NXP关于SOC的安全子系统详细描述

Security系统是集成电路(即微控制器或SoC)中的专用子系统。在汽车市场中，它们通常被称为安全硬件扩展(SHE)模块或硬件安全模块(HSM)。 该系统的功能主要如下： 应用程序提供加解密服务，管理敏感信息和资产等； 为SoC提供平台安全性，保护APP完整性以及关键资产的机密性和可用性; 保护加密密钥等 **1. 安全子系统介绍** 安全子系统是集成在微控制器或系统级芯片(SoC)中的专业模块，其设计目标是为了增强芯片的安全性能。在汽车行业，它常常被称为安全硬件扩展(SHE)或硬件安全模块(HSM)。安全子系统的核心任务是确保应用程序的安全运行，管理敏感数据和资产，以及维护SoC平台的整体安全性。 **2. 安全子系统的目标与架构** 2.1 目标：安全子系统的主要目标包括保护应用程序的完整性、确保关键资产的机密性和可用性，以及提供各种安全服务，如加密、数据认证等。 2.2 架构：安全子系统通常由一系列硬件和软件组件构成，包括加密引擎、密钥管理单元、随机数生成器、安全传感器等，这些组件协同工作以实现复杂的安全功能。 2.3 行业规范：设计安全子系统时需要遵循行业标准，如ISO 26262（汽车功能安全）、ISO/IEC 19790（密码模块评估标准）等，以确保符合安全性和合规性要求。 2.4 硬件安全模块：HSM是一种专门用于存储、处理和保护密钥的硬件设备，它提供了强大的加密功能，能够防止未经授权的访问和攻击。 **3. 安全服务** 3.1 服务请求：安全子系统接收并处理来自其他应用或模块的请求，提供各种安全服务。 3.2 密钥管理： - 密钥生成：安全子系统可以生成新的密钥，确保其随机性和唯一性。 - 密钥衍生：根据需要，系统可以从一个主密钥派生出多个子密钥。 - 密钥导入/导出与更新：安全子系统支持密钥的导入、导出和更新操作，同时确保密钥的完整性和保密性。 - 密钥使用策略：定义和执行关于密钥使用的规定，如使用限制、有效期等。 3.3 加密服务： - 实时加密：对传输中的数据进行加密，保护数据在传输过程中的安全性。 3.4 数据认证服务：验证数据的完整性和来源，防止数据篡改。 3.5 实体认证与密钥协商服务：确保通信双方的身份，并建立安全的通信信道。 3.6 随机数生成器：提供真正的随机数，用于密钥生成、加密和其他安全操作。 3.7 单调计数器：用于记录不可逆的操作，防止重放攻击。 **4. 平台安全** 4.1 系统架构方面：安全子系统应与SoC的其他组件无缝集成，形成一个安全的系统架构。 4.2 系统安全策略：制定并实施严格的系统安全策略，以防止未授权访问和攻击。 4.3 系统启动： - 安全启动：确保系统在启动时不受恶意代码的感染，通过数字签名和验证机制来保证软件的完整性。 4.4 运行时完整性保护： - 运行时内存保护：实时监测和保护内存区域，防止恶意修改。 - 安全传感器：检测潜在的攻击行为，如异常活动或未经授权的访问。 4.5 系统生命周期： - 汽车产品生命周期：考虑到汽车产品有较长的使用周期，安全子系统需要适应不同阶段的安全需求，如生产、部署、维护和退役。 **5. 结论** 安全子系统是现代SoC不可或缺的一部分，尤其在汽车电子领域，它提供了关键的安全保障，保护了系统免受日益复杂的网络安全威胁。正确设计和实现的安全子系统能够增强整个系统的可靠性，并满足行业标准和法规要求。 **6. 附录：术语与缩写** 此处列出相关术语和缩写的详细解释，以便更好地理解安全子系统及其相关概念。