智能家居安全：一切都與身份和信任有關(guān)

幾十年前，當(dāng)冰箱連接到互聯(lián)網(wǎng)的概念首次出現(xiàn)時(shí)，它似乎有些牽強(qiáng)?？爝M(jìn)到今天，“智能家居”正在成為日常語(yǔ)言的一部分。幾乎所有消費(fèi)電子產(chǎn)品和家用電器制造商都在想辦法通過(guò)提供更智能的小工具來(lái)獲得優(yōu)勢(shì)。

這些產(chǎn)品解決了當(dāng)今的生活方式，這一切都與便利有關(guān)。聯(lián)網(wǎng)設(shè)備和智能家居提供了一種實(shí)現(xiàn)這種生活方式的方式。我們正在迅速習(xí)慣于連接設(shè)備，如家庭助理、可視門(mén)鈴、智能鎖、智能電視和警報(bào)器，以及許多其他設(shè)備。

但智能家居中連接設(shè)備的激增也導(dǎo)致人們對(duì)此類(lèi)設(shè)備的安全風(fēng)險(xiǎn)的認(rèn)識(shí)和擔(dān)憂日益增加。從消費(fèi)者的角度來(lái)看，問(wèn)題在于數(shù)據(jù)隱私和潛在的惡意行為者試圖損害或傷害個(gè)人和公眾。

在過(guò)去的幾年中，此類(lèi)入侵的例子不勝枚舉。家中任何連接的設(shè)備都缺乏良好的安全性，這為黑客跳入您的家庭 Wi-Fi 網(wǎng)絡(luò)提供了一個(gè)入口點(diǎn)。嬰兒監(jiān)視器已被用于監(jiān)視家庭甚至與嬰兒交談。黑客可以索要贖金，通過(guò)打開(kāi)連接到加熱器的智能插頭引發(fā)火災(zāi)，或者操縱小工具造成很多麻煩。在健康和保健環(huán)境中，如果他們的可穿戴設(shè)備也負(fù)責(zé)管理藥物，那么連接的設(shè)備可能會(huì)使患者變得脆弱。

輸入法規(guī)和指南幸運(yùn)的是，一些法規(guī)正在多個(gè)地區(qū)生效。ETSI 網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)委員會(huì) (TC CYBER) 去年發(fā)布了 ETSI EN 303 645 消費(fèi)者物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品安全標(biāo)準(zhǔn)。它為連接互聯(lián)網(wǎng)的消費(fèi)設(shè)備及其相關(guān)服務(wù)的安全性規(guī)定了 13 條規(guī)定，并有望為歐洲和全球未來(lái)的物聯(lián)網(wǎng)認(rèn)證計(jì)劃設(shè)定基準(zhǔn)。

它旨在防止網(wǎng)絡(luò)安全專(zhuān)家每天看到的針對(duì)智能設(shè)備的大規(guī)模流行攻擊。遵守該標(biāo)準(zhǔn)將限制攻擊者控制全球設(shè)備（稱(chēng)為僵尸網(wǎng)絡(luò)）以發(fā)起 DDoS 攻擊、挖掘加密貨幣和監(jiān)視自己家中的用戶的能力。通過(guò)阻止這些攻擊，EN 代表了基線安全和隱私的巨大提升。

ETSI EN 303 645 范圍內(nèi)的聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品包括兒童玩具和嬰兒監(jiān)視器、煙霧探測(cè)器和門(mén)鎖等聯(lián)網(wǎng)安全相關(guān)產(chǎn)品、智能相機(jī)、電視和揚(yáng)聲器、可穿戴健康追蹤器、聯(lián)網(wǎng)家庭自動(dòng)化和報(bào)警系統(tǒng)、聯(lián)網(wǎng)電器（例如洗衣機(jī)、冰箱）和智能家居助手。EN 還包括五項(xiàng)針對(duì)消費(fèi)者物聯(lián)網(wǎng)的特定數(shù)據(jù)保護(hù)條款。

