物聯(lián)網(wǎng)安全：保護資源受限的設(shè)備

安全性通常是開發(fā)人員在開發(fā)基于物聯(lián)網(wǎng)的系統(tǒng)時最不想考慮的事情。理想情況下，他們希望為現(xiàn)有系統(tǒng)添加連接并完成它。然而，將安全性硬塞進設(shè)計中存在許多問題，當設(shè)備資源受限時，這些問題更具挑戰(zhàn)性。

從頭開始

根據(jù)阿特金斯的說法，開發(fā)有效的物聯(lián)網(wǎng)安全的關(guān)鍵是首先考慮a）誰可能想要破壞你的系統(tǒng)，b）他們可能會獲得什么，c）你需要保護什么。通過了解您的系統(tǒng)如何使用 - 并因此被濫用 - 您可以評估如果某人可以完全訪問您的設(shè)備，他們可以做什么。

威脅模型匯集了系統(tǒng)可能受到威脅的所有方式?；〞r間預(yù)先創(chuàng)建此模型至關(guān)重要，因為如果您不知道要保護什么，則無法開發(fā)強大的安全性。尤其重要的是查看您沒有考慮過的設(shè)備的使用方式。

通過考慮保護靜態(tài)數(shù)據(jù)、動態(tài)數(shù)據(jù)和操作中的數(shù)據(jù)，可以簡化安全性。系統(tǒng)必須保護的最重要的靜態(tài)數(shù)據(jù)是其固件。理想情況下，這需要“安全啟動”機制和可用于驗證固件完整性的完整加密簽名。固件可以分為多個部分，其中一個是受信任的引導(dǎo)加載程序。首先加載此引導(dǎo)加載程序并驗證主系統(tǒng)代碼。如果代碼無效，系統(tǒng)將恢復(fù)到以前的良好版本，移動到安全模式，或根據(jù)應(yīng)用程序自行關(guān)閉。在最高級別的安全性下，系統(tǒng)將定期確認其正在運行的軟件未經(jīng)過運行時修改。

為了保護動態(tài)數(shù)據(jù)，需要一個安全的通信通道。這可以是互連多個設(shè)備或系統(tǒng)的無線鏈路或系統(tǒng)總線。安全通信可以包括身份驗證（您知道是誰發(fā)送的）、機密（您知道只有預(yù)期的接收者才能讀取它）和完整性（您知道數(shù)據(jù)在傳輸過程中未被更改）。

保護運行中的數(shù)據(jù)是指了解某人如何嘗試破壞系統(tǒng)。考慮一個門禁系統(tǒng)，當輸入正確的密碼時，它會無線解鎖門。如果有人捕獲了“打開”命令，如果稍后重播相同的命令，則門不應(yīng)打開。

請注意，安全性需要超越軟件，還需要物理考慮。并非每個工廠的訪客都是可以信任的。您還必須確保有人無法取下塑料蓋并訪問控制系統(tǒng)的電線。

基于物聯(lián)網(wǎng)的安全成本

許多 OEM 對實施安全性的成本持謹慎態(tài)度。通常，已為大型系統(tǒng)開發(fā)了安全性。這些算法針對寬總線、大量存儲和擴展指令集進行了優(yōu)化。一些原始設(shè)備制造商表示擔心這些算法不僅會增加成本，還會降低系統(tǒng)速度，使其無法使用。

通常這是真的。但是，有越來越多的安全開發(fā)工具專門針對資源受限的系統(tǒng)而設(shè)計。這些算法不是試圖壓低大型系統(tǒng)的安全性，而是針對8位MCU的功能而設(shè)計的。這對所需的處理、存儲和電力資源的效率產(chǎn)生了巨大影響。仍然有成本，但要低得多。

還有許多方法可以最大限度地降低安全成本。通常，安全性不是系統(tǒng)常規(guī)操作的一部分。許多嵌入式MCU提供硬件加速以確保安全。如果您沒有發(fā)送大量數(shù)據(jù)，則可能不需要經(jīng)常重新生成密鑰，因為密鑰漏洞更多地取決于發(fā)送的數(shù)據(jù)量，而不是密鑰的使用時間。

從全面的威脅模型中，可以創(chuàng)建威脅矩陣。此矩陣將威脅映射到違規(guī)成本以及防止違規(guī)的成本。阿特金斯建議使用威脅矩陣來評估要實施的安全類型。某些功能比其他功能需要更多的保護。例如，門禁系統(tǒng)的對講功能可能不需要驗證完整性，而門執(zhí)行器功能肯定需要驗證。這種方法還可以更輕松地估計安全子系統(tǒng)隨時間推移的實際功耗。

避免使用基于“機密”（例如，未發(fā)布）方法的安全算法。如果這些方法被暴露 - 記住DVD曾經(jīng)是如何安全的 - 基于它們的系統(tǒng)將面臨風險。已發(fā)布的算法具有許多眼睛分析它們漏洞的優(yōu)勢。

可能會有開發(fā)自己的加密算法的誘惑。簡而言之，如果您不是專家，這可能是一個糟糕的計劃。俗話說，設(shè)計一個你自己無法破壞的安全算法很容易。

當然，基于物聯(lián)網(wǎng)的安全技術(shù)有增長空間。但是很多事情已經(jīng)在原生完成，而不僅僅是從更大的系統(tǒng)移植過來的?？梢赃@么說，沒有必要重新發(fā)明加密輪。學習別人在你之前所做的事情。

審核編輯：郭婷