专用SoC芯片安全架构：威胁建模与多级防护设计

本文主要探讨了专用System-on-Chip (SoC) 安全控制架构的研究与设计，以应对智能卡和可信计算应用中的安全挑战。首先，作者提出了芯片威胁模型与部署模型，通过分析潜在攻击者、攻击方式以及芯片生命周期中的风险，明确了安全防护的重点。芯片的安全等级被划分为三个层次，分别是0级、1级和2级资产，分别对应代码完整性、数据保密性和功能正确性等核心安全属性。 在0级资产中，基础代码和数据的完整性至关重要，一旦受到破坏，将导致整个芯片系统无法正常服务。1级资产涉及核心控制状态，其安全性直接影响下一层级的代码执行，而2级资产是最高级别的保护，针对关键层代码和数据，其安全性保障直接影响到系统的正常运行。 文章进一步介绍了芯片系统安全状态的设计，例如出厂初始状态ST1，芯片在这个状态下被认为是可信赖的，是安全基础。通过执行特定命令，芯片能够进入不同安全权限的状态，如ST2，这可能是用户授权后的操作状态，其中的安全策略更加细化和灵活。 在实现机制上，软硬件协同设计被用来设置安全逻辑，包括硬件逻辑的配置、状态寄存器和参数存储区，同时通过软件控制流程来实施相应的安全策略。安全性分析、仿真验证和现场可编程门阵列(FPGA)测试是确保设计有效性和可靠性的关键步骤。 这篇论文深入研究了专用SoC芯片的安全架构，强调了在设计过程中对威胁的识别、资源的分级保护和动态状态管理的重要性，旨在构建一个既能满足高安全需求，又能高效运行的嵌入式系统环境。这对于现代IT行业的安全设计和嵌入式开发具有重要的实践指导意义。