硬件安全對于一個事物的世故互聯網

即使坐在在互聯網上最小的設備是黑客試圖竊取信息，潛在的目標偽造數據，或者損壞或禁用該設備本身。在人們的互聯網發展可信計算的原則，現在供電的低成本，低功耗的基于硬件的安全物聯網。

對容易被破解物聯網

各類組織正在成為熱衷于利用物聯網（IOT）互聯網精簡活動，降低成本，提高盈利能力。微型，低成本，低功耗的智能“東西”，可以方便地連接到互聯網，開放是根本無法抗拒的工程師不得不探索新的技術途徑的可能性，也為誰看到機會，以增加銷售，提高企業管理者操作。消費者，同時，通過“酷”的因素，帶有控制智能設備使用移動產品的遠程，并有機會以減少家庭支出的誘惑。

在興奮之余，然而，一個關鍵的問題可能被忽視了。安能為開發商爭相打造先進的新產品，并推出他們給客戶一個低優先級，并且也很可能不會是一個核心技能。至于應用的IoT而言，它可以是難以確定黑客可以具有在獲得的設備的興趣。但是，建立連接是容易的，如果設備沒有正確地固定黑客能夠獲得有價值的信息，例如用戶口令簡單地通過觀察數據流。

研究人員在賽門鐵克進行了實驗，通過攔截健身追蹤器和路人的智能手機之間的藍牙傳輸的公共場所。截獲該數據包含用于連接所述佩戴者的設備未編碼的密碼。由于許多人使用相同的密碼多次登錄，在黑客手中的這些信息都可以留下重要的資產遭受未經授權的訪問，如財務賬目或保存在云中的個人數據。

最近的另一項實驗中，報道了英國廣播公司，暴露出安全漏洞在西班牙使用的智能電表。嵌入在軟件加密密鑰被發現是很方便。黑客知道這些按鍵都可以通過欺騙的傳輸從儀表發送虛假的使用數據達能源盜竊。

產品開發人員可以通過配置連接軟件，如通過更改默認設置，以防止使敏感數據，如端口號容易獲得的應用程序時，作出正確的安全選擇防止一些這些漏洞。此外，新的安全補丁軟件，如網絡服務器正在不斷地發行，因為弱點被發現和糾正。

即便如此，基于軟件的安全性仍然很容易受到某些類型的攻擊。如果可訪問的裝置，它可以是可能克隆設備或通過加載惡意改變它的行為。這可以讓未經授權的用戶利用該設備的控制，并開展各種活動，如將信息傳遞給敵對方，或者完全禁用該設備。重放攻擊構成另一類型的威脅，通過攔截一個客戶端和主機之間，以及不良的安全的密碼交換重復使用密碼來訪問網絡。

信任的硬件根

克隆或感染的設備與惡意代碼很難有效防止單獨使用基于軟件的安全性。在PC世界中，個人用戶，特別是企業，一直容易受到這些類型的攻擊，這是針對一個非常低的水平，使軟件的安全措施常常不能檢測到它們。一個例子是的bootkit惡意軟件，從而會破壞引導序列造成設備加載并運行惡意代碼。這種攻擊不能使用較高級別的基于軟件的安全性防止。

可信計算的概念出現，處理到基于PC的設備，這些低于軟件的安全威脅。可信計算集團制定了一些規范，旨在防止克隆或損壞個人計算機在網絡中。其中之一是可信平臺模塊（TPM），這是在一個獨立的安全微控制器實現，或者可以在設備內被集成如存儲器。

該TPM具有多項功能，其中包括預啟動身份驗證，這樣可以防止未經授權的用戶可引導盤，使機器被黑客攻破啟動機器。在TPM還支持基于軟件的安全性，例如通過在引導時驗證所述平臺的完整性并提供加密密鑰安全存儲的硬盤驅動器加密。

通過提供手段來驗證平臺的行為，因為它應該在TPM有助于建立信任的硬件根源。為了實現這一目標，在TPM上執行系統的固件，軟件和配置數據測量執行開始之前，并且比較與安全地存儲在芯片上預期值的測量結果。的軟件或固件允許運行僅當值的相應組匹配。如果檢測到不匹配，該系統可以回滾所討論的模塊為上次已知的良好狀態。

