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集成电路与信息安全,積體電路與資訊安全,IC andInformation Security
来源: | 作者:Viki | 发布时间: 2023-09-28 | 349 次浏览 | 分享到:

信息安全是信息系统的基石,是信息社会永恒的主题。

伴随着计算机及其网络的应用与普及,信息安全问题已经获得了广泛的关注和研究;而随着智能手机、智能穿戴设备、智能家居、智能汽车、智能机器人等智能设备的快速兴起,这些产品的信息安全问题也已成为人们关注和研究的热点。信息安全在物联网时代的作用越来越重要,而集成电路芯片作为电子信息系统的基础元器件,系统的任何操作和应用都离不开它们的参与,因此它们和信息安全是息息相关的,是支撑信息安全的关键器件。随着制造工艺的不断进步,集成电路的功能越来越强大、内部构成越来越复杂,SoC 芯片作为相对独立的信息处理系统,正在得到越来越广泛的应用,而其中的敏感信息的安全性往往決定了上层系统及应用的安全性。

密码算法是保护信息安全的核心技术,主要分为对称密码算法和非对称密码算法两大类。用于数据加密解密操作的对称密码算法,加密和解密使用相同的密钥,密钥需由加密解密双方秘密存储和保护。典型的对称密码算法有 DESAES、SM4。 非对称密码算法,又称公钥密码算法,可以提供数字签名、加密解密和密钥协商等安全功能:用于数宇签名和解密的密钥称为私钥,私钥需由使用者秘密存储和保护;用于验证数字签名和加密的密钥称为公钥,公钥可以公开。典型的非对称密码算法有 RSA、ECDSA、SM2。

将密码算法在集成电路中实现,不仅可以获得较高的密码运算性能,还能够为密钥及其他敏感信息提供较好的保护,包括对密钥存储、读/写以及密钥参与的密码运算过程的保护。实现了密码算法的安全控制,如智能卡芯片、USBKey 芯片、各种SE (Secure Blement)芯片,已经成为互联网、物联网安全应用系统中关键的信息安全器件。目前,主要有两大原因促进了安全控制器的广泛使用:其一,包括密钥在内的敏感数据必须以能免遭非法访问的方式储存,安全控制器能提供很好的存储保护;其二,安全控制器为这些敏感数据的处理提供安全的计算方法和环境。

讨论集成电路中的信息安全问题,首先需要了解针对集成电路中信息的各种攻击行为,然后才能了解和研究相应的防御措施,并评估、测试这些防御措施的有效性。针对集成电路中信息的攻击由来已久,对于没有密码算法的集成电路,攻击者的主要目标是克隆电路、获取或操控存储器中的敏感数据;而对于安全控制器,攻击者的目标还包括获取或操控其中的密钥。

对集成电路中信息的攻击与防御技术,不仅是信息安全领域内一项非常重要的研究方向,而且作为实用性技术已大规模应用于许多行业。典型应用如金融IC 卡芯片,国内外都已建立了相应的安全性检测规范和检测认证体系,以提升和保障行业应用的整体信息安全水平。 国际上主要依据 Common Criteria(简称CC)Evaluation Assurance Level (简称 EAL)检测评估体系以及 EMVCo 的脆弱性评估方法开展评估检测工作。国内金融 IC 卡相关标准包括中国人民银行发布的《JR/T0098.2—2012 中国金融移动支付 检测规范 第2部分:安全芯片》和中国银联发布的 《Q/CUP 040.1—2016银联卡芯片安全规范 第1部分:集成电路安全规范»。国家标准 GB/T 18336(等同采用 ISO/1EC 15408 (CC))提出了通用的信息安全产品和系统的安全性评估准则,适用于集成电路中的信信息安全等级评估。