为什么说芯片安全是信息安全的基石？

分享作者：马博  纽创信安

编辑整理：谈思实验室

出品平台：谈思汽车

《 为什么说芯片安全是信息安全的基石？》

是谁在驱动信息安全，驱动力在各领域都是一样的。来自两方面，一个是黑客，一个是法律法规。计算机网络发展比较早，三十年前计算机网络就已经在美国广泛应用。但一开始并没有考虑到安全的问题，当时大家为了便利才使用网络，所以在计算机网络滋生了一批黑客。以前用计算机的时候，最常做的事情就是升级病毒库，因为很轻易就中了病毒。汽车领域的情况还是比较好的，因为信息产业经过计算机网络、移动网络的发展，积累了很多经验。到了汽车领域，就有一个很好的参照，所以有一些解决方案可以很好的移植到汽车领域来。

到目前为止，真正针对汽车的大规模黑客攻击还没有发生过。只有个别攻击尝试者，我们认为是白客或者红客，例如研究一下这个汽车的安全性怎么样。最著名的事件是克莱斯勒吉普被攻击，但是当时仅仅是研究，并没有把人怎么样，也没有攫取任何财产。这样情况下，法规一定要走在真正的敌人攻击之前，所以法规走的是防御路线，其也是安全技术的驱动力。一般来讲，智能化就是便利化，便利的东西虽然好用，但是可能会带来安全的威胁，所以找到便利与安全的平衡点有很大挑战。如果追求便利就要放弃一些东西，那可能会导致黑客入侵或者大规模非法控制等等。

从法规方面来说，国内的法规，目前在网络安全、信息安全方面有三项法律：网络安全法、密码法、数据安全法。这些法律规范了合法行为，也给大家敲响了警钟，要杜绝违法行为。

另一方面是国内的标准。国际在信息安全的标准有很多，特别是在移动领域、计算机领域，像美国的NIST组织发布了很多关于密码、安全的标准，国际上ISO标准也有很多。在汽车领域，ISO发布了ISO 21434标准，它属于工程管理标准。和ISO 26262相比，ISO 21434的体量相对较少，但我相信ISO 21434还会继续扩展，这是一个趋势。我认为国内的标准反而是走到了国际的前沿，比国外的标准制定工作还快还全面。国内的标准，是一个标准体系，分为管理层面、整车层面、关键零部件。在管理层面，有一个对标ISO2134的标准。现在是全球一体化的时代，定标准不能只定自己的标准，也要兼容其他国家的标准或者兼容国际标准，所以第一个工作是对标。后两个标准是之前在汽标委规划的，由于ISO 21434里面已经提及了风险评估和应急响应管理，所以并没有立项。在整车层面，有通用技术要求。在零部件方面，有车载信息交互标准，有网关标准等等。

还有一个重要的标准，《汽车芯片信息安全标准》，对做芯片的企业来说尤为重要。由于该标准体量太大，会拆分为指南、要求、测评三部分。现在这个标准还没有发布，刚经过几次讨论会。这是汽标委领导下所制定的战略性标准，这个芯片标准既考虑我国芯片产业未来的发展情况，又考虑广大用户的隐私保护，所以意义重大。纵观全球来看，几乎没有专门为汽车芯片而制定的信息安全标准。有写信息安全标准的，也有写汽车芯片标准的，但是之前没有写过汽车芯片的信息安全标准，所以该标准是专业的。同时它是全面的，该标准从威胁评估开始，一直要讲到如何应用，还附有安全的指导。获得了这份指导之后，就知道应该注意哪些问题，里面也会提到一些关于我们国家密码算法和隐私保护的内容。

1）SHE

大家对安全解决方案有一些共识，比如SHE，出来很早，而且很简单。因为当时的芯片技术不像现在那么发达，集成电路的规模也不大，性能也不像现在那么高，汽车芯片更没实现超大规模的发展。手机日新月异，更新换代很快，汽车更新换代就没那么快。当时汽车芯片只能采用简单的SHE扩展。SHE分为三个模块：AES密码算法，密钥及敏感信息存储，控制逻辑。这个控制逻辑实现也很简单，用状态机可以实现，或者用一个极简的CPU也可以实现。今时今日来看，SHE有些过时，因为它不能满足所有的信息安全的需求。

2)EVITA HSM

欧洲头部的汽车企业：戴姆勒、宝马等，零部件供应商巨头：Bosch、Continental等，知名的芯片安全厂商：英飞凌、恩智浦等，在一起成立了EVITA组织，完成了EVITA HSM规范。EVITA定下了三个规格：Full、Medium、Light。Full包括了最多的安全特性，Medium相对少了哈希算法加速器和非对称密码加速器，但是并不意味Medium不做哈希算法和非对称密码，因为Medium版本可以采用软件的方法实现希算法和非对称密码。Light从能力上来看，Light比SHE低一些，一般用在汽车的传感器芯片上。

关于HSM的形态，可以是独立芯片，就像手机一样，有独立的SE芯片处理信息安全。EVITA也提出，独立芯片成本高，安全性低。EVITA主张的形态是采用独立的CPU，然后和MCU存在于同一个ASIC上，也就是同一个芯片上。它优点比较多，安全性高、成本低、灵活性好。

3）芯片安全维度

芯片安全有两个维度，一个是能向外提供安全服务，像密码算法、密钥管理、真随机数发生器、PUF等，这些都是基于芯片的一些安全服务。第二个维度是芯片自身的安全防护能力，具体来讲就是能够抵抗物理攻击、检测和防御故障注入攻击、防御侧信道攻击。

1）高安全高性能密码算法IP-eHSM IP

2）密码产品测试设备