Bezpieczne mikrokontrolery i moduły dla IoT

Momentem zwrotnym zarówno w dziedzinie bezpieczeństwa, jak i poprawy energooszczędności było wprowadzenie rozwiązań opartych na architekturze ARMv8-M, takich jak Cortex-M33. W dziedzinie bezpieczeństwa nowe układy oferują dostęp do szyfrowanej pamięci umożliwiającej przechowywanie danych krytycznych (rysunek 1).

Rysunek 1. Architektura układów ARMv8-M oferująca funkcjonalność TrustZone

ARM Cortex-M33 – krok w stronę bezpieczeństwa

Bezpieczeństwo danych w systemach IoT opiera się na czterech głównych aspektach. Są to:

• poufność – zagwarantowanie, że dane są odczytywane tylko przez docelowego odbiorcę,
• autentyczność – zapewnienie, że dane wysłane są przez oryginalne źródło,
• integralność – zapewnienie, że informacja zawiera oryginalną i nienaruszoną wiadomość,
• niezaprzeczalność – zapewnienie, że cyfrowy podpis danych nie może zostać odrzucony.

Rysunek 2. Funkcjonalności rdzeni Cortex-M33 zapewniające bezpieczeństwo danych

Powyższe aspekty kryptografii danych w całości zapewnia nowa, architektura Cortex-M33 (rysunek 2), dostarczająca użytkownikowi możliwość bezpiecznego:

• debugowania kodu z użyciem funkcjonalności Lock/Unlock,
• uruchamiania oraz aktualizacji kodu,
• przechowywania kluczy szyfrujących,
• weryfikacji „użytkowników” sieci,
• detekcji włamania/sabotażu,
• generowania liczb losowych TRNG.

Dla zwiększenia bezpieczeństwa w rozwiązaniach istniejących, gdzie zmiana układu MCU jest zbyt kosztowna, projektanci mogą dalej zwiększyć bezpieczeństwo, stosując zewnętrzne układy autentykacji. W zależności od końcowej aplikacji oraz jej wymagań, do dyspozycji jest weryfikacja symetryczna oraz asymetryczna (rysunek 3).

Rysunek 3. Porównanie właściwości autentykacji symetrycznej i niesymetrycznej