本標(biāo)準(zhǔn)的13條規(guī)定是：

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1. 沒(méi)有通用的默認(rèn)密碼
2. 實(shí)施管理漏洞報(bào)告的方法
3. 保持軟件更新
4. 安全存儲(chǔ)敏感的安全參數(shù)
5. 安全溝通
6. 最小化暴露的攻擊面
7. 確保軟件完整性
8. 確保個(gè)人數(shù)據(jù)安全
9. 使系統(tǒng)對(duì)中斷具有彈性
10. 檢查系統(tǒng)遙測(cè)數(shù)據(jù)
11. 方便用戶刪除用戶數(shù)據(jù)
12. 使設(shè)備的安裝和維護(hù)變得簡(jiǎn)單
13. 驗(yàn)證輸入數(shù)據(jù)

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從產(chǎn)品制造商的角度來(lái)看，這里的基本主題是確保設(shè)備在現(xiàn)場(chǎng)時(shí)的安全身份、安全授權(quán)/證明、安全配置和安全無(wú)線 (OTA) 更新。

Silicon Labs 高級(jí)副總裁兼物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品總經(jīng)理 Matt Johnson 解釋了消費(fèi)者對(duì)智能家居的信心的重要性，他說(shuō)：“無(wú)線攝像頭和揚(yáng)聲器等設(shè)備在您的家中變得非常真實(shí)。消費(fèi)者問(wèn)自己，“這個(gè)設(shè)備安全嗎？我可以信任它嗎？”最大的問(wèn)題在于信任?！彼a(bǔ)充說(shuō)，從設(shè)備的角度來(lái)看，這一切都與物理保護(hù)和身份有關(guān)。

Silicon Labs 的 Secure Vault 技術(shù)是一套先進(jìn)的安全功能，旨在幫助聯(lián)網(wǎng)設(shè)備制造商應(yīng)對(duì)不斷升級(jí)的物聯(lián)網(wǎng)安全威脅和監(jiān)管壓力。它已在其 Wireless Gecko Series 2 平臺(tái)中實(shí)施了這項(xiàng)技術(shù)，該平臺(tái)將安全軟件功能與物理不可克隆功能 (PUF) 硬件技術(shù)相結(jié)合，以降低物聯(lián)網(wǎng)安全漏洞和知識(shí)產(chǎn)權(quán) (IP) 受損的風(fēng)險(xiǎn)。

嵌入式安全的關(guān)鍵要素啟用嵌入式安全的關(guān)鍵原則，無(wú)論是用于智能家居還是任何其他連接設(shè)備應(yīng)用程序，都是機(jī)密性、完整性、可用性和真實(shí)性驗(yàn)證。

許多芯片供應(yīng)商都在談?wù)撎峁岸说蕉恕卑踩?。從本質(zhì)上講，這意味著從強(qiáng)身份或信任根 (RoT) 開(kāi)始，并為設(shè)備訪問(wèn)和更新啟用身份驗(yàn)證。一旦頒發(fā)了設(shè)備密鑰和證書(shū)，就會(huì)有將設(shè)備配置和注冊(cè)到云提供商的過(guò)程。在部署后和運(yùn)行時(shí)，某種安全的設(shè)備管理是必要的——大多數(shù)供應(yīng)商稱(chēng)之為生命周期管理；這還包括在設(shè)備使用壽命結(jié)束時(shí)停用設(shè)備，以確保密鑰或設(shè)備不會(huì)誤入歧途而被利用。

最安全的身份形式是硬件 RoT。Crypto Quantique 是一家提供基于量子隧道的硅 IP 的公司，其量子驅(qū)動(dòng)的 RoT 解決方案稱(chēng)為 QDID。

該公司的首席執(zhí)行官 Shahram Mossayebi 設(shè)置了場(chǎng)景。在談到端到端安全性時(shí)，他表示需要解決三個(gè)關(guān)鍵階段：“首先是安全配置，即芯片在板上并需要密鑰注入；然后是自動(dòng)安全入職，現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備連接到云平臺(tái)；然后是安全監(jiān)控，其中包括生命周期管理。不是每個(gè)人都做到這三個(gè)。”

