公鑰基礎(chǔ)設(shè)施 (PKI) 不僅適用于企業(yè)應(yīng)用程序 - 基于 PKI 的機器對機器 (M2M) 身份驗證策略可以構(gòu)成安全嵌入式系統(tǒng)的支柱。

　　嵌入式系統(tǒng)現(xiàn)在廣泛部署在各種大型市場：工業(yè)、醫(yī)療、電信、家用電器、消費、汽車等。隨著 Internet 的普及，越來越多的嵌入式設(shè)備和應(yīng)用程序連接到網(wǎng)絡(luò)以利用 Web 的非凡優(yōu)勢。一些專家預(yù)測，聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的數(shù)量將很快超過人類用戶的數(shù)量，并增長到更高的水平。

　　連接互聯(lián)網(wǎng)的消費產(chǎn)品和應(yīng)用程序的成功源于供應(yīng)商在提供易用性和安全性方面取得的顯著進步，從而消除了全球各個年齡段人群廣泛使用的主要障礙。現(xiàn)在，數(shù)十億用戶滿懷信心地與公共和私營公司、銀行和衛(wèi)生組織進行在線交易。他們購買書籍、汽車、股票、退休計劃、保險單和許多其他東西。消費者和企業(yè)通過 Internet 交換大小美元價值的產(chǎn)品。

　　已經(jīng)出現(xiàn)了許多安全機制、技術(shù)和策略，以使此類交易成為可能并保護交易方。此外，企業(yè)、銀行、電子商務(wù)公司和計算行業(yè)(硬件和軟件)已投入大量資金來教育、啟用和監(jiān)控此類交易并快速響應(yīng)查詢。企業(yè) IT 人員、銀行支付網(wǎng)絡(luò)和電子商務(wù)系統(tǒng)提供商不斷監(jiān)督他們的網(wǎng)絡(luò)，以確保交易合法執(zhí)行，并在風險出現(xiàn)時及早控制。

　　但是數(shù)以百萬計的聯(lián)網(wǎng)設(shè)備又如何呢?它們的安全性如何?

　　嵌入式互聯(lián)網(wǎng)需要強大的安全性

　　身份驗證技術(shù)(多因素)和密碼管理流程通常可供所有用戶使用，包括企業(yè)的消費者和員工。公鑰基礎(chǔ)設(shè)施 (PKI) 技術(shù)在 Internet 上得到廣泛部署和有效使用，以確保每個用戶確實與銀行、電子商務(wù)公司或政府機構(gòu)等合法在線服務(wù)進行交互。

　　鑒于連接互聯(lián)網(wǎng)的嵌入式設(shè)備數(shù)量不斷增加，一個重要的問題出現(xiàn)了：當這些設(shè)備不受監(jiān)督并連接到 Web 時，它們將如何提供可靠和安全的服務(wù)?除非設(shè)備具有強大的安全功能，否則它們很容易受到濫用和黑客攻擊。例如，如果遠程機器不能高度確定地驗證它是否從合法主機接收到該命令，它如何能夠可靠地執(zhí)行命令?知道數(shù)以百萬計的已部署設(shè)備可以與公共基礎(chǔ)設(shè)施或私人住宅中的設(shè)備交互，弱身份驗證方法是否可以接受?考慮到風險，什么水平的保護是適當和充分的?

　　這是一個真正的問題;智能電網(wǎng)、網(wǎng)絡(luò)安全、醫(yī)療保健自動化和其他需要強有力保護的領(lǐng)域等重大舉措正在確定這一點。這種情況現(xiàn)在提供了一個技術(shù)機會：機器對機器 (M2M) 身份驗證。

　　嵌入式設(shè)備采用 PKI 的挑戰(zhàn)

　　企業(yè) IT、電子商務(wù)、銀行和 Internet 工程任務(wù)組的專家都知道，PKI 技術(shù)提供了當今最強大和最有效的身份驗證解決方案。然而，巨大的全球嵌入式設(shè)備市場以孤立的方式發(fā)展，并且大部分尚未采用這種經(jīng)過驗證的技術(shù)。延遲的原因包括：

　　· 對硬件設(shè)計非常嚴格的約束(有限的計算資源)：在大多數(shù)應(yīng)用中，主 MCU 沒有執(zhí)行 PKI 計算所需的資源。許多嵌入式系統(tǒng)設(shè)計仍然使用由存儲芯片構(gòu)建的過時安全解決方案，這些解決方案提供的安全級別較弱，不適合 Web 連接。

