从集成电路芯片看物联网和系统安全.pdf

在探讨集成电路芯片对物联网(IoT)和系统安全的影响时，需要从物联网的快速扩展、集成电路在系统安全中的作用、以及集成电路逆向工程的威胁与对策等多个维度进行详细阐述。 物联网正在不断扩展其在各个行业中的应用，如交通运输、汽车、医疗保健、农业、楼宇自动化、能源管理、智慧城市、工业自动化和家庭自动化。根据相关预测，到2020年将有超过400亿个连接的设备，而由此带来的商机将高达4万亿美元。为支撑物联网设备数据收集、控制和监控，需要大量云服务和中间件平台，进而产生海量的数据以及2500万以上的应用程序。物联网的设计结构需要硬件平台、软件代码以及集成电路（IC）等技术层面的支持。 集成电路芯片，特别是超大规模集成电路(VLSI)，是物联网实现的核心组件。随着技术的不断进步，系统安全成为设计集成电路时必须考虑的重要方面。因此，需要建立一个从硬件到软件的多层安全防护体系，来确保系统的安全性和完整性。 安全引导（Secure Boot）是保护集成电路芯片免受未经授权访问的一个关键技术。它通过建立一个信任的起点，确保代码执行从可信源开始，并让可信源检查代码链的下一个步骤，确保整个引导过程的安全性。例如，TI Sitara AM3703 SoC就是这样的系统安全解决方案的一个案例研究对象。 集成电路芯片在物联网设备中的安全应用，需要从硬件-软件边界、硬件层、软件层等多层面上进行考虑。这一层次化的计算机系统视角能够帮助我们更好地理解集成电路芯片在系统安全中的作用，以及如何应对可能的安全威胁。 逆向工程是集成电路芯片面临的重大安全威胁之一。通过解包、逐层剥除和成像识别等方式，攻击者能够获取到集成电路的内部结构和工作原理，进而威胁到知识产权，并有可能实现系统层面的攻击。例如，NXP Mifare芯片就曾因其专有的加密算法CRYPTO-1以及LFSR结构而广受关注。 全球集成电路供应链包含设计、制造、测试和包装、使用等多个环节。硬件开发者和软件开发者所见的视角不同，但都依赖于集成电路的高效集成和可靠性能。集成电路逆向工程的不断进步意味着防护措施也需要不断升级，以防止知识产权被侵犯和系统被利用。 集成电路芯片在物联网和系统安全中扮演着至关重要的角色。从确保系统启动过程的安全性，到逆向工程的威胁防御，再到供应链中的知识产权保护，每一方面都是不可或缺的。面对未来可能的挑战，需要综合考虑硬件和软件的安全设计，以实现有效的系统安全解决方案。