FPGA讓嵌入式設備安全成為現(xiàn)實

談及嵌入式設備，安全性一直是人們關注的一大話題。然而目前為止，人們的注意力都放在了錯誤的方向上。不安全的網(wǎng)絡邊緣計算和物聯(lián)網(wǎng)設備已經(jīng)證明，最薄弱（且經(jīng)常被忽視）的環(huán)節(jié)往往導致重大的安全漏洞。

慶幸的是，設計師現(xiàn)在可以采用一些重要的新方案確保將硬件可信根、集成加密、固件彈性等關鍵功能融入到各種互連設備的設計中。

秘訣是什么？FPGA。

具體而言，全新低功耗FPGA解決方案，如萊迪思MachXO5D-NX?系列芯片，搭配萊迪思Propel?和萊迪思Sentry?軟件解決方案，可以幫助設備和系統(tǒng)設計人員以經(jīng)濟高效、低功耗和簡化的方式將這些功能集成到他們的產(chǎn)品中。

使用這些低功耗FPGA器件的眾多優(yōu)勢之一是，它們可以為現(xiàn)有設計提供一層保護。與安全性同樣重要的一個事實是：并非每個設備設計師或工程師都是安全專家。因此，許多類型的設備在開發(fā)過程中都會在無意中產(chǎn)生潛在的安全漏洞。設備的功能可能非常出色，可以很好地滿足市場和客戶的要求，但這些潛在的安全漏洞可能會嚴重損害產(chǎn)品的成功，增加大量無形的支持成本，額外的開發(fā)工作等。

當然，由于這些原因和許多其他原因，許多供應商已經(jīng)更多地關注安全相關問題。然而，隨著安全挑戰(zhàn)的數(shù)量和復雜性不斷增加，針對某一設備阻止所有不同潛在安全漏洞的工作仍然十分艱巨。

因此，許多設備設計人員都希望找到能夠幫助他們應對現(xiàn)在和未來各類潛在安全問題的解決方案。像萊迪思MachXO5D-NX和萊迪思軟件工具產(chǎn)品通過關注一些潛在關鍵漏洞，專門應對上述諸多挑戰(zhàn)。

首先，MachXO5D-NX具有硬件可信根，用于確保設備的固件未受到任何更改。結合芯片的嵌入式閃存，確保了安全快速的啟動過程，防止對FPGA位流的惡意攻擊。具體來說，MachXO5D-NX集成了高達57 Mb的可配置用戶閃存（UFM），可用于數(shù)據(jù)存儲和管理。

此外，該芯片的編程接口支持SPI和JTAG，充分可配置，還提供鎖定控制，用于防止先進的外部攻擊和啟用制造后測試。這些功能的結合，以及對UDS（唯一設備密鑰）的支持，可實現(xiàn)故障安全（fail-safe）固件更新。

這些器件還支持片上多重引導，具有位流加密和身份驗證功能，從而在現(xiàn)場更新位流和固件時增強安全性和可靠性。為了進一步提高可靠性，還提供防回滾保護和可撤銷根密鑰選項，即便是最高級的固件安全威脅也能輕松應對。

談及加密，這些新芯片還支持最先進的加密算法，包括AES-256、ECDSA-384/521、SHA2-256,384/512和RSA 3072/4096。設備設計人員只需將芯片應用到其設備設計中，即可集成NSA商業(yè)國家安全算法（CNSA）套件推薦的最先進的安全技術。此外，由于FPGA可編程，隨著新加密算法的開發(fā)，它們可以之后通過軟件更新進行添加，確保符合最新的安全標準。

鑒于人工智能或機器學習應用的安全威脅越來越復雜（且數(shù)量眾多），以及由數(shù)字計算設備提供支持的基本社會服務（即基礎設施）數(shù)量的不斷增加，對萊迪思這些新產(chǎn)品的需求從未如此迫切。隨著黑客組織開始參與創(chuàng)建和分發(fā)新的惡意軟件威脅，防御的時機也從未如此關鍵。因此，構建嵌入式計算設備的公司和部署這些設備的組織需要盡可能警惕，減少與這些設備相關的風險因素。確保它們采用強大、可升級的硬件安全解決方案，如萊迪思的MachO5D-NX，是朝著這個方向邁出的重要一步。

【關于作者】

Bob O’Donnell是市場研究公司TECHnalysis Research的總裁兼首席分析師，該公司為技術行業(yè)和專業(yè)金融領域提供戰(zhàn)略咨詢和市場研究服務。