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雷锋网如何防止芯片被篡改？( 二 )


强大的RF信号也可能导致意外行为 。 根据芯片工具用户手册 ， 不断变化的磁场会在被测设备中产生感应电流 ， 从而导致内部信号上的电压电平发生变化 。 这些变化的电压电平可能导致错误的读取（或写入） ， 从而影响锁存器 ， 寄存器等的结果 。 损坏内存 ， 重置锁定位 ， 跳过指令以及将故障插入加密操作都属于是电磁故障注入（EMFI） 。
旁道攻击类型很多 。 Chen说：“并非所有的旁道都是功率/电磁的 ， 它们可能是定时或总线监控 ， 寄存器 ， 缓存或存储器攻击 。 肯定还有数百万种我们尚未想到的方式 。 ”
外壳保护与芯片保护
应对这些攻击对于物联网（IoT）设备来说是陌生的领域 ， 但对于销售终端（PoS）系统中的芯片而言 ， 却有很好的基础 。 这些单元用于支付卡行业（PCI） ， 具有安全元件（SE） ， 这些安全元件已通过法规和大部分金融机构的期望被严格锁定 。
这些规则要求外壳是防篡改的 ， 任何包含信用卡数据的内部芯片也都应具有防篡改功能 ， 并且也必须屏蔽将信用卡阅读器连接到PoS系统的所有电缆 。 这些技术现在正在逐渐应用到更多普通芯片上 ， 并且它们也正处于系统级应用 。 芯科实验室（Silicon Labs）的陶氏化学公司说：“如果无法发现未发现的情况 ， 那么很难解决其他问题 。 ”
在系统案例方面 ， 电表和水表等计量公司多年来一直在实施防篡改措施 ， 以防人们通过人为回退电表来减少实际费用 。 “计量行业已经习惯防篡改 。 医学界也开始对此进行研究 ， ”陶氏说 。 在那些行业之外（包括PCI） ， 找到工程级别的保护并不常见 。 可以通过将几个开关安装在适当的位置来增加这些功能 ， 打开工程会改变开关的状态 。， 以此警告系统采取对策 。
即使断开系统未被接通 ， 这一安全措施也需要电源 。 纽扣电池通常用在此处 ， PCI法规则规定纽扣电池必须持续使用两年 ， 并且必须有足够的电量来一次性应对篡改企图 。
如果在外壳级别检测到篡改 ， 则外壳内部的系统则必须采取防御措施 ， 具体细节由设计师决定 。 但通常 ， 防篡改信号必须尽可能地通过通用I / O提供给CPU 。 “这里有有几种架构 ， ” 芯科实验室（Silicon Labs）物联网产品高级应用经理Brent Wilson指出 ， “对于一个CPU ， 可以检测到漏洞并通过软件进行响应 。 对于两个CPU ， 其中一个是安全的 ， 我们有一个这一事件的输入引脚 ， 而不安全的CPU可以向片上SE发送信号 。 ”
一旦进入外壳 ， 带有敏感内容的单个芯片必须规避篡改尝试 。 一些对策是物理上的 ， 而其他对策则涉及有源传感器 。 即使提供篡改证据也可能会有所帮助 。 “篡改技术经常被用来保护包装、标签、密封、标记和物理安全 。 ”Chen说 ，“从水印、热敏感或紫外线敏感的材料以及粉碎/玻璃材料中提取的所有东西都会在任何物理篡改尝试中留下可见的痕迹 。 ”
尽管硬件信任根（HRoT）通常主要在启动时运行 ， 以确保系统干净 ， 但它们在完成该任务后即关闭 。 美信整合产品公司（Maxim Integrated）的嵌入式安全负责人Scott Jones说：“完成所需的工作大约需要100毫秒 。 ” 尽管启动防范攻击可能需要设计工作以及代码或电路 ， 但是对于电池供电的设备而言 ， 则不太可能有更多的关注 。 琼斯说：“加密操作不是经常性进行的 ， 因此不存在实际功耗预算问题 。 ” 相比之下 ， 篡改检测传感器必须始终打开 ， 以便它们可以随时检测到漏洞 。
保护敏感信号的一种技术是将这些敏感信号掩埋在其他金属层下面 。 一些芯片会使用不带有功能信号的金属来屏蔽电路 。 如今 ， 这种金属很活跃以便于可以检测信号是否被去除了 。 金属上的DC信号很常见 ， 而最先进的技术可能会改用AC信号 。
一些设计人员可能有意在敏感电路上方运行其他功能线 ， 甚至是门电路 。 另一些设计人员则可能用专用生产线或策略性放置的假金属填充物 。 所有的情况里 ， 电路上方的金属网既有助于屏蔽电路防止探头进入 ， 也可以防止电磁辐射逸出 。


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