一些解決方案執(zhí)行入職和監(jiān)控，或者只是配置，或者只是密鑰管理。

Crypto Quantique 最近發(fā)布了其 QuarkLink 平臺(tái)，并與 Renesas、Silex Insight 和 EPS Global 合作，為設(shè)備制造商和系統(tǒng)集成商提供移動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的解決方案。瑞薩電子的合作伙伴關(guān)系實(shí)現(xiàn)了瑞薩電子 RA 生態(tài)系統(tǒng)的自動(dòng)化設(shè)備載入和管理，從而能夠快速、安全地將嵌入其微控制器的 RoT 連接到服務(wù)器。

借助 Silex Insight，該合作伙伴關(guān)系將其 eSecure IP 獨(dú)立安全模塊與 QuarkLink 相結(jié)合，以實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)端點(diǎn)設(shè)備快速、自動(dòng)化和安全地加入基于云的或內(nèi)部服務(wù)器，而無(wú)需涉及其他方。與 EPS Global 合作，兩家公司合作為聯(lián)合客戶提供安全編程，使用 Crypto Quantique 解決方案，在 EPS Global 的編程人員在其世界各地的編程設(shè)施中使用。

Lattice Semiconductor 最近宣布了其 Lattice Sentry 2.0 堆棧，該堆棧通過(guò)啟用符合 NIST 平臺(tái)固件彈性 (PFR) 指南 (NIST SP-800-193) 并支持 384 位加密的下一代硬件 RoT 解決方案來(lái)支持固件安全性。借助 Sentry 堆棧，開(kāi)發(fā)人員可以為基于萊迪思安全控制 PLD 的系統(tǒng)控制應(yīng)用程序添加對(duì)強(qiáng)大固件安全性的支持，創(chuàng)建一個(gè)平臺(tái)來(lái)建立硬件 RoT，以驗(yàn)證系統(tǒng)中所有固件實(shí)例的合法性。

NXP Semiconductors 推出了 EdgeLock 安全飛地，這是一個(gè)預(yù)配置的安全子系統(tǒng)，可簡(jiǎn)化復(fù)雜安全技術(shù)的實(shí)施并幫助設(shè)計(jì)人員避免代價(jià)高昂的錯(cuò)誤。它通過(guò)自主管理關(guān)鍵安全功能（例如 RoT、運(yùn)行時(shí)證明、信任配置、安全啟動(dòng)、密鑰管理和加密服務(wù)）來(lái)增強(qiáng)對(duì)邊緣設(shè)備的保護(hù)，同時(shí)還簡(jiǎn)化了獲得行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)安全認(rèn)證的途徑。EdgeLock 安全飛地在最終用戶應(yīng)用程序運(yùn)行時(shí)智能地跟蹤電源轉(zhuǎn)換，以幫助防止出現(xiàn)新的攻擊面。

安全飛地將成為跨 i.MX 8ULP、帶有 Azure Sphere 的 i.MX 8ULP-CS 和 i.MX 9 應(yīng)用程序處理器的標(biāo)準(zhǔn)集成功能，為開(kāi)發(fā)人員提供一系列計(jì)算可擴(kuò)展性選項(xiàng)，以便在邊緣應(yīng)用程序上輕松部署安全性.

恩智浦還提供其 EdgeLock 2GO IoT 服務(wù)平臺(tái)，該平臺(tái)允許設(shè)備制造商和服務(wù)提供商從 AWS IoT 和 Microsoft Azure IoT Hub 輕松載入或轉(zhuǎn)移他們的設(shè)備到云平臺(tái)。然后，這有助于 OEM 和服務(wù)提供商監(jiān)控和管理他們的設(shè)備，并分析從現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備接收到的數(shù)據(jù)。

