4月15日是《中華人民共和國密碼法》頒布實施后的第一個全民國家安全教育日。密碼技術(shù)對保衛(wèi)國家安全和人民利益有重要作用，隨著5G、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)技術(shù)的不斷普及，密碼技術(shù)正在發(fā)揮著越來越顯著的作用。安全芯片是密碼技術(shù)的載體，也是重要數(shù)據(jù)的保險箱。從每個人的身份證、銀行卡、手機卡，到稅務(wù)、通信、金融、交通、安防、醫(yī)療等涉及國計民生的方方面面，都離不開安全芯片的保駕護航。而5G、AI等新基建項目，也對安全芯片提出了新的挑戰(zhàn)。
數(shù)據(jù)安全的最后一道堡壘
安全芯片是一種可獨立進行密鑰管理、加密傳輸及安全計算的硬件裝置。業(yè)內(nèi)人士劉權(quán)向記者表示，安全芯片是重要敏感數(shù)據(jù)的載體和最后一道堡壘，是保證關(guān)鍵數(shù)據(jù)計算的最終可信運算設(shè)備，對于網(wǎng)絡(luò)安全至關(guān)重要。
華大電子銷售中心總經(jīng)理馬靖將安全芯片比作“重要及敏感數(shù)據(jù)的保險箱”。她表示，安全芯片的必要性體現(xiàn)在三個方面。首先，安全芯片能將設(shè)備中涉及個人隱私、知識產(chǎn)權(quán)的敏感數(shù)據(jù)存儲起來，進行加密保護;其次，數(shù)據(jù)加解密的處理過程都是在芯片內(nèi)部，不會造成信息外泄;最后，在安全芯片內(nèi)部是通過硬件方式實現(xiàn)的真隨機數(shù)，并非軟件方式的偽隨機序列，可確保在設(shè)備和云端通信的過程中，同樣的數(shù)據(jù)在不同時間、不同批次的上報中獲得不同的隨機密匙，以防范通信鏈路上的竊聽攻擊。
“信息流的安全控制與處理，是安全芯片的本質(zhì)要求?！瘪R靖告訴記者。
相比單純的軟件算法，安全芯片既可以抵御軟件攻擊，也可以防范硬件攻擊。紫光國微高級業(yè)務(wù)副總裁蘇琳琳向記者指出，網(wǎng)絡(luò)攻擊的終極目標(biāo)是獲取信息。在網(wǎng)絡(luò)攻擊中，密鑰是最重要的信息。網(wǎng)絡(luò)攻擊除了通過軟件方式進行，還可以通過分析信息存儲的硬件來獲得密鑰。
“基于安全芯片來構(gòu)建終端的安全解決方案，不僅能抵抗軟件攻擊，還能抵抗硬件攻擊。沒有密碼芯片的系統(tǒng)缺乏根基。在安全芯片中，即便CPU也不能直接接觸芯片的密碼，從而從根本上解決安全問題?！碧K琳琳說。
翱捷科技高級戰(zhàn)略總監(jiān)王鵬向記者表示，采用硬件實現(xiàn)加解密，可以有兩方面好處：一是加解密的計算處理性能有較大提升;二是能更好地實現(xiàn)軟硬件的強耦合，保障安全防護性能。
“以芯片方式實現(xiàn)密碼算法，產(chǎn)品通過國推商用密碼認(rèn)證后，客戶使用也更為方便?！蓖貔i說。
從智能卡走向物聯(lián)網(wǎng)
目前，安全芯片已經(jīng)滲入生產(chǎn)生活的方方面面。傳統(tǒng)安全芯片包括智能卡芯片、用于支付等場景的終端芯片等，涉及身份安全、支付安全、通信安全、賬戶安全、終端安全等多個場景。從身份證、銀行卡、交通卡、SIM卡等個人常用的民生卡片，到身份安全、賬戶安全等身份識別認(rèn)證，柜臺的POS機等，都有安全芯片的存在。華大電子、紫光國微、大唐微電子等企業(yè)都在智能卡和終端類安全芯片方面推出了多種方案。
物聯(lián)網(wǎng)開啟的智能家居、智慧交通等場景，也成為安全芯片的重要應(yīng)用領(lǐng)域。劉權(quán)表示，5G及物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將網(wǎng)絡(luò)邊緣的計算能力更好地進行應(yīng)用，使得人們身邊設(shè)備的服務(wù)能力極大增強，同時也對傳感節(jié)點、智能終端的安全性能提出了較高要求，是密碼安全芯片未來應(yīng)用的主要方向。
物聯(lián)網(wǎng)的安全需求主要包括設(shè)備的唯一標(biāo)識、設(shè)備端與云端雙向身份認(rèn)證、數(shù)據(jù)加密傳輸以及遠(yuǎn)程OTA升級安全等。馬靖表示，針對物聯(lián)網(wǎng)的安全芯片部署主要有兩個維度。一是滿足物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備本地的數(shù)據(jù)安全或品牌安全，比如智能家電的配件防偽、智能門鎖的指紋數(shù)據(jù)或密碼等涉及使用者的生物特征及隱私數(shù)據(jù)等;二是滿足物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備與云端之間的數(shù)據(jù)安全，比如智能表計場景下的抄表數(shù)據(jù)安全、智能安防場景下的IPC(網(wǎng)絡(luò)攝像頭)視頻碼流的數(shù)據(jù)安全等。
同時，物聯(lián)網(wǎng)對成本、功耗高度敏感，需要兼顧性能和成本平衡。蘇琳琳表示，安全芯片曾經(jīng)以高可靠性為核心競爭力，但要滿足物聯(lián)網(wǎng)的部署需求，需要同時兼顧高性能和低成本。王鵬表示，在物聯(lián)網(wǎng)場景下，終端核心通信芯片內(nèi)置密碼算法，對產(chǎn)品小型化和成本優(yōu)化，都大有好處。
