關(guān)鍵字：物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代 安全通信 商業(yè)成功 科學(xué)實(shí)驗模塊
特別是在工業(yè)4.0和汽車(chē)制造業(yè)的大背景下，“無(wú)所不在的互聯(lián)”給經(jīng)濟發(fā)展創(chuàng )造了巨大的機會(huì )，也使德國成為一個(gè)商業(yè)地標。當然，這同時(shí)也給商業(yè)帶來(lái)了嚴峻的挑戰，其中，首當其沖的便是數據安全問(wèn)題。我們如何能在開(kāi)放的網(wǎng)絡(luò )環(huán)境下保護商業(yè)機密和知識產(chǎn)權？如何保護數據的機密性和安全性？不同的設備和部件之間如何做到安全通信？黑客攻擊又將如何被識別并且有效避免潛在的危險和破壞呢？簡(jiǎn)而言之，數據的安全性和系統的完整性是新商業(yè)模式取得成功的關(guān)鍵，因為它們能保證產(chǎn)品和服務(wù)的可用性和可靠性。
安全控制器保護網(wǎng)絡(luò )化的物聯(lián)網(wǎng)系統，防止未經(jīng)授權的入侵和未允許的操作
行業(yè)人士都已經(jīng)意識到，單獨依靠軟件本身是無(wú)法充分地保護互聯(lián)系統的，軟件和硬件的結合才是抵御攻擊、防止系統被篡改的更有效的方法。根據應用場(chǎng)合的不同，我們也已有特殊的安全芯片可以滿(mǎn)足必要的安全標準，將應用程序的效率最大化。
從工業(yè)4.0看物聯(lián)網(wǎng)
安全的數據交換是下一次工業(yè)生產(chǎn)革命（也稱(chēng)“智能工廠(chǎng)”或“工業(yè)4.0”）的前提。智能機械、存儲系統、生產(chǎn)設備以及智能產(chǎn)品已經(jīng)全球互聯(lián)。這種網(wǎng)絡(luò )互聯(lián)的現象也在供應商和客戶(hù)之間不斷涌現，特別是對于大中型企業(yè)來(lái)說(shuō)，更是如此。形象地說(shuō)，工業(yè)4.0開(kāi)啟了工廠(chǎng)的大門(mén)，同時(shí)，這也使防止系統被篡改、預防網(wǎng)絡(luò )化生產(chǎn)系統被破壞以及避免造成相關(guān)經(jīng)濟損失等的需求愈加強烈。畢竟，智能工廠(chǎng)只有在通過(guò)穩定、高效的方式成功實(shí)施且其工藝技術(shù)以及知識產(chǎn)權被得到有效保護之后，它才能真正付諸實(shí)踐并且為大眾所接受。
在2014年的漢堡IT峰會(huì )上，英飛凌、德國電信、Fraunhofer SIT、TRUMPF、WIBU-SYSTEMS與 Hirschmann (Belden 旗下子公司)共同展示了“德國制造”的安全解決方案是如何應用于工業(yè)設備中的，這也充分表明了無(wú)縫的通信安全是如何在不同地域、不同行業(yè)之間發(fā)揮作用的。例如，一個(gè)位于慕尼黑的員工可以通過(guò)他的平板電腦發(fā)出生產(chǎn)訂單，然后再通過(guò)一個(gè)安全的通信通道將其傳輸至漢堡的生產(chǎn)現場(chǎng)，之后，位于漢堡的生產(chǎn)設備就可以自動(dòng)執行這個(gè)訂單了。
為了確保價(jià)值鏈兩端（如圖1）的安全通信，我們將安全控制裝置（在這個(gè)案例當中，我們也可將其理解為可信平臺模塊，即TPM）集成于IT網(wǎng)絡(luò )的所有設備中（包括平板電腦、無(wú)線(xiàn)網(wǎng)關(guān)、路由器以及生產(chǎn)設備）。它們在發(fā)揮了數據資源、加密組件以及認證組件三大功能的同時(shí)，也履行了其它多重功能。
圖2: 英飛凌OPTIGA可信平臺模塊
和電子身份驗證一樣，它們可安全地識別個(gè)人系統組件，因此，只有經(jīng)授權的個(gè)人或設備才可進(jìn)入網(wǎng)絡(luò )；
從設備層面來(lái)說(shuō)，它們是檢測組件或設備中出現的非法操作以及攻擊的基礎。這樣一來(lái)，邏輯攻擊和物理攻擊都可以被檢測到，并且它們還會(huì )采取相應的預防措施；
作為一個(gè)安全儲存單元，它們還可以保護那些用于加密安全通道的機密信息。
