隨著(zhù)各種記憶體類(lèi)型導入汽車(chē)、制造業(yè)和物聯(lián)網(wǎng)(IoT)等廣泛應用，對于安全的要求也相應地大幅提高了。然而，問(wèn)題并不僅在于其整合安全之處，更重要的是如何加以管理，特別是將使用多年的嵌入式記憶體…
隨著(zhù)更多的新興應用案例出現，揭露了記憶體技術(shù)可能成為駭客制造破壞的一個(gè)威脅管道，無(wú)論他是透過(guò)竊取資料還是發(fā)送惡意指令等方式。
當然，在記憶體中內建安全功能并不是什么新鮮事。例如「SD卡」(Secure Digital Memory Card)中的'S'一開(kāi)始就是指「安全」(secure)，只是SD協(xié)會(huì )(SD Association)一直未真正的強調這一點(diǎn)。此外，電子擦除式可編程唯讀記憶體(EEPROM)長(cháng)久以來(lái)也已經(jīng)用于需要嵌入式安全的應用，如信用卡、SIM卡和車(chē)用免鑰匙進(jìn)入系統等。
但隨著(zhù)不同的記憶體類(lèi)型開(kāi)始應用于更廣泛的系統——如汽車(chē)、制造業(yè)和物聯(lián)網(wǎng)(IoT)——對于安全的需求相對大幅增加了。但問(wèn)題并不僅在于其整合安全之處，更重要的是如何加以管理，特別是在嵌入式記憶體中，這些記憶體預計將存在于裝置中使用許多年，甚至可能是幾十年。
Objective Analysis首席分析師Jim Handy去年參加儲存網(wǎng)路產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì )(Storage Networking Industry Association；SNIA)儲存開(kāi)發(fā)者大會(huì )(Storage Developer Conference)時(shí)，他在一場(chǎng)英特爾(Intel)的議程中介紹了非揮發(fā)性雙列直插式記憶體模組(NVDIMM)的韌體升級標準，以及如何解決漏洞問(wèn)題。Handy告訴《EE Times》編輯，「我之前一直未曾考慮到惡意軟體可能插入運算環(huán)境的眾多可能之處?！?/font>
他說(shuō)，這不僅僅可能發(fā)生在使用快閃記憶體(flash)的系統各處，例如SSD中的統一可擴展韌體介面(Unified Extensible Firmware Interface；UEFI)的啟動(dòng)和韌體，還有flash晶片中控制編程演算法的處理器。Handy說(shuō)：「這些處理器的韌體與flash中的資料儲存在一起，形成了另一個(gè)漏洞?！?/font>
從經(jīng)濟效益來(lái)看，破壞某種特定記憶體和破解內建該記憶體的電腦差不多。就像蘋(píng)果(Apple)電腦比較少因為病毒和惡意軟體破壞而上新聞，這是因為他們只占整個(gè)電腦市場(chǎng)的一小部份，所使用的記憶體出貨單位較少，即使駭客要對其搞破壞似乎也不太有投資報酬率(ROI)。
Handy說(shuō)，再從每年SRAM晶片的銷(xiāo)售數字不高來(lái)看，顯示駭客就算更努力尋找安全漏洞，最終可能取得的利潤也不高。然而，如果全球推出了數十億個(gè)單位的某種DRAM，那就可能經(jīng)由行錘(row hammer)攻擊而賺錢(qián)。
但在大多數情況下，考慮到要攻破這些技術(shù)所涉及的工作量龐大，也就不必太過(guò)于擔心DRAM保護的問(wèn)題。不過(guò)，一個(gè)極端的情況是竊取仍處于睡眠模式且受密碼保護的筆記型電腦。他說(shuō)，小偷可以在DRAM模組上使用液氮，將它們移除后放入另一個(gè)系統而取得內容。Handy說(shuō)：「讓DRAM維持在更低溫，保持位元資料新鮮的時(shí)間就越長(cháng)，而不需要隨時(shí)刷新?！?/font>
那么其他的記憶體呢？Handy說(shuō)，鐵電隨機存取記憶體(FRAM)與EEPROM類(lèi)似，也適于需要安全的應用，例如交通支付卡。而磁阻式隨機存取記憶體(MRAM)和可變電阻式隨機存取記憶體(RRAM)尚未落實(shí)于安全攸關(guān)應用，主要因為目前其市場(chǎng)較小，還不值得投入這些技術(shù)的安全應用。然而，快閃記憶體具有更多安全特性，特別是NOR Flash。
Handy說(shuō)，「由于引擎控制器使用NOR Flash，使得汽車(chē)產(chǎn)業(yè)很早就切入安全領(lǐng)域了，而且他們還發(fā)現可以經(jīng)由改變NOR Flash成份來(lái)調整引擎，以降低空氣污染并提供更多動(dòng)力?！沟?，這很可能導致引擎在保固期滿(mǎn)前發(fā)生故障，而使得汽車(chē)制造商陷入困境。
當然，在汽車(chē)系統中，記憶體受損的后果可能比調整或改裝引擎更嚴重。當今的智慧車(chē)輛和自動(dòng)駕駛車(chē)中充滿(mǎn)著(zhù)各種感測器，包括攝影機、雷達和光達，用于在車(chē)輛內外傳輸關(guān)鍵資料。例如，下一代雷達——即認知雷達，透過(guò)微控制器(MCU)控制類(lèi)比雷達、儲存和提取本地flash中的資料。因此，旺宏電子(Macronix)市場(chǎng)行銷(xiāo)處資深處長(cháng)Anthony Le表示，這必須進(jìn)行身份驗證，否則系統就可能被人攻破，甚至接管車(chē)輛。