目前，華大電子推出了針對智能家居、智能安防、智能表計、智能交通以及車聯(lián)網(wǎng)等場景的物聯(lián)網(wǎng)安全芯片產(chǎn)品及解決方案，產(chǎn)品累計出貨量達(dá)到上億級。紫光國微也推出了智能家居、車聯(lián)網(wǎng)等方案，旗下紫光同芯的THD89系列通過了金融級和車規(guī)級認(rèn)證，支持商用密碼算法。翱捷科技在物聯(lián)網(wǎng)和泛智能終端芯片領(lǐng)域，都具備完整的軟硬件安全和商用密碼支持能力，可以為下游客戶提供安全終端芯片解決方案。
新基建帶來新挑戰(zhàn)
5G、人工智能、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等新基建項目的加速部署，為安全芯片開啟了新的應(yīng)用場景，也帶來了新的挑戰(zhàn)。
5G有三大典型應(yīng)用場景，增強型移動寬帶(eMBB)、低時延高可靠通信(uRLLC)、大規(guī)模機器類通信(mMTC)，都對安全加密有更高的要求，特別是后兩者，對終端處理能力和性能要求相當(dāng)敏感。王鵬表示，只有在芯片底層硬件內(nèi)置相關(guān)的密碼算法引擎，才能更好地確保通信性能和安全加密性能的均衡實現(xiàn)。
“5G的應(yīng)用會有大約80%是行業(yè)場景，對于智能家居、金融支付、物聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等場景，有必要加強商用密碼算法的進一步普及和規(guī)模應(yīng)用，實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)鏈良性循環(huán)，形成對信息及數(shù)據(jù)安全、應(yīng)用與服務(wù)安全的堅實支撐?！蓖貔i說。
工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)對安全芯片的要求有三個方面。一是工業(yè)數(shù)據(jù)確權(quán)、交易和治理相對于消費數(shù)據(jù)更為復(fù)雜，對安全芯片的算法機制提出更多考驗;二是工業(yè)控制對于芯片時延、功耗、靈活性要求更高;三是對芯片可靠性要求更高。蘇琳琳表示，工業(yè)環(huán)境對終端的標(biāo)準(zhǔn)和要求非常嚴(yán)格，工業(yè)環(huán)境中往往會遇到低溫、高溫、高濕、強干擾、強震動等，都會給設(shè)備的安全、穩(wěn)定性帶來挑戰(zhàn)，安全芯片必須滿足能夠在工控環(huán)境下穩(wěn)定、安全使用的要求。
AI是數(shù)字經(jīng)濟時代的“水電煤”，對安全芯片的性能提出挑戰(zhàn)。馬靖表示，安全芯片要符合商用密碼算法的技術(shù)規(guī)范，滿足溫度、濕度等環(huán)境參數(shù)要求，還要結(jié)合應(yīng)用領(lǐng)域?qū)π酒δ?、性能及可靠性的特定需求。以AI為例，一款安全芯片要成為支持AI處理的芯片，在保護AI算法知識產(chǎn)權(quán)的基礎(chǔ)之上，對安全芯片的性能要求也是一個飛躍。
“安全芯片在可靠性的每一步跨越都是非常大的挑戰(zhàn)，從消費級到工業(yè)級再到車規(guī)級?！瘪R靖說。她表示，目前華大電子安全芯片已在國計民生的多個應(yīng)用領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)規(guī)模應(yīng)用，其中帶商用密碼的安全芯片更是大批量出貨。針對新基建的新場景和新挑戰(zhàn)，華大電子將結(jié)合國計民生重點領(lǐng)域和自身業(yè)務(wù)方向，持續(xù)加強布局。
“盡管《中華人民共和國密碼法》已頒布實施，但是在物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域，由于缺少行業(yè)安全規(guī)范，基于商用密碼算法的安全芯片在物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的應(yīng)用推進進展緩慢;作為安全芯片企業(yè)，華大電子正積極推進商用密碼算法在物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的應(yīng)用推廣，但力量有限，希望行業(yè)主管部門能從規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)方面多引導(dǎo)商用密碼算法的應(yīng)用。”馬靖表示。
蘇琳琳也表示，紫光國微將繼續(xù)提供系統(tǒng)可信根、數(shù)據(jù)安全存儲，保障安全運行以及安全連接，從硬件層面對終端設(shè)備進行完整保護，為5G、AI、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等新基建重要領(lǐng)域構(gòu)建安全隧道。
對于商用密碼安全芯片的發(fā)展，王鵬提出了兩點建議。一是突出市場和需求引導(dǎo)，對物聯(lián)網(wǎng)、金融支付、智能家居、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等應(yīng)用場景，加強商用密碼算法的應(yīng)用需求牽引和產(chǎn)品市場導(dǎo)向。二是注重軟硬件協(xié)同的產(chǎn)業(yè)鏈和生態(tài)鏈建設(shè)。在相關(guān)基礎(chǔ)軟件環(huán)節(jié)上，同步加強軟硬件協(xié)同工作，為上層應(yīng)用和服務(wù)創(chuàng)造更為便捷的開發(fā)環(huán)境和產(chǎn)業(yè)支持。他表示，翱捷科技會發(fā)揮技術(shù)優(yōu)勢，積極貢獻(xiàn)自己的一份力量。