物联网产品的硬件设计时注意的”安全“

╰半夏微凉° 2022-04-23 04:00 140阅读 0赞

对于电子系统的安全设计，听到较多的是软件安全，而对应硬件安全，知道的是IC烧录加密，防止他人恶意破解，以及其它的一些电气安全方面的情况。

为此我百度了下网络，主要有以下几点：

1、对芯片的安全设计，电路设置密钥/激活，对总线加锁/解锁方式，结合（物理不可克隆功能）PUF技术，比如有maxim的DS28E38芯片；

2、外设的安全，以RSA检验为基础；（这点描述有点不理解）

3、基于功能安全的硬件设计几点，a）硬件设计检查；b）考虑异常情况，短路/开路，过流/过压；c）自诊断相关输入；d）降低单点失效率；e）故障注入测试。

某网站上某公司招聘的《硬件安全工程师》

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硬件安全工程师

职责：

1. 参与公司硬件产品架构的安全设计。

2. 参与公司硬件产品的安全渗透测试，包括代码审计、漏洞挖掘、提供修复建议等。

3. 参与IOT行业最新的安全漏洞的研究和跟踪。

要求：

1. 2年以上相关安全行业工作经验。

2. 有嵌入式开发或智能硬件安全分析相关项目经验，熟悉一种以上的嵌入式系统。

3. 熟悉硬件开发和调试流程

4. 熟悉WIFI、蓝牙、zigbee、串口安全知识。

5. 熟悉逆向工程，会使用IDA等逆向分析工具

6. 有固件分析和修改经验。

7. 从事iOT相关领域或者就职过知名安全产商等优先考虑。

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某公司可以进行硬件安全检测并给出安全解决方案

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下面我们来看看某款汽车产品的硬件安全设计

T-BOX产品安全设计分析

1.  选择具有一定功能安全特性的汽车级主控MCU（R7F7010453AFP\#AA2），满足ASIL B的认证等级，功能安全包括：时钟监测、窗口看门狗定时器、数据CRC校验，存储保护单元，系统寄存器保护，上电清零，片上核心电压监控及寄存器写保护等功能。

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内部还有一个ICUS（Intelligent Cryptographic Unit “Slave”）智能加密单元，该ICUS模块由状态机、RAM、AESS和TRNG及外部的Data Flash组成，在硬件上实现AES-128位加密/解密和真实随机数发生器（TRNG）功能，同时为代码和数据真实性完整性提供了128位AES CMACs，另外具有安全启动功能，支持基于设备ID号的软件个性化设计。受保护的数据Flash存储器可用于存储设备ID号及安全密钥。基本上覆盖目前OEDM厂商99%的功能安全需求。

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3UwMTEyNzA1NDI_size_16_color_FFFFFF_t_70 1][]

1.  外加高安全等级的硬件加密模块

软件方面：身份鉴别（密钥管理，一车一密）、访问控制（防范通信端口的数据包被逆向分析破解，T-BOX内部数据逆向分析破解，外部通信接口进行隔离，防止非法终端接入、非法数据注入等）、安全审计（进行日志、数据等内容等待审计和安全检测）等方面考虑，可根据国家相关标准GB/T 30290.2-2013来做。

看看智能门锁的安全

**智能门锁的安全**

[https://zhuanlan.zhihu.com/p/51622073][https_zhuanlan.zhihu.com_p_51622073]

芯片未做加密保护，容易被拆解提取固件，拆下芯片通过调试器直接读取锁具固件

芯片固件存在逻辑算法漏洞，没有进行严格的代码审计，存在代码层的安全漏洞

对于固件更新，没有进行签名和完整性检验，可以对固件进行修改和重打包。空中升级固件，加密算法强度不够，抵御不了高阶的侧信道攻击。

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![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3UwMTEyNzA1NDI_size_16_color_FFFFFF_t_70 3][]

单片机的固件提取

[http://blog.nsfocus.net/firmware-extraction/][http_blog.nsfocus.net_firmware-extraction]

1、利用bootloader提取，串口 MCUISP软件，

2、利用硬件调试接口，例如JTAG，SWD，接口，

防止固件提取的方式，对于MCU内部Flash的情况，通过编程的方式，把flash区域设置为读保护状态；而外部Flash的固件基本上都可以读取。

对于外部Flash，可以用电路设计保护起来，设计在线检测电路，一旦发现Flash芯片的引脚出现断线，立即进行强电攻击，将Flash芯片破坏掉。

**最后：**

**硬件安全注意方面：**

1.  硬件产品架构安全设计
2.  代码审计、漏洞挖掘、提供修复建议
3.  通信接口的安全
4.  硬件固件提取、固件解包、固件二进制逆向
5.  IDA逆向分析工具

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[http_blog.nsfocus.net_firmware-extraction]: http://blog.nsfocus.net/firmware-extraction/