沒有安全保障的物聯(lián)網(wǎng)就不能算是物聯(lián)網(wǎng)!這已經(jīng)成為當(dāng)今物聯(lián)網(wǎng)時代大家基本的共識。

有數(shù)據(jù)顯示，到2020年，全球?qū)⒂?00億臺設(shè)備接入物聯(lián)網(wǎng)，再考慮到多樣性的互聯(lián)通信鏈路以及云端部署，維護這樣一個龐大網(wǎng)絡(luò)體系安全性的復(fù)雜程度可想而知。而有分析指出，在針對物聯(lián)網(wǎng)的攻擊中，有83%的攻擊目標(biāo)針對的是邊緣終端設(shè)備，而這個數(shù)以百億計的最龐大的群體卻恰恰是物聯(lián)網(wǎng)中最疏于防范的安全“短板” 。

圖1：在針對物聯(lián)網(wǎng)的安全攻擊中，數(shù)量龐大的終端設(shè)備成為主要攻擊目標(biāo)

更為致命的是，在黑客眼中，邊緣設(shè)備并不是他們最終的攻擊目標(biāo)。他們會將邊緣設(shè)備作為一個攻擊界面，成為侵入物聯(lián)網(wǎng)的一扇扇方便之“門”。對此，世健公司資深產(chǎn)品經(jīng)理Terence Li表示：“一旦入侵者經(jīng)由(或者偽裝成)一個物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點進入物聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，整個網(wǎng)絡(luò)的安全性都會變得更加脆弱。他們可以竊取重要數(shù)據(jù)庫、破壞正常的工作流程、通過云服務(wù)入訪問并控制節(jié)點本身的操作，其危害難以估量。因此，物聯(lián)網(wǎng)邊緣設(shè)備的安全防護，正逐漸成為物聯(lián)網(wǎng)開發(fā)中的重頭戲。簡言之，我們需要為物聯(lián)網(wǎng)的邊緣設(shè)備加裝一道“防盜門”，將可能安全威脅擋在門外。“

那怎樣的邊緣設(shè)備才算得上是一個安全的物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點呢?有人將其安全性的基本要素總結(jié)為“CIA”。

n 保密性(Confidentiality)：儲存或以正進行發(fā)送的數(shù)據(jù)都應(yīng)只供授權(quán)人可見;

n 完整性(Integrity)：發(fā)送的消息不應(yīng)在到達目的地之前被修改;

n 真實性(Authenticity)：可以向人們保證“消息的發(fā)送者正是聲稱的本人”。

想要實現(xiàn)“CIA”的目標(biāo)，通行的做法是使用密鑰或私鑰作為驗證識別標(biāo)簽的獨特部分，同時要對這些秘鑰的存儲和通信進行管理，確保系統(tǒng)的安全性。雖然有很多安全技術(shù)能夠滿足上述要求，但在具體實施的時候開發(fā)者仍然會感到困難重重。

究其原因，有兩點。首先，邊緣設(shè)備通常非常“簡單”，很難為“安全”去配備冗余資源，任何安全策略都需要去平衡計算能力、內(nèi)存、電源、成本等因素。其次，開發(fā)者缺乏針對性的、順手的“工具”，去高效地解決這個問題。

“好消息是，現(xiàn)在這樣的‘工具’已經(jīng)有了!”世健公司資深產(chǎn)品經(jīng)理Terence Li表示，“這就是加密元器件——將它集成到邊緣設(shè)備中，不僅可以作為硬件加密加速器代替主控處理器完成復(fù)雜的加解密算法，還能夠確保加密操作涉及到的密鑰必須存儲在隱蔽的受到保護的硬件中，確保密鑰在軟件或未受保護的硬件中是‘透明’而不可見的。Microchip公司加密元器件家族中最新的產(chǎn)品ATECC508A就是其中最具代表性的。“

圖2：ATECC508A與微處理器配合使用，實現(xiàn)邊緣設(shè)備“CIA”的安全要求

ATECC508A同時支持橢圓曲線數(shù)字簽名算法(ECDSA)和橢圓曲線密鑰交換(ECDH)，只需在物聯(lián)網(wǎng)邊緣節(jié)點中添加一個ATECC508A，即可方便有效地實現(xiàn)保密性、完整性和認(rèn)證機制。

ATECC508A采用的單總線或 I2C總線通信，引腳數(shù)少，封裝規(guī)格最小僅有2 mm × 3 mm，待機休眠電流小于150納安，功耗極低。所以只需很小的成本和資源預(yù)算，就可以將其添加到邊緣設(shè)備中。

ATECC508A接收處理器提供的輸入，在內(nèi)部執(zhí)行計算并返回簽名、認(rèn)證、會話密鑰等計算結(jié)果，整個過程中不會泄漏計算方法。高品質(zhì)的真隨機數(shù)發(fā)生器(TRNG)有助于成功防止交易被回放。內(nèi)部序列號有助于確保密鑰的唯一性，而大容量的計數(shù)器則可用于追蹤認(rèn)證過程。

此外，為了防范毗鄰攻擊和物理攻擊，ATECC508A做了特殊的設(shè)計——整個芯片均覆蓋著蛇形金屬圖案，阻止內(nèi)部信號釋放被外部檢測到，并提供視覺障礙，阻止攻擊者通過打開封裝對芯片內(nèi)部進行觀察和探測操作。同時，器件保護殼與其余電路通電相連，如果保護殼被攻破，該芯片將不再運行，以防攻擊者通過探測電路節(jié)點來獲取密鑰。

世健公司資深產(chǎn)品經(jīng)理Terence Li最后總結(jié)到：“ATECC508A支持在生產(chǎn)過程中進行配置，通過使用簡單的模塊既可以輕松地完成配置，確保密鑰和簽名證書安全插入到加密元器件中。這個配置過程可以由Microchip公司來進行，也可以由世健(Excelpoint)這樣的授權(quán)經(jīng)銷商來完成，為用戶提供技術(shù)支持和便利。”

總之，掌握了ATECC508A這樣的工具，開發(fā)者就可以馬上動手去為物聯(lián)網(wǎng)邊緣設(shè)備裝修一道道“防盜門”了。

圖3：ATECC508A可在生產(chǎn)中方便地進行配置

圖4：ATECC508A封裝規(guī)格最小僅有2 mm × 3 mm，便于在邊緣設(shè)備中集成