物联网安全性难度加大,芯片制程加紧防护

　　物联网范围随着时代的进步和发展还在持续扩大，达到工业、企业小到家庭、个人。物联网的安全性成了大家关注的问题，科技越加进步，同时安全的风险也随之高涨。如何保障保障物联网的安全，又该如何防止危险的入侵。

　　随着物联网范围不断扩大，甚至将企业、工业和公营事业应用涵盖在内，物联网安全性不足的风险也随之高涨。但想要扩展，甚至为社会带来好处前，势必得先保障物联网的安全。否则，风险过高，相关产业也不会贸然投入。

　　基于安全性问题不断升温，美国国土安全部（DHS）为解决物联网安全性的挑战，在2016年11月列出了以下六大原则：

　　˙于设计时间整合安全性

　　˙加强安全性更新与弱点管理

　　˙以经过实证的安全性做法为基础

　　˙依潜在冲击决定安全措施的优先级

　　˙提升物联网透明性

　　˙联机时小心谨慎

　　上述原则是相当实用的架构，能让OEM厂商及使用者认识处理器及搭配软件所实作的信任架构。以先前多个产品世代为例，可信任架构能帮助设计师打造出更安全的物联网装置，用户也能从连网系统中获得众多好处。

　　路由器可遏止恶意入侵

　　整体产业显然未将安全性整合至设计时间，2016年的大规模攻击事件，就是利用连网装置的硬件接线默认密码和开放式网络服务。遭入侵不只是因为装置安全性不足，更是因为物联网内没有其余的减缓措施。

　　位在局域网络或互联网边缘的路由器，尤其适合用来遏止这类恶意行为，此种做法将物联网的保全工作托付给ISP，因此难以顺利推行，即使ISP不是物联网攻击的目标，却也间接受到波及。随着越来越多物联网转移到成本更高的无线连结，ISP也许会更乐意加强其边际安全性。

　　对网络设备公司和处理器供货商而言，此类安全性做法早已司空见惯，像是依封包的数据开始部分过滤封包， 或是套用深层封包检验（DPI），甚至是使用IPsec或SSL，多是利用这些通讯协议的验证机制来保护其传输的数据。视处理器效能及网络速度而定，也许能加快这些功能的运作。

　　另一种偏离这类安全性做法的方式，则是用户／实体行为分析（UEBA）。此技术进一步延伸经常用来追踪端点及其通讯的DPI，以及基本的启发式技巧，利用机器学习方式，从监控封包的巨量数据集合中学习，来找出异常的网络流量，判断是否为失控的物联网装置、数据外泄，或内贼引发的金融诈骗事件。从客户的现场端，UEBA可透过通用型处理器在软件内实作，未来则能卸除到专用的机器学习处理器。

　　责任感较强的物联网开发人员会在设计时间实作安全性，但他们必须改用不同的方式来选择处理器，必须将安全性，特别是平台安全性，视为选择组件时的首要条件。

　　除了网络安全性功能，处理器实作平台信任功能，进一步延伸ARM CPU的基本可信赖执行环境（TEE）功能。此类平台信任方法能在装置整个使用寿命期间提供安全保护，包括装置的制造、投入运行、运作、更新和除役等阶段，还有从开机到关机的整个循环。

　　如此一来，设计人员便能打造出可保护自身完整性的系统，依美国国土安全部的建言，也就是使用「整合安全性功能，以强化装置本身保护能力与完整性的硬件」。

　　安全性更新与弱点管理

　　毫无疑问地，安全性更新与弱点管理同样是物联网产业的弱项。对一般使用者而言，安全性与自身最主要的关联在于：装置或数据控制权会被黑客夺走吗？

　　虽然智能手机在这方面跟物联网装置一样脆弱，但智能手机已不断加强其安全性。FBI在2016年曾费劲心力想要从iPhone撷取数据，但Apple让FBI的任务难上加难。

　　然而，Apple采用的技术，装置与物联网基础架构的开发人员同样也能取得。可信赖平台确保只有OEM签核的程序代码可启动装置。此外，还能保护程序代码区块及储存于装置内的数据，为OEM提供建构区块，限制能于装置执行的程序代码，就像iPhone只能执行通过Apple审核的程序代码，并透过其应用程序商店下载。