軟件框架Sequitur Labs 提供了一個(gè)軟件框架來(lái)自動(dòng)部署安全功能，以在整個(gè)設(shè)備生命周期內(nèi)保護(hù)嵌入式固件、密鑰和安全關(guān)鍵資產(chǎn)——從硅硬件安全和安全設(shè)備配置到 API 訪問(wèn)到基本信任服務(wù)，如安全存儲(chǔ)、固件更新和有效負(fù)載驗(yàn)證。其 EmSPARK 安全套件使用 Arm TrustZone 架構(gòu)為關(guān)鍵設(shè)備數(shù)據(jù)和應(yīng)用程序創(chuàng)建一個(gè)安全可靠的環(huán)境，支持來(lái)自 Microchip、NXP Semiconductors、STMicroelectronics 和 Nvidia 的設(shè)備。

STMicroelectronics 最近添加了新的軟件包并支持在其 STM32MP1 雙核微處理器上啟用安全性。這包括與 Sequitur Labs 合作實(shí)施安全啟動(dòng)和身份驗(yàn)證，以及配置和部署。

STM32MP1 生態(tài)系統(tǒng)的其他新安全軟件合作伙伴是 Prove&Run、TimeSys 和 Witekio。Prove&Run 通過(guò)提供定制的安全工程服務(wù)（安全啟動(dòng)、安全固件、OP-TEE）和更先進(jìn)的解決方案，利用經(jīng)過(guò)認(rèn)證的安全操作系統(tǒng) ProvenCore，幫助 STM32MP1 客戶將安全性集成到他們的設(shè)計(jì)中。

TimeSys Vigiles Vulnerability Management Suite 嵌入在 OpenSTLinux 中，并不斷監(jiān)視使設(shè)備容易受到網(wǎng)絡(luò)攻擊的相關(guān)漏洞。Vigiles 還為設(shè)備生命周期管理提供補(bǔ)救信息。Witekio 的 FullMetalUpdate 開(kāi)源 OTA 解決方案幫助物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)運(yùn)營(yíng)商管理自己的 OTA 更新。

還有解決假冒設(shè)備和合規(guī)管理的解決方案。

針對(duì)假冒設(shè)備問(wèn)題，英飛凌科技推出了 OPTIGA Authenticate IDoT（物聯(lián)網(wǎng)身份）防偽交鑰匙嵌入式安全解決方案，將身份驗(yàn)證與配置靈活性相結(jié)合，提供增強(qiáng)的基于硬件 ECC 的安全性。OPTIGA Authenticate IDoT 封裝在經(jīng)過(guò)驗(yàn)證且堅(jiān)固耐用的 TSNP SMD 外殼中，尺寸為 1.5 × 1.5 × 0.38 mm3。它支持四種ECC認(rèn)證模式：?jiǎn)蜗?、相互、主機(jī)綁定和主機(jī)支持。

設(shè)計(jì)人員可以從三個(gè)溫度范圍、兩個(gè)通信配置文件、三組內(nèi)存和四個(gè)具有安全生命周期管理、無(wú)電容 LDO 和強(qiáng)大 ESD 保護(hù)的集成安全遞減計(jì)數(shù)器中進(jìn)行選擇。OPTIGA Authenticate IDoT 還提供獨(dú)特的片上交鑰匙數(shù)字證書(shū)和密鑰對(duì)。

以管理合規(guī)性為例，IAR Systems 集團(tuán)公司 Secure Thingz 最近宣布了其合規(guī)套件，這是一組專(zhuān)門(mén)針對(duì)嵌入式開(kāi)發(fā)人員構(gòu)建符合歐洲 EN 303645 的應(yīng)用程序的工具和培訓(xùn)。 、英國(guó)和澳大利亞的 13 項(xiàng)最佳實(shí)踐，以及不斷發(fā)展的美國(guó)網(wǎng)絡(luò)安全改進(jìn)法案 (NISTIR 8259)。該套件包括一組開(kāi)發(fā)工具和預(yù)配置的安全上下文，使開(kāi)發(fā)人員能夠快速實(shí)施指南的核心方面，例如使用先進(jìn)的設(shè)備特定安全區(qū)域來(lái)保護(hù)預(yù)置信息。

審核編輯 黃昊宇