由于安全控制器通過(guò)了英國標準協(xié)會(huì )（信息技術(shù)安全認證的國家機構）的評估和認證，并且符合國際通用標準，所以，該解決方案符合較高的安全需求。同時(shí)，由于它不僅僅在產(chǎn)品層面獲得了認證，而且生產(chǎn)過(guò)程以及整體供應鏈也獲得了認可，所以，它使用戶(hù)的安全性能最大化，使其生產(chǎn)過(guò)程也變得更加靈活。
可信平臺模塊為端到端通信的安全性保駕護航
到目前為止，公司主要通過(guò)單純的軟件解決方案保障其內網(wǎng)通信的安全性。但是，與諸如可信平臺模塊（見(jiàn)圖2）等的硬件安全技術(shù)相比，這些軟件解決方案存在一些不足和缺陷，并且，它們也無(wú)法長(cháng)時(shí)間有效地確保安全性。一般來(lái)說(shuō)，軟件都是由代碼組成，而代碼相對比較容易被讀取、復制和修改，安全攻擊者也因此可以順利地通過(guò)繞開(kāi)軟件編寫(xiě)的安全功能，進(jìn)行惡意襲擊。而可信平臺模塊則可以為各類(lèi)部件和軟件提供安全保障，因為存儲于該模塊中的密匙不會(huì )脫離安全芯片，因此，未經(jīng)授權也無(wú)法使用該密匙。
圖2: 英飛凌OPTIGA可信平臺模塊
同時(shí)，安裝于主機板中的可信平臺模塊使用了符合國際標準的加密算法，并且通過(guò)I2C或LPC等標準接口提供集成功能。此外，該模塊還允許密匙、數據以及數字簽名等被安全地儲存、修改及傳輸。為了取得上述認證和編碼，該模塊還配備一個(gè)特殊的內部處理器，使其可以在一個(gè)安全的環(huán)境內生成密匙。此外，該模塊內的特殊加密處理器系統可實(shí)現2048位RSA加密算法，確保復雜加密操作的安全性。加密的非易失性存儲器也保證了重要數據和密匙在設備處于關(guān)閉模式時(shí)能被安全儲存。
由于被儲存的加密校驗可以記錄和確認系統的啟動(dòng)過(guò)程，因此，我們可以核查軟件系統的完整性，檢測系統內被執行的程序，從而記錄任何篡改軟件的行為，并且通過(guò)關(guān)閉受影響的組件或斷開(kāi)組件的網(wǎng)絡(luò )對其進(jìn)行阻止。通過(guò)對惡意軟件進(jìn)行病毒式清理，我們可以及時(shí)發(fā)現木馬病毒和蠕蟲(chóng)病毒，并有效阻止它們進(jìn)一步擴散，否則，這些病毒會(huì )在開(kāi)機過(guò)程中悄然影響系統的運行，甚至可能在未被察覺(jué)的情況下擴散至公司的整個(gè)系統。
長(cháng)期的可靠性規劃——可信計算組織為行業(yè)和客戶(hù)設立標準
基于可信計算組織開(kāi)放標準的可信平臺模塊已經(jīng)在電腦和筆記本中使用了許多年，并且給新的應用程序提供了經(jīng)驗借鑒。在可信計算組織的認證程序中，可信計算組織可以將所有符合標準的可信平臺模塊產(chǎn)品記錄存檔，從而給市場(chǎng)用戶(hù)提供更好的產(chǎn)品定位。這個(gè)產(chǎn)品標準也具備其它好處：對可信計算組織的詳盡說(shuō)明提升了許多不同的操作系統和客戶(hù)應用程序的兼容性。用戶(hù)可以在任意時(shí)間將系統架構設計中的不同解決方案融合起來(lái)，并且同時(shí)具備長(cháng)期的可靠性規劃。
然而，網(wǎng)絡(luò )化的日益普遍也給其它領(lǐng)域提出了安全性要求?？尚庞嬎憬M織很早就開(kāi)始對此做出反應，并設計了可涵蓋眾多應用程序的可信平臺模塊2.0新標準。
結論
在物聯(lián)網(wǎng)中，單個(gè)設備或部件已經(jīng)無(wú)法再孤立地被看待。生產(chǎn)設備上任何一個(gè)偽造的備件或被惡意操縱的固件升級都足以對整個(gè)生產(chǎn)鏈造成巨大的損壞。通過(guò)采用特殊的安全芯片，我們可以最大程度地保護網(wǎng)絡(luò )化系統。同時(shí)，這個(gè)安全芯片的應用領(lǐng)域也十分廣泛，涵蓋工業(yè)4.0、自動(dòng)連接、樓宇自動(dòng)化、智能家居以及電子健康應用等。當門(mén)診醫生對病人進(jìn)行藥物檢查，或3D打印機正在打印新的組件時(shí)，數據安全和系統完整性都是
移動(dòng)設備訪(fǎng)問(wèn)
