“警惕”嵌入式系統安全問題 保護物聯網
今年,博聞嵌入式網站發布研究報告稱,超過半數的嵌入式設計已包含聯網功能,且近三分之一的設計擁有無線接口。嵌入式系統的相互聯系已經悄然提出了另一層面的設計要求。除了功能、性能、效率、可靠性和成本外,設計師現在必須重視安全問題。但是上周一位著名密碼學專家指出,他們將不會重視,而且會受到教訓。不過,一種基于硬件且能系統解決安全挑戰的方法正在形成。
"我們看到嵌入式設計師們將面對的變化,"密碼學研究所主席兼首席科學家保羅科可提出警告,"在嵌入式領域中,設計師們大多依賴這個假設,即沒有人會干擾他們的系統。但是,在一個設備互聯并充滿惡意用戶的世界中,這種愿望起不了作用。"
Paul Kocher指出了否定觀點產生背后的幾個原因。一個是問題的快速增長。當嵌入式設備還是機電式的,或在這些設備中只有獨立處理器上才有少量的固件時,篡改行為很容易被檢測出來。"今天的問題在于計算過多,甚至專家也不能每次都了解那里的一切。" Paul Kocher說。
另一方面的因素與"無知"有關:設計團隊不僅無視問題的存在,而且不了解那些保證嵌入式安全的基礎設施的原始狀態。"這與19世紀40年代的醫學很相似。" Paul Kocher指出。那時人們對衛生學知之甚少,沒有公認且精確的疾病理論,而且制藥公司和醫師之間的"秘密"意味著沒有系統的診斷和試驗方法,也無法共享成果。那曾是任由蛇油銷售出入的領域。
與此類似,Paul Kocher指出,今天嵌入式設計師們無視安全性,與之對應的是基礎理論的缺失、診斷治療的不銜接和阻礙知識流動的企業秘密。無效的技術再次蓬勃發展。
或許,基礎設施的缺失造成了惡性的懷疑。Paul Kocher認為,除非系統開發者親自遇到了"可怕的漏洞",否則他們一般不愿意付出系統成本或將安全提上日程。同樣,終端用戶不情愿為安全性支付額外的費用,即使漏洞的后果可能會直接影響到他們。
Paul Kocher說,上述因素使得今天的嵌入式安全與19世紀40年代的醫學之間出現一個很大的差異。19世紀40年代,細菌的精確理論正在形成,而且巴斯特和其他學者正在這個領域闊步前行。相比較而言,今天"我們看到了襲擊的快速增長,安全性卻沒有增強",Paul Kocher感嘆道。
但也取得了一些成績。Paul Kocher以智能卡為例,它售價不足1美元,卻能夠保護世界上很多的零售交易。智能卡朝向簡便、強大分區和硬件穩固的態勢發展,勾勒出能夠保護其他嵌入式設備的方法。
首先要明確必須受到保護的交易和對象。在智[FS:PAGE]能卡的應用中,這一點非常明顯--此卡只做一件事,而且它必須安全。但在像平板電腦一樣的移動平臺上,事情變得更加復雜。設備可能進行許多不同類型的交易,觀看電影、零售購物、網上銀行和通過企業VPN的應用。每個案例中,內容擁有者--電影公司、零售商店、銀行或是小公司--可能對足夠安全的想法各不相同。因此通過設備將會有許多不同的具有各自認證和保護的安全路徑,還可能需要單獨安裝一個硬件,Paul Kocher說。
在CPU內核的信用區域中,從認證到加密都采用了這個理念,這并不是反對當前整合所有核心安全密碼的建筑實踐。Paul Kocher表達了對此方法的幾點擔憂。如果共享區域,通過安全性最低的認證通道就能夠進入所有的安全區域。"我們看到此事與安全套接層設計相關,采用了一個普遍的安全區域",Paul Kocher說。"你必須包含所有應該具有證書的實體。比如你會包含一個中國政府的證書嗎?
另一個令人擔憂是物理攻擊的問題:操控電壓或信號,光學探測、測量時間,或測量不同的電流,以便獲得密碼。CPU內核裝置足夠抵擋這些入侵嗎?那是誰的責任?核心供應商是誰?該芯片的實施者?代工?如果內核在物理上不夠安全的話,依賴于保護區域的一切都十分脆弱。
Paul Kocher推薦了一個替代方案,即把每個所有者的安全交易置入獨立的硬件中、SOC中物理隔離的區域中或獨立的芯片上。他為這些隔層設計制定了4項準則。保持每個分區的設計簡單,讓安全團隊的每個人能夠明白里面發生了什么。同樣,能夠全面準確了解在整個系統中分區的運作,特別是海關。而且確保沒有一個組件會降低整個系統的安全性。"大部分的安全漏洞源于人為的錯誤。" Paul Kocher說,"剩下的問題就是你如何容忍人為錯誤。"
有趣的是,Paul Kocher強調設計過程是開放性的,而不是秘密進行的。"我們可以肯定理解分區內發生了什么在團隊之間廣泛傳播,"他說。Paul Kocher聲稱,唯一真正能夠打造安全工具的人是那些真正理解安全設計并掌握破壞系統知識的人們。
因此,嵌入式設計者發現自己身處一個艱難境地。他們在未經任何培訓,也沒有工具的情況下進行安全設計。整個產業在沒有基本理論和完善的基礎設施的情況下開始運作。而且,嵌入式系統面對不同層次的威脅正成倍增加,如運輸系統、電網和個人移動設備等一些明確的攻擊目標;或是看似無意義的目標,如自動啟動的火車、機器控制器或家電應用。這項技術是時候發生轉變了。
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