一个坏消息。

好消息是即将到来的巨大商机,根据2016年的数据,最低的估算是全球有60亿到100亿的物联网设备。到2021年,可能会有200到250亿的设备。到2035年,全球IoT设备将达到1万亿。同时这些联网的设备又会带来很多的数据,在这些数据的基础上会产生很多创新服务。

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坏消息是,有1亿的IoT设备容易受到攻击,今年就有超过5000万的IoT设备受到攻击。根据美国投资咨询机构Cybersecurity Ventures的数据,到2021年全球网络犯罪造成的损失将达到6万亿美元。这些攻击是越来越多,因为经济价值越来越大,这些黑客的工具和攻击手段也在不断改进,因此一定要基于硬件和工程师来避免攻击。而且相对应的安全保护方案极其昂贵、耗时、复杂,而且很多的终端开发人员只有在受到攻击后才会考虑安全问题。这个代价是非常昂贵的,被攻击后造成的影响也可能非常恶劣。

以医疗设备为例,胰岛素的验血检测,通过血糖仪来监测血液中的胰岛素,通过连接抽血泵来了解胰岛素的比例。有黑客可以通过指令来控制抽血泵的胰岛素数据,这个是非常致命的,可以直接影响到用户的生命安全。

还有一种DDOS的攻击,以前这种攻击是通过Windows操作系统进行,现在可以直接针对Iot设备进行攻击。这些攻击大部分是想通过控制IoT设备来进行勒索、盗取数据,也可以通过IoT设备进入主网络。

esmc12111345 微处理器和安全产品事业部副总裁Don Loomis

Maxim发布低于1美元的物理安全方案

有没有比较低成本的安全解决方案呢?Maxim微处理器和安全产品事业部副总裁Don Loomis表示,CHIPDNA可以提供非常强的密钥攻击,来保护这些设备避免互联网攻击。

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“去年我们卖出了1.8亿的安全IC产品,这个产品对于我们来说非常成功,ChipDNA是我们下一个产品线的新产品,让我们的物理安全超过所有竞品。” Don Loomis表示,Maxim拥有超过20年的安全IC开发经验,总计出货达到31亿片。

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2017年11月22日,Maxim发布了一款低成本的物理安全性的新产品DS28E38 DeepCover®安全认证器,借助这一防物理攻击方案,设计者能够以低成本轻松获取主动保护方案,可靠地保护其知识产权和产品。据介绍,这款产品线来自于2010年被美信收购的达拉斯半导体公司。之所以说是低成本,是因为这个安全微处理器的成本还不到1美元。据了解,DS28E38采用3mm x 3mm 6引脚TDFN封装,价格为0.83美元(1000片起,FOB USA),可通过Maxim网站及特许经销商购买。未来可能到上千万片的价格会有比较大的变化。此外,Maxim还提供评估套件,价格为65美金。

Don Loomis表示,目前主流的安全方案是通过密码学算法来进行密钥的验证保护。有软件的方式也有硬件的方式。如果通过软件的方式来做密钥,是可以被篡改的。如果是硬件的控制方式,是无法被篡改的,整体的算法固件都可以在生产商的控制之中,也不会受到网络攻击的影响。“我们Maxim要做的,就是保证密钥都是植入到安全认证器中,不会让其他人发现。” Don Loomis认为,只有通过标准的密码学和研究来进行安全验证才可以保证真正的安全,只有通过密码学保护的密钥才可以足够安全。

ChipDNA PUF特性保证密钥无法被窃取

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DS28E38 DeepCover®安全认证器是第一款采用ChipDNA的产品,那么什么是ChipDNA呢?

其原理来自于晶体管的独特电学属性,在芯片制造中,每一颗芯片都具有独一无二的,不可复制的物理特性,这种特性被称为(PUF)。ChipDNA PUF使其有效防御入侵式攻击,因为基于ChipDNA的根密钥根本就不存在于存储器或任何其他静态空间。

由于每一颗晶圆都是不一样的,在芯片的生产中可以通过算法随机生成密钥,并且这些密钥之间也不存在任何重复的可能性。需要时,每个器件电路将产生唯一的密钥,并在用完之后立即消失。如果DS28E38遭受入侵式物理攻击,将导致电路的敏感电特性发生变化,进一步阻止破坏行为。除了保护优势,ChipDNA技术也简化并避免了复杂的安全IC密钥管理,因为密钥可直接用于加密操作。

据介绍,Maxim的ChipDNA作为物理安全保护技术具有三大优势:第一是高安全性,ChipDNA保护的加密工具包括非对称(ECC-P256)硬件引擎、真随机数发生器(TRNG)、带认证保护的仅递减计数器、2Kb安全电可擦可编程只读存储器(EEPROM)、唯一的64位ROM识别码。第二是容易实施、高成效:通过单触点1-Wire操作、无需器件级固件开发、简化密钥管理,免费提供主机系统软件工具。第三是高可靠性:在整个时间、温度和电压范围,PUF密钥误码率(KER)仅为5ppb。

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“我们让基于硬件的前期系统保护不需要花费太多精力、资源或时间。”Maxim Integrated嵌入式安全事业部执行总监Scott Jones表示:“利用DS28E38 ChipDNA技术,设计者很容易使其设计受到最高级别的保护。总之,您无法盗窃并不存在的密钥。”

Maxim独特工艺管控保障一致性及可靠性

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Don Loomis表示,ChipDNA面向的市场,从消费电子到医疗、工业等。不管是电池组还是电源管理都可以应用。针对医疗市场,不仅是防止黑客进攻,还需要在使用中保证不会得到任何破坏。客户用这些识别器要保证,不管是何种传感器,必须是真正的,而不是山寨版的。针对工业市场,PLC和逻辑控制器,还有供应商管理,包括供应商用一些新的特点和功能来收一些费用。用这些识别器来提供更多的服务。

除了成本较低外,ChipDNA的功率也非常低,这可以保证长期的稳定使用。只是在电子签名的时候才会通电,在工作状态中才会通电。Don Loomis表示,目前业内虽然也存在类似的竞品,也有类似基于PUF技术的CHIPDNA技术,但是具体的工艺上有所差别。

Maxim可以通过实验保证在生产流程中,ChipDNA的每一颗芯片生产过程一致,包括电压、温度、流程,这样才能保证一致的可靠性。这取决于非常高级的工艺管控,ChipDNA电路已证明其在过程、电压、温度和老化方面的高可靠性。此外,为提高加密质量,PUF输出评估成功地通过了系统的NIST的随机性测试。利用DS28E38,工程师能够从一开始就在其设计中加入防攻击措施。通过Maxim的单触点1-Wire®接口并整合了包括加密操作的简单、固定函数命令,可以非常容易地将IC集成到客户的设计之中。

“凭借Maxim的ChipDNA PUF技术,DS28E38安全认证器能够非常有效地防御物理或黑盒逆向工程攻击。”MicroNet Solutions总裁Michael Strizich表示:“即使遭受最恶劣的内部攻击,PUF产生的数据也能处于保护之中,这得益于Maxim专有的安全保护技术。”

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