物聯網設備是否安全，究竟誰說了算？
全球物聯網的規模在不斷擴大。大家普遍的共識是，2020年左右全球聯網設備將達到數百億部；更有分析認為到2035年，這個數字將達到萬億級。而讓人操心的是，隨著網路規模的增長，物聯網安全的挑戰也在加劇。
- 眾所周知，物聯網設備千變萬化，不同設備面臨的安全問題也呈“碎片化”的特點，這無疑增加了應用開發者的工作量。
- 而且，相當多的物聯網設備受制於功耗、成本等因素，並沒有足夠的資源去支撐安全功能，所以安全性原則實施的難度不小。
- 此外，物聯網系統經常是多家廠商元件集成的結果，這些設備安全性是否可靠，也是開發者心中的一個問號。
以上問題交織在一起，讓開發者在處理物聯網安全問題上異常糾結。解決這個問題，一個理想的模式就是—探索出一個公認行之有效的方法，幫助開發者快速構建起安全體系，且相關資源可以最大化的複用，同時減少廠商彼此之間一對一安全測試及驗證的成本；簡言之，就是建立一個標準化的機制，提供一個實現物聯網安全的技術路徑，並能夠對實現成果評估和確認。
平臺安全架構（PSA）
瞄準這個目標，業界開始了諸多嘗試，其中2017年由ARM推出的平臺安全架構 PSA（Platform Security Architecture）頗為引人注目，其目的就是“實現成本可控，易於實施，低風險的物聯網的安全基礎”。
按照ARM的定義，PSA是一個由威脅模型、安全分析，以及硬體和固件架構規範組成的整體，它提供了一個基於產業最佳實踐的框架，透過它可以在硬體和固件層面實現一致的安全設計，為設計和製造更安全的物聯網設備提供通用規則和更加經濟的方法。對此，一種簡單的理解就是—如果你按照PSA去行事，實現物聯網設備的安全也就“八九不離十”了。
圖1，實現PSA的三個步驟（圖片來源：psacertified）
具體地講，PSA的實施分為三個步驟：
第一步：分析。系統廠商基於自己產品的應用場景，從一系列威脅模型和安全分析入手，梳理具體的安全需求。PSA可以提供模型分析作為範例和指導原則，使用者可以此為基礎進行修改，確定符合自己需求的使用方式。
第二步：架構。ARM為晶片設計和固件開發廠商提供開放的硬體及固件的設計規格，包括設備身份、可信啟動、安全OTA以及基於證書的認證等設計安全設備所必需的要素。
第三步：實施。基於ARM提供的安全技術和晶片IP，構建安全系統。如ARM可提供運行在TrustZone上的開源參考固件代碼Trusted Firmware-M（TF-M），晶片廠商可以將這個原始程式碼移植到自己的平臺上，為PSA提供參考實施。
可以說，這為物聯網開發者提供了一個操作性很強的技術路徑。由於ARM在設計PSA時參考了業界通行而有效的安全方法和經驗，也就為開發者提供了一條捷徑。
PSA認證
到此為止，PSA的構想看上去很“完美”，但是這還不是故事的全部。
正如前文所說，當人們按照PSA的技術路徑構建起安全平臺架構之後，還需要一個與之配套的認證機制，能夠對安全實踐的效果進行評估，並貼上一個讓他人可信賴的“標籤”。這個過程就是PSA認證，它提供了一種簡單、全面、業界公認的安全測試方法，以實現不同廠商軟硬體元件之間的對安全性的互信。
圖2，PSA認證體系示意圖（圖片來源：psacertified）
PSA認證由兩部分組成：安全穩健性方案和專為開發人員設計的功能性API認證。
安全穩健性認證測試由協力廠商實驗室執行，包括PSA信任根、認證、加密和安全存儲四個方面，其目的是檢查物聯網平臺安全的通用部分。評估的結果被分為三個等級，分別對應不同場景的安全需求，使用者可以根據產品的定位自行選擇所需的認證級別。
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認證級別 |
第1級 |
第2級 |
第3級 |
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穩健性級別 |
確保RoT、OS和設備的安全模型目標 |
基於實驗室的PSA-RoT防軟體攻擊和羽量級硬體攻擊評估 |
可以防禦額外的大量軟體和硬體攻擊 |
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認證過程 |
實驗室檢查問卷 |
實驗室評估、 白盒測試 |
實驗室根據更高級別的保護輪廓（PP）要求，進行測試 |
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認證結果 |
PSCertified.org頒發證書，線上可查 |
PSCertified.org頒發證書，線上可查 |
PSCertified.org頒發證書，線上可查 |
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表1，PSA安全穩定性認證級別
PSA認證中的功能性 API 認證，目的是説明晶片、RTOS、OEM廠商和應用程式的開發者，通過API在不同平臺實現信任根服務。PSA的功能性API認證，可以確保不同開發者在同樣通過認證的環境中無縫集成，也讓開發者在保障基礎安全能力的前提下，將時間和精力投入到產品功能開發中去。也可以說，功能性API認證為經過PSA認證的產品和元件，實現最大限度複用提供了保障。
所有經過PSA認證的產品和元件，都會獲得一份認證證書，且可以在PSCertified.org查詢到。這樣的“標籤”，已經成為一些廠商市場推廣的新“賣點”，用以強調自己物聯網產品的安全特性，比如恩智浦半導體就在官宣中強調，目前晶片廠商中，自家處理器產品通過PSA認證數量最多。
圖3，PSCertified.org網站提供獲得PSA產品的查詢（圖片來源：psacertified）
PSA認證的下一步
由於精准定位產業痛點，加之ARM的獨特地位，所以PSA認證雖推出不久，已經受到了越來越廣泛地關注。可以預見，未來幾年PSA認證的著力點會圍繞著以下幾個方面：
- 全球佈局：與更多本土化的認證實驗室合作，降低PSA實施和認證的門檻。
- 擴展認證範圍：初期“試水”PSA認證的多以晶片廠商為主，後續會吸引生態系統中更多玩家的參與，如RTOS廠商、OEM等。
- 標準化：PSA體系的構架是開放的，並非只適用於Arm架構的處理器，因此未來將PSA打造成一個標準化的平臺，覆蓋其他計算架構以及更廣泛應用，已經在PSA發展的考慮之中。
總之，面對一個萬億規模物聯網世界，ARM透過PSA拓展了自己的產品服務組合，同時也擔負起了一份責任。當然，物聯網安全防線的構築，最終還是需要“全民”的參與。“物聯網設備是否安全，究竟誰說了算”，得到這個問題的解，還有很長的路要走，好在我們已經走在了正確的方向上。
