一家物聯(lián)網(wǎng)攝像頭OEM因后門漏洞導致430萬臺設備被召回；超過百萬輛智能網(wǎng)聯(lián)汽車因遠程控制風險被召回；還有通過衛(wèi)星通信解鎖汽車的案例。這些事件表明，隨著設備聯(lián)網(wǎng)程度的加深，黑客攻擊的廣度和深度都在增加，安全問題已成為不可忽視的挑戰(zhàn)。與此同時，傳統(tǒng)封閉指令集架構(gòu)（ISA）在安全定制化方面存在局限，而RISC-V的開放性和可擴展性為開發(fā)者提供了靈活的解決方案，使其能夠在指令和模塊層面實現(xiàn)安全隔離和控制。

在2025年7月18日于張江科學會堂舉辦的第五屆RISC-V中國峰會嵌入式系統(tǒng)分論壇上，Rambus亞太區(qū)業(yè)務發(fā)展總監(jiān)姜新雨發(fā)表了題為“如何通過基于RISC-V的可信根提升基于RISC-V的SoC設計的安全等級”的演講。姜新雨從聯(lián)網(wǎng)設備面臨的日益嚴峻的安全威脅出發(fā)，結(jié)合RISC-V開放架構(gòu)的獨特優(yōu)勢，詳細闡述了Rambus如何通過定制化的可信根技術，為片上系統(tǒng)（SoC）設計提供高等級安全保障。

姜新雨指出，可信根是芯片設計之初就嵌入的硬件安全基礎，用于提供關鍵的安全服務，如安全啟動、固件OTA更新、遠程身份驗證以及數(shù)據(jù)加解密等。Rambus的方案通過一個定制化的RISC-V安全內(nèi)核實現(xiàn)，該內(nèi)核與主處理器完全隔離，擁有獨立的內(nèi)存和一次性可編程（OTP）接口，用于控制密鑰等敏感資產(chǎn)的訪問權(quán)限。這種硬件層面的分層設計有效降低了系統(tǒng)性安全風險，尤其是在傳統(tǒng)處理器架構(gòu)中因性能優(yōu)化（如亂序執(zhí)行）而引入的側(cè)信道攻擊漏洞。

從處理器的歷史演進來看：過去處理器設計主要聚焦性能提升，采用如亂序執(zhí)行等高級微架構(gòu)技術，但這些技術在提升效率的同時也增加了信息泄露的風險。現(xiàn)代處理器設計必須將安全置于與性能同等重要的位置。RISC-V的模塊化特性允許開發(fā)者在內(nèi)核設計中融入專門的安全機制，例如在執(zhí)行流水線中加入防差分功耗分析（DPA）攻擊的保護措施。這種從設計之初就優(yōu)先考慮安全的理念，正是Rambus解決方案的出發(fā)點。

Rambus在2018年推出的RT-6xx系列可信根產(chǎn)品就是這一理念的實踐。姜新雨展示了該系列的內(nèi)部架構(gòu)：一個完全定制的RISC-V安全內(nèi)核，配備獨立的安全內(nèi)存、高效的加解密加速引擎以及與SoC集成的標準接口。RT-6xx支持FIPS 140-3、ISO等國際安全認證，并可選配增強的防物理攻擊機制。通過標準總線與主處理器和測試電路集成，可信根通過OTP和內(nèi)存保護單元（MPU）實現(xiàn)嚴格的訪問控制，一旦配置完成即被鎖定，防止篡改。這種設計不僅確保了安全性，還保留了良好的擴展性，能夠與芯片廠商原有的安全體系無縫集成。

在軟件層面，Rambus提供了一個分層架構(gòu)，從最上層的用戶容器化應用程序，到中間的輕量級定制內(nèi)核，再到最底層的監(jiān)控器。這種分層設計確保軟件組件只能在授權(quán)的權(quán)限范圍內(nèi)訪問資源，有效防止越權(quán)操作。Rambus還提供專屬的軟件開發(fā)工具包（SDK）和編譯器，方便開發(fā)者構(gòu)建安全的固件和應用程序。所有簽名驗證和完整性檢查都在可信根內(nèi)部完成，確保系統(tǒng)運行的安全性。這種模塊化設計支持系統(tǒng)性升級，開發(fā)者可以靈活替換或更新不同層級的組件，而不影響整體安全。

姜新雨特別提到兩個垂直應用領域：人工智能（AI）和汽車行業(yè)。在AI領域，模型、輸入?yún)?shù)和推理結(jié)果等資產(chǎn)容易成為黑客攻擊目標，可能導致模型被竊取或推理結(jié)果被惡意篡改。Rambus的可信根通過集成到AI加速芯片或主控芯片中，確保計算過程的完整性和保密性。在汽車領域，隨著網(wǎng)聯(lián)車的普及，信息安全與功能安全的重要性日益凸顯。姜新雨介紹了Rambus專為車聯(lián)網(wǎng)開發(fā)的RT-640系列硬件安全模塊（HSM IP），該模塊同時關注功能安全和信息安全，應對聯(lián)網(wǎng)汽車面臨的復雜威脅。

展望未來，姜新雨也提到后量子密碼學的重要性。隨著量子計算的發(fā)展，預計到2030年，全球?qū)⒁箨P鍵信息應用支持后量子密碼算法。Rambus的可信根已在安全啟動流程中支持這些算法，為未來高安全需求的應用奠定了基礎。此外，其產(chǎn)品通過了多項國際安全認證，能夠滿足從車載到國防、數(shù)據(jù)中心等多行業(yè)的嚴格要求。

總結(jié)而言，在聯(lián)網(wǎng)設備攻擊風險日益增大的背景下，芯片設計必須從底層開始構(gòu)建分層安全機制。Rambus基于RISC-V的可信根解決方案，結(jié)合硬件隔離、軟件分層和國際標準認證，為SoC設計提供了靈活而強大的安全保障。無論是AI加速芯片的模型保護，還是網(wǎng)聯(lián)汽車的信息安全，Rambus的方案都展現(xiàn)了RISC-V架構(gòu)在高安全應用中的潛力。