部署工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)方案時遇到的安全挑戰(zhàn)

工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)（IIoT）作為推動數(shù)字經(jīng)濟與實體經(jīng)濟深度融合的關(guān)鍵路徑，現(xiàn)已成為全球主要經(jīng)濟體促進經(jīng)濟高質(zhì)量發(fā)展的共同選擇。據(jù)麥肯錫調(diào)研報告顯示，工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)在2025年之前每年將產(chǎn)生高達11.1萬億美元的收入。全球知名咨詢公司埃森哲也給出了積極預(yù)測，稱到2030年，工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)能夠為全球帶來14.2萬億美元的經(jīng)濟增長。

在今年的全國兩會上，“工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)”這一關(guān)鍵詞被第四次寫入政府工作報告中，充分體現(xiàn)出國家對工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)在推動制造業(yè)高質(zhì)量發(fā)展方面發(fā)揮更大作用的高度重視。中國信息通信研究院發(fā)布的《工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟發(fā)展報告（2020年）》顯示，2020年，中國工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟規(guī)模達3.1萬億元，占GDP比重為2.9%，帶動約255萬個新增就業(yè)崗位。

安全威脅是真實存在的

面對正在快速發(fā)展的工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)，保障其安全性至關(guān)重要。因為安全威脅是真實存在的，設(shè)備、連接、網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)中心、設(shè)備管理，物聯(lián)網(wǎng)的每一個環(huán)節(jié)都有可能遭到攻擊。那么，用戶在部署工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)方案時，會遇到哪些關(guān)鍵性的安全挑戰(zhàn)？

企業(yè)新舊設(shè)備優(yōu)化

工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)需要面對各種各樣的設(shè)備。有的是使用多年的舊設(shè)備和系統(tǒng)，有的是在進入物聯(lián)網(wǎng)時代后全新推出的設(shè)備，它們可能會遍布各地，黑客可以直接對設(shè)備發(fā)起攻擊，傳統(tǒng)防火墻、IPS等網(wǎng)關(guān)類防護設(shè)備用處不大。

同時，物聯(lián)網(wǎng)的通信協(xié)議，諸如ZigBee、藍牙、NB-IOT、2/3/4/5G等在傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用上并沒有使用到，互聯(lián)網(wǎng)安全策略也無法覆蓋到這些協(xié)議，因而帶來了新的安全風(fēng)險。

IT與OT融合的焦慮

物聯(lián)網(wǎng)轉(zhuǎn)型讓工業(yè)設(shè)備變得更加智能且集成度更高，從而提高了生產(chǎn)制造的效率。隨著數(shù)十億設(shè)備通過物聯(lián)網(wǎng)連接起來，信息技術(shù)（IT）和操作技術(shù)（OT）融合的時代已經(jīng)到來。

但工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)對實時性、可靠性和產(chǎn)品監(jiān)控質(zhì)量的要求極高。作為工業(yè)自動化的骨干系統(tǒng)之一，控制系統(tǒng)如何在保障安全的同時，進行數(shù)字化升級，是行業(yè)用戶和方案供應(yīng)商面臨的焦點問題之一。

標(biāo)準

設(shè)備一旦進入網(wǎng)絡(luò)，就會面臨各種安全性威脅。目前，網(wǎng)絡(luò)攻擊已從針對遠程企業(yè)IT云服務(wù)器和數(shù)據(jù)中心轉(zhuǎn)向傳感器、邊緣節(jié)點和網(wǎng)關(guān)等本地設(shè)施，攻擊媒介也不僅限于TCP/IP網(wǎng)絡(luò)和端口。

考慮到在工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)中存在大量有線和無線的標(biāo)準，所以安全設(shè)計不但應(yīng)該從設(shè)計之初貫徹到量產(chǎn)，還需要在系統(tǒng)內(nèi)部建立多層獨立安全等級（Multiple Independent Levels of Security， MILS）的設(shè)計理念——在確保系統(tǒng)靈活性的前提下，針對一個系統(tǒng)的不同層級都提供安全性。

堅決貫徹，而非倉惶補救

如何充分利用芯片級的安全性，實現(xiàn)全面的系統(tǒng)保護？如何在最初的開發(fā)環(huán)節(jié)就把安全要素考慮進去，并貫穿其整個生命周期？在Microchip，我們也對此思考了很多，例如：

可信平臺

隨著越來越多的設(shè)備連接到互聯(lián)網(wǎng)，主要的云供應(yīng)商現(xiàn)在都鼓勵用戶使用安全元件來保護密鑰。Microchip為CryptoAuthentication 系列推出的可信平臺提供了一套軟件和硬件開發(fā)工具，該平臺結(jié)合了Microchip的安全元件和內(nèi)部的安全密鑰配置服務(wù)。Microchip的配置服務(wù)僅在其半導(dǎo)體供應(yīng)鏈工廠內(nèi)“裝載”密鑰，這樣一來就消除了密鑰暴露給合同制造商或任何第三方的機會。這種方法也提升了Microchip一直希望達到的加密密鑰、固件和人之間的“空氣間隙”（air gap）隔離。

作為第一個為大眾市場提供隨時可用的安全身份驗證解決方案，可信平臺由三層組成，提供開箱即用的預(yù)配置安全元件或可完全量身定制的安全元件，開發(fā)人員可根據(jù)個人設(shè)計靈活選擇。