將安全性分層到任何系統的挑戰之一是對于性能的影響。針對車(chē)用flash和其他記憶體，真正的問(wèn)題就在于啟動(dòng)時(shí)間。Le說(shuō)：「安全性并不會(huì )增加任何功耗。相較于MCU和處理器，flash消耗的功率非常少?！巩擬CU必須進(jìn)行大量的系統檢查和認證時(shí)，旺宏的解決方案則可用于解決啟動(dòng)周期的問(wèn)題。
以成本和品質(zhì)來(lái)看，NOR Flash在汽車(chē)領(lǐng)域均得到了驗證。但在接下來(lái)的五到十年，RRAM和FRAM等記憶體將陸續進(jìn)入汽車(chē)領(lǐng)域的利基市場(chǎng)——甚至在某些情況下取代EEPROM，不過(guò)它們還需要一些時(shí)間來(lái)證明。
SSD的安全性
當然，NAND無(wú)處不在，它很快地從用于混合儲存陣列的高成本儲存介質(zhì)開(kāi)始變得更實(shí)惠，All-Flash陣列也日益普及。但SNIA安全技術(shù)工作組主席Eric Hibbard表示，為了避免資料被竊取，確保SSD的安全性就像也能選擇擦除資料一樣，原因就在于超容量快取(OP)。
為了延長(cháng)SSD的使用壽命，供應商可能對其進(jìn)行超容量快取，以確保相同的記憶體單元不至于因為過(guò)多的覆寫(xiě)而磨損。他說(shuō)：「當你想讓資料消失時(shí)，問(wèn)題就來(lái)了?！辜僭O1TB SSD可能進(jìn)行超容量快取，使實(shí)際儲存容量達到1.3TB，但是當你想以覆寫(xiě)方式清除硬碟時(shí)，只能清理掉1TB的內容。
Hibbard表示，使用者越來(lái)越習慣以加密方式保護SSD上的資料。Hibbard說(shuō)：「當運用flash技術(shù)時(shí)，我們看到越來(lái)越多導入了加密技術(shù)，因為它基本上是一種確保資料在這些SSD上寫(xiě)入后也能刪除的可靠方法?！?/font>
他說(shuō)，這種加密擦除的途徑并非依靠覆寫(xiě)來(lái)刪除SSD中的資料。「基本上是摧毀了資料的加密密鑰，但實(shí)際上并不會(huì )觸及任何記憶體單元。它是一種近乎即時(shí)的處理機制?！?/font>
Hibbard說(shuō)，這種加密擦除技術(shù)可用于儲存陣列，以及處理內部的所有硬碟，或是用于實(shí)際的自加密介質(zhì)。「控制器和硬碟之間的關(guān)系基本上取決于驗證身份的密鑰?！谷绻麤](méi)有這些功能，就必須摧毀整個(gè)介質(zhì)，以避免資料無(wú)法完全清除。
加密變得更加容易了，因為它是在硬體中實(shí)現的。他說(shuō)：「你會(huì )看到加密晶片實(shí)際安裝在控制器板上，或者實(shí)際嵌入于此磁碟的加密機制?！勾送?，它并不會(huì )影響性能——無(wú)論加密是否添加到硬碟或控制器中，幾乎都不影響I/O。
現代車(chē)輛中的先進(jìn)駕駛輔助系統(ADAS)只是許多需要更進(jìn)一步確保記憶體技術(shù)安全的眾多新興用例之一
自加密硬碟(例如由Virtium制造的產(chǎn)品)包括使用先進(jìn)加密標準(AES)的專(zhuān)用加密引擎，無(wú)需采用軟體在主機上運行。
如何有效管理安全性以及如何更新裝置，將因為記憶體所在位置而改變，汽車(chē)和物聯(lián)網(wǎng)就是很好的例子，因為它們都具有分布式和連接本質(zhì)。工業(yè)級flash記憶體制造商Swissbit AG最近展示了用于現場(chǎng)控制和管理記憶體的網(wǎng)路策略伺服器概念。透過(guò)將雙因素驗證綁定到單個(gè)IP地址，開(kāi)機載入程式將僅在定義的網(wǎng)路中運行。例如，如果從制造設施中移除一款裝置，就表示不存在安全風(fēng)險。賽普拉斯半導體(Cypress Semiconductor ) Flash業(yè)務(wù)行鎖總監Sandeep Krishnegowda指出，管理記憶體的安全性和用戶(hù)權限的發(fā)展歷史比機上盒(STB)更久遠，這是遠端管理裝置的一項早期案例。
還有一些變化就是一些新興用例的生命周期。具有記憶體功能的裝置預計可持續使用長(cháng)達十年或更長(cháng)時(shí)間，無(wú)論是現場(chǎng)監測作物還是嵌入自駕車(chē)中的感測器。例如，Krishnegowda表示，賽普拉斯等記憶體供應商需要在產(chǎn)品生命周期內添加演算法。「您需要提供某種類(lèi)型的遠端升級，才能管理其中一些加密演算法或更新?！?/font>
他并預期，裝置將可透過(guò)空中傳輸(OTA)的方法，經(jīng)由云端進(jìn)行配置。「如果你可以從云端管理其中一些升級，那么它就是一種新的商業(yè)模式?！?/font>
移動(dòng)設備訪(fǎng)問(wèn)