保護通過散列

測量的系統值和其它保密數據諸如加密密鑰通過散列安全地存儲在TPM。在TPM執行密碼散列函數固定長度的所測量的數據或消息，其產生的結果，或者稱為摘要。此消化然后被存儲并與已知的正確的摘要已存儲在存儲器中。的加密散列函數的這種性質使得它實際上不可能產生一個給定值的摘要，或修改的消息，而不改變它的摘要。這有效地防止篡改或非法替換的軟件，即使在非常低的水平在堆棧，如系統BIOS。此外，TPM是耐在預引導認證暴力攻擊。

TPM時，像PC應用英飛凌SLB9635安全控制器，連接到通過低引腳數（LPC）接口的主要處理子系統。在內部，TPM是與功能，諸如隨機數發生器（RNG）和密碼協處理器一起運行的主CPU，這使設備能夠執行密碼散列算法，如SHA-1的高速的微控制器。該TPM還可以生成加密簽名，如RSA簽名速度非常快。這些數字簽名允許系統來驗證所接收的消息的發送者。圖1顯示了愛特梅爾AT97SC3204，它類似于英飛凌SLB9635一個TPM的內部功能。這兩款器件都實現了可信計算組TPM規范1.2版本。

典型的TPM的PC安全應用功能模塊圖片

圖1：一個典型的TPM用于PC安全性應用的功能塊，表示用于連接到PC LPC接口。

可信計算的嵌入式系統

體現這些TPM的可信計算原理也適用于嵌入式系統，例如低功耗，資源受限的IoT設備訪問。愛特梅爾AT97SC3204T是，提供了一個2線I2C連接到主機處理系統的AT97SC3204的變體。相比于LPC接口，I 2 C是更常用特色在嵌入式微控制器，以及需要更少的I / O引腳。

對于手持設備或其他應用中的空間非常寶貴，愛特梅爾ATSHA204A提供了一個微小的3引腳SOT23封裝，單線接口的主機客戶端和主機安全功能。此設備提供了TPM的密鑰存儲和散列算法執行的功能，并支持與主控制器標準挑戰 - 響應交互。該命令集使得各種用途包括驗證的軟件，固件，或可更換的系統組件，例如子卡的真偽。其他可能的用途包括加密代碼圖像，以防止篡改，交換會話密鑰，安全的數據存儲，以及檢查用戶的密碼。在最基本的操作，主機發出一個挑戰，也是一個消息認證碼（MAC）指令要求ATSHA204A散列挑戰，發回的摘要。該ATSHA204A集成在硬件中實現執行計算高品質的256位隨機數發生器（RNG）和SHA-256算法。該器件還具有物理安全功能，包括內置設備，內存保護，故障保護和屏蔽過電壓篡改檢測。內部產生的邏輯時鐘和邏輯電源電壓，并且不能經由外部管腳直接訪問。

Maxim的DS5002FP安全微處理器提供了一種替代方法。該器件集成了加密邏輯一起用于運行應用程序代碼的主機處理器。此裝置防止觀察和分析通過經由其串行端口裝載程序存儲器，并將其存儲在SRAM的加密實時程序之前。未加密的信息只存在于處理器芯片內部解密時。這確保了RAM和軟件的執行的內容出現難以理解到外部觀察者。此設備使用基于64位密鑰的專有的加密算法，并提供額外的安全功能，包括一個自毀輸入，可與外部的篡改檢測電路來使用。

結論

物聯網正在迅速增長，帶來了如智能電表，智能家居，可穿戴電子產品和許多其他應用程序的企業，政府，公眾和黑客的注意設備。基本的安全漏洞已確定在一些系統中，它可以攜帶嚴重風險，為消費者和運營商，如公用事業公司。

開發，以確保連接到人的因特網的計算機的基于硬件的解決方案，也可以用于克服面臨的IoT應用的挑戰，并且正在迅速適應，以滿足資源受限的嵌入式系統的需求。