　　· 成本壓力和缺乏技能： PKI 被認為是一種昂貴的技術(shù)，難以在設(shè)計和部署階段實施，并且需要嵌入式系統(tǒng)設(shè)計人員通常不具備的專業(yè)知識。因此，標準的現(xiàn)成存儲芯片被認為足夠好，并且很容易包含在設(shè)計中。

　　· 不經(jīng)常與外部世界連接的專有環(huán)境：黑客攻擊的風險被低估，和/或?qū)Ｓ邪踩桨副徽J為足夠強大以成功抵御攻擊。

　　克服接受障礙

　　嵌入式系統(tǒng)的計算技術(shù)正在迅速變化。如今，更多更高性能的微控制器以極具吸引力的成本提供。此外，一代安全 MCU 可以輕松集成到設(shè)計中，從而提供無與倫比的身份驗證安全級別，而不會影響主 MCU 的應(yīng)用性能。

　　瑞薩的三項主要創(chuàng)新正在為嵌入式系統(tǒng)設(shè)計人員社區(qū)帶來基于 PKI 的安全性。

　　首先，基于 Board ID 的 M2M 身份驗證芯片使用在迄今為止生產(chǎn)的數(shù)十億智能卡 IC 中經(jīng)過嚴格測試和驗證的相同安全技術(shù)提供了非常高的安全級別。該芯片可以使用標準串行通信接口 (I2C) 連接到幾乎任何處理器(MCU 或 MPU)。該芯片采用了多種電氣和機械保護措施以防篡改，由瑞薩電子的制造工廠生產(chǎn)，符合智能卡行業(yè)的嚴格安全標準，并獲得銀行和政府身份證頒發(fā)機構(gòu)的批準。

　　其次，一套完整的安全服務(wù)軟件和固件提供了一個 M2M 身份驗證解決方案，該解決方案采用全面的方法來最小化風險。它包括一套硬件和軟件組件以及合作伙伴服務(wù)，它們結(jié)合起來為嵌入式系統(tǒng)設(shè)計人員提供完整的服務(wù)。

　　最后，PKI 服務(wù)可從 OEM 的分銷合作伙伴處獲得。PKI 的一個主要優(yōu)勢也是復(fù)雜性的一個因素，它需要為每個安全芯片以及每個設(shè)備生成唯一的密鑰和證書 (X509)。直到最近，這個過程僅對企業(yè)、電子商務(wù)和銀行市場的大客戶在經(jīng)濟上是可行的。Renesas Electronics America 和 Avnet 建立了信任鏈，以改變這種狀況，通過提供經(jīng)濟實惠、安全、易于使用/部署的 PKI 解決方案，使其對其他公司更可行。這種強大的安全解決方案符合行業(yè)標準，可供需要防止濫用的各種規(guī)模的公司使用。

　　這種合作伙伴關(guān)系提供了實施完整安全解決方案所需的關(guān)鍵服務(wù)組件。· 信任根證書頒發(fā)機構(gòu)

　　· 子證書頒發(fā)機構(gòu)(可選)

　　· 為每個 Board ID 芯片生成唯一證書和私鑰的系統(tǒng)

　　· 可以在每個芯片中安全插入證書和密鑰對的編程服務(wù)商

　　任何嵌入式設(shè)備的安全性

　　這種產(chǎn)品與業(yè)務(wù)和服務(wù)模式的創(chuàng)新組合使瑞薩電子董事會 ID 安全解決方案能夠消除或顯著減少以前采用 PKI 技術(shù)的障礙。

　　一家公司不必是 IBM、通用電氣或谷歌就能成功應(yīng)用此安全技術(shù)。無論是運送 20,000 件還是數(shù)十萬件產(chǎn)品，公司現(xiàn)在都可以創(chuàng)新和設(shè)計采用最先進 PKI 安全技術(shù)的聯(lián)網(wǎng)嵌入式設(shè)備。這種能力將促進產(chǎn)品的開發(fā)，這些產(chǎn)品可以成為不斷增長的嵌入式 Internet 的一部分，用于智能電網(wǎng)或其他利用 Web 的雄心勃勃的計劃。

　　審核編輯：郭婷