　　从理想层面来看，物联网装置应以可信赖平台为基础，且出货时须为零弱点。然而实际上，所有装置都包含错误，而多数都能透过软件修正。经由可信赖平台，搭配安全布建与更新工具，即使韧体存在过多错误，也能利用储存在芯片内的特殊加密密钥来进行更新。其做法是安装新的韧体与密钥，同时使旧密钥失效，如此黑客便无法将装置回复为先前有效的韧体映像档。

　　在安全性更新与弱点管理这个议题下，国土安全部提出一个模糊但引人发想的建议：拟定停产策略。装置是否应在使用一段时间或收到OEM的讯号后自我除役？这种做法当然可行，只要使用前面提到的安全开机或更新程序：OEM可在厂内设定装置程序，让装置于特定时间后停机，或是推送更新，命令装置自我终结。

　　重复使用经过实证的安全性做法

　　大部分的技术供货商，一向鼓励客户善加利用整合至产品内的各项安全功能，亦即“以经过实证的安全性做法为基础”。透过大量的文件记录和客户支持服务，OEM将能妥善利用这些功能。

　　另外，需要自定义功能的客户也能利用咨询服务，相关厂商亦协助进行系统验证，确认系统符合DHS、NIST和开放网络软件安全计划（Open Web Application Security Project）等组织所建议的最佳实务。

　　技术供货商皆认为善加利用处理器平台的信任功能，应是物联网设计人员的首要之务，有鉴于其影响力之大。只要能防止未经授权的程序代码执行，许多弱点便会消失。

　　透明性：透明性可让物联网相关产业准确评估可信赖度。物联网系统用户必须了解潜藏在系统内的弱点，而开发人员则必须了解软硬件组件的潜在弱点。即使是没有已知弱点可供检视的情况下，取得对安全性开发流程的能见度，亦有助于正确评估风险。

　　DHS报告对透明性的讨论主要着重于物联网的供应链，并特别点出仰赖低成本、容易取得的软硬件解决方案的风险。技术供货商在物联网装置的供应链中扮演关键连结角色，可协助OEM提升透明性。在产品使用寿命初期，定义安全制造模式，能让OEM毋需依赖保密机制，即可加载已签核的程序代码。

　　透过此模式将独特唯一的ID与Salt烧入每一块芯片，再将这些信息提供给OEM及其ODM外包制造商，如图一所示。OEM会产生自己的Salt，技术供货商并不会知道OEM的秘密，而OEM将之托付给供货商的处理器来保护。毕竟，拥有透明性，并不表示得分享所有信息。

　　

　　图一 ： 安全分布式制造模式提供透明化的安全性。

　　对ODM来说，处理器可在Slat上自行产生一组独特唯一的公有-私人密钥组。芯片可以输出公有密钥，但无法输出私人密钥。OEM可利用公有密钥签核程序代码，再交由ODM烧入装置。

　　一到现场使用后，处理器会让装置在开机时验证程序代码，并向OEM查证，确保装置未被复制。同样的机制也适用于安全韧体更新与装置除役。总结来说，处理器能让装置在整个使用寿命期间保持透明性与完整性。

　　同时，技术供货商亦明确载明处理器的安全宣告，包括哪些功能超出安全范围，如此，物联网相关产业便能评估其可信赖度。

　　谨慎联机 确保物联网装置不受骇

　　物联网产业另一项缺失，就是未小心谨慎地将装置连接到互联网。很明显地，设备遭骇可说就是装置未正确连接所导致，因为这些装置最常发生意外存取。谁能想到，Target的信用卡终端机竟能经由营造服务公司远程访问？谁能想到，客户保全摄影机上的互联网Telnet端口会暴露于风险之中？

　　如先前所述，客户现场端或互联网边缘的路由器正好位居绝佳的位置，适合用来监控流量、设立网络防火墙、侦测入侵，还有分析用户／实体的行为。如图二所示，路由器可作为物联网装置的安全代理，设计更为出色或拥有更多功能的路由器，甚至可代替装置执行一些工作。

　　

　　图二 ： 谨慎的联机示意图：安全网关有助于保护终端节点

　　路由器及设计更优异且不受局限的物联网装置也可部署SSL或IPsec，以用来进行验证、拒绝未授权的网络装置联机。

　　保护物联网安全的工具随手可得，是否要采用全取决于OEM，另外网络设备公司和ISP也需要提供更高一层的安全性，帮助较无相关措施的OEM防止装置遭骇。