Защита информации о чипе — важный аспект обеспечения безопасности цифровых систем, она касается функций безопасности и механизмов аппаратного уровня. Различные архитектуры набора команд (Instruction Set Architecture, ISA), такие как x86, ARM, MIPS, RISC-V и т. В этой статье будет изложена оценка и реализация идей различных архитектур ISA в области информационной безопасности.

Архитектура x86

x86 — архитектура, управляемая двумя крупнейшими компаниями Intel и AMD, широко применяемая на персональных компьютерах и серверах. Одна из характеристик информационной безопасности архитектуры x86 основана на виртуальной поддержке аппаратного обеспечения, таких как VT-x Intel и AMD-V технологии AMD, которые позволяют более безопасно и эффективно управлять виртуальными машинами.

Кроме того, архитектура x86 предоставляет технологию внедрения запрета (Execute Disable, XD) для предотвращения атаки буферов; Другие технологии безопасного шифрования, такие как Software Guard Extensions, предоставляют безопасную среду внедрения для защиты конфиденциальности и целостности кода и данных.

Архитектура арм

Архитектура ARM является наиболее распространенной архитектурой в мобильных устройствах, в которых философия дизайна ориентирована на энергетическую эффективность. Технология TrustZone ARM предоставляет безопасную среду для выполнения, позволяющую чувствительные операции работать в изолированном «мире безопасности» без использования и систем в «небезопасном мире». TrustZone широко используется в таких сценах, как мобильные платежи и безопасные старты.

ARM также предоставляет виртуализированные технологии для аппаратной поддержки, такие как ARM Virtualization Extensions, для поддержки безопасных и эффективных виртуализированных решений.

Архитектура MIPS

MIPS архитектура — историческая ориентированная на производительность архитектура процессора AD7812YRUZ. Он обеспечивает безопасную производительность с помощью модели песочницы, поддерживаемой аппаратурой (Sandbox Mode). Эта модель позволяет приложению работать в ограниченной среде, тем самым уменьшая уязвимости в системе безопасности.

MIPS security Virtualization (MIPS security virtualization) — технология виртуализации безопасности под архитектурой MIPS, разработанная для обеспечения безопасного селения окружающей среды для многоквартирных жильцов.

Архитектура RISC-V

Архитектура RISC-V — относительно новая архитектура набора команд с открытым исходным кодом, разработанная таким образом, чтобы позволить самоопределение расширения, так что характеристики безопасности могут быть изменены в соответствии с требованиями. Разработчик RISC-V мог выбрать для реализации среды обеспечения безопасности, похожей на ARM TrustZone, или другой аппаратной безопасности.

RISC-V International также предложила Crypto Extension, которая определяет ряд зашифрованных инструкций для ускорения выполнения алгоритма шифрования, тем самым повышая безопасность.

Чип безопасно реализует идеи

1, обеспечение безопасности (Secure Boot) : обеспечение того, чтобы устройство загрузилось и выполнялось только проверенными прошивкой и программным обеспечением, предотвращая выполнение несанкционированного кода.

2, аппаратная изоляция: изоляция чувствительных операций с целью предотвращения потенциальных атак на другие части системы, например, использование трустзуна ARM или самоопределения безопасной зоны.

3, кодовый сопроцессор кодирования: интегрированный сопроцессор шифрования, используемый для обработки операций с дешифрованием, для защиты безопасности в процессе передачи и хранения данных.

4) реализация запрета и рандомная планировка адресного пространства (ASLR) : предотвращение переполнения буферов и других атак процессов выполнения.

5, безопасность конвейера команд и линии данных: обеспечение безопасности процесса передачи команд и данных внутри процессора и предотвращение атаки боковых каналов.

6, аппаратный контроль доступа: ограничение доступа к секретным ресурсам позволяет только санкционированный доступ к операциям и процессам.

7, мониторинг безопасности и ревизия: обеспечение функций мониторинга на аппаратном уровне, документация событий в области безопасности, облегчает аудит и анализ после.

8, регулярное обновление безопасности и патчи: поддержка быстрого развертывания обновлений безопасности и патчи для решения новых угроз безопасности.

Идеи информационной безопасности в каждой архитектуре ISA постоянно развиваются, чтобы противостоять растущим требованиям безопасности и растущим угрозам. Разработчики оборудования и производители должны постоянно уделять внимание новым технологиям безопасности, чтобы гарантировать устойчивость и надежность их продукции перед лицом современных проблем безопасности.

CC-IP0101