該平臺第一層為Trust&GO，提供零接觸預(yù)配置安全元件，設(shè)備證書已在ATECC608B中預(yù)先編程、裝載和鎖定，用于自動云登錄或LoRaWAN登錄時的身份驗證。與此同時，相應(yīng)的證書和公鑰以“清單”文件的形式交付，文件可從Microchip直銷網(wǎng)站和授權(quán)分銷商處下載。除了節(jié)省長達數(shù)月的開發(fā)時間外，新解決方案還大幅省去其它繁瑣事項，幫助大眾市場客戶輕松進行邊緣設(shè)備保護及管理，無需第三方配置服務(wù)或證書頒發(fā)機構(gòu)的額外費用。

目前，Microchip已與業(yè)界多家云供應(yīng)商合作，幫助其以更經(jīng)濟的方式輕松實現(xiàn)基于硬件的安全性，消除之前配置設(shè)備時的各種障礙。如需了解更多信息，請訪問Microchip Trust&GO 平臺。

如果客戶有更多定制需求，第二層TrustFLEX不但可靈活地使用客戶選擇的證書頒發(fā)機構(gòu)，同時還可使用預(yù)先配置中的使用案例，包括基線安全措施，如傳輸層安全協(xié)議（TLS）增強身份驗證（用于使用任何證書鏈連接到任何基于IP的網(wǎng)絡(luò)）、LoRaWAN身份驗證、安全啟動、無線（OTA）更新、IP保護、用戶數(shù)據(jù)保護和密鑰輪換，從而減少了設(shè)備定制的復(fù)雜性，縮短定制時間，同時無需定制的部件號。針對只需要定制設(shè)計的客戶，該平臺的第三層—TrustCUSTOM —可為客戶提供特定的配置功能和自定義憑據(jù)設(shè)置。

守衛(wèi)無線MCU的安全

隨著物聯(lián)網(wǎng)從家庭自動化領(lǐng)域拓展到如暖通空調(diào)（HVAC）、車庫門和電風(fēng)扇等家庭控制領(lǐng)域，以及在建筑和工業(yè)自動化領(lǐng)域的加速應(yīng)用，市場對高度集成、可靠和安全的工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)連接性的需求前所未有地增加。

WFI32E01PC是Microchip采用自有Trust&GO技術(shù)的業(yè)界首款Wi-Fi單片機模塊，用以實現(xiàn)獨特的身份驗證功能。其使用的新技術(shù)包括頂尖的PIC32單片機內(nèi)核、豐富的外設(shè)支持和成熟的硬件安全平臺。例如Trust&GO平臺采用安全元件技術(shù)，為云身份驗證進行預(yù)先配置和設(shè)置，簡化了網(wǎng)絡(luò)身份驗證的過程；模塊符合Wi-Fi聯(lián)盟（WFA）規(guī)范，并獲得美國聯(lián)邦通信委員會（FCC）、加拿大工業(yè)部（IC）和歐洲無線電設(shè)備指令（RED）三家世界級監(jiān)管機構(gòu)的全面認證。

憑借自身的安全專業(yè)知識，Microchip為客戶提供設(shè)計的安全性，并消除客戶對建立昂貴的內(nèi)部安全能力的需求。從安全加密到可信執(zhí)行環(huán)境，Microchip通過廣泛的安全解決方案支持并滿足客戶獨特的安全實施需求，以合理的價格提供適當(dāng)?shù)谋Ｗo級別。

結(jié)語

其實對包括工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)在內(nèi)的所有物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品和應(yīng)用而言，通常就包含三個核心要素：處理器或單片機（“智能”元素）、網(wǎng)絡(luò)控制器（“連接”元素）以及確保與云安全通信的方法（“安全”元素），而Microchip的優(yōu)勢就在于有能力橫跨“云”-“管”-“端”三重領(lǐng)域，為用戶提供完整的解決方案。

換句話說，Microchip既可提供具備高級安全功能的集成方案，也能提供諸如ATECC608B這樣的獨立方案。Microchip的一系列單片機均內(nèi)置了硬件保護功能，以實現(xiàn)牢不可破的安全性。Microchip強大的安全解決方案使物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用開發(fā)人員能夠?qū)崿F(xiàn)各種安全用例，例如安全啟動，確保僅執(zhí)行真正的應(yīng)用程序固件；安全固件升級；通過相互認證實現(xiàn)安全的云連接；安全通信實現(xiàn)消息認證和加密和IP保護等。

除安全芯片外，Microchip還提供軟件示例和配置服務(wù)，方便客戶能夠通過軟硬件協(xié)同配合，在其嵌入式系統(tǒng)中輕松、順暢地實現(xiàn)安全防護。

安全是物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的一個重要組成部分。每種物聯(lián)網(wǎng)解決方案應(yīng)該都含有安全相關(guān)模塊——特別是在需要確保系統(tǒng)身份安全和傳輸數(shù)據(jù)安全時。確保物聯(lián)網(wǎng)安全不僅要靠相關(guān)法規(guī)，更重要的是在實踐中從根本上采取負責(zé)任的做法，而且應(yīng)該從產(chǎn)品概念設(shè)計階段就把安全納入考慮之中，而不應(yīng)該是事后的亡羊補牢。

責(zé)任編輯：haq