铜墙铁壁的最佳安全保护－硬体加解密MCU

发表于 2018-7-4 16:18

作者：新唐科技股份有限公司微控制器行销应用处沈子岚技术经理

IoT联网装置日渐普及，大家在享受联网装置所带来便利性的同时，也必须同时承担联网装置的风险，即资料在传输过程可能遭窃取、伪造，因此资料传输过程的安全性，对于IoT联网装置是基本的要求，而利用加解密运算引擎，将一串明码资料经过加密或编码(Cryptography)后变成一堆不具意义的乱码，大幅降低资料传输的风险，但资料加密或编码化是复杂的运算过程，极耗CPU资源，大量加解密资料需求会造成CPU效能下降，因此采用硬体加解密，避免效能降低，且能达到最高等级的安全防护将是较佳选择。

硬体加解密主要优点：

1. 铜墙铁壁安全保护：使用硬体方式來储存与保护金钥，加解密运算(Cryptography)过程都在硬体内进行，软体程序无法介入**或窃取密钥，达到最高等级的安全防护。

2. 提升运算效能：MCU内建加解密运算处理，不占用CPU资源，且能达成网路传输的即时性要求。

硬体加解密引擎种类：

AES (Advanced Encryption Standard)：是一个反覆运算、对称金钥分组的密码，它可以使用128、192 和 256 位金钥，并且用 128 位元(16位元组)分组加密和解密资料。
DES/3DES (Data/Triple Data Encryption Standard)：利用Shannon的多重加密的观念，并利用混淆(Confusion)与散布(Diffusion)等方式，将原始资料杂散重组，让**者无法利用统计方式或其他数学分析技巧将加密后的资料还原。
ECC (Elliptic Curve Cryptography)：是一种基于椭圆曲线数学来建立公开密钥加密的演算法，最大的优势在于相同的安全强度下，ECC使用的金钥长度较RSA的金钥短，所以ECC的执行效率更佳，非常适合在智慧卡或行动装置等有限资源环境下使用。
SHA (Secure Hash Algorithm)：密码杂凑函式家族的演算法，能计算出一个数位讯息所对应到的长度固定字串(讯息摘要)，且若输入的讯息不同，它们对应到不同字串的机率很高。
HMAC (Hash-based Message Authentication Code)：用来保证讯息的资料完整性和讯息的资料来源认证。以一个金钥和一个讯息为输入，生成一个讯息摘要作为输出，主要是为了保证讯息的资料完整性和讯息来源的有效性进行验证。

新唐科技致力于提供MCU完整平台，为满足物联网应用对安全保护的需求，推出以Arm Cortex-M4为核心且内建硬体加解密引擎的M480系列，本系列除提供完整安全防护外，亦能在72 MHz至192 MHz的时脉下提供高达90 DMIPS至240 DMIPS的高性能系统设计，其中内部Flash运行时的动态功耗更可低至175μA/MHz，同时满足物联网装置的低功耗需求。