什么是安全芯片？

作者：tropicsquare
来源：https://www.tropicsquare.com/blogs/what-is-a-secure-element-and-why-should-you-care

我们对个人计算设备的依赖日渐增加，保护我们的电子资产前所未有地重要。小型的 “边缘” 或者说 “终端” 设备在我们的日常生活中的重要性日益增加，并且在许多时候，这些设备包含了敏感的数据，必须保持私密。这样的边缘设备的一个显然例子就是智能手机和智能手表，但它们只是冰山一角。

个人医疗设备、智能门锁、密码货币钱包、电子钱包，只是智能设备必须保护个人信息的几个常见例子。

作为一个开发者，在一个边缘设备中打造安全性，可用的资源受限是困难之一。因为赛博攻击日益增加和新的安全法规出台（比如欧盟的《Cyber Resilience Act》（CRA）），安全性不再是锦上添花，而是缺一不可。所以，来看看 “安全芯片（SE）” 吧。

你可能从来没听过这个词，但很可能你的智能手机、智能手表甚至信用卡都已经用上了它。它是现代电子安全领域的无名影响之一。以下就是它的定义、功能，以及给你带来的效用。

什么是 “安全芯片”？

一个安全芯片，就是一个抗篡改的芯片（tamper-resistant chip），是专门为安全地存储和处理敏感信息而设计的。这样的敏感信息有：

安全芯片在物理上是一块单独的芯片，与设备的主要处理器以及系统的其余部分都是隔离的。这种隔离使得它很难被攻击者访问和操纵存储于其中的设备。即使攻击者能控制设备的主要处理器，也依然不能访问存储在安全芯片中的数据。

许多安全芯片是抗篡改的，意思是，它能提供对物理攻击的防护。这种防护是通过基于硬件的环境传感器来实现的，比如激光探测器和电磁场探测器。当这些传感器被触发的时候，安全芯片就会采取一些行动，比如宕机、删除或者清空存储空间，以防止敏感信息泄露。

安全芯片是从硬件层安全性出发设计的，所以比基于软件的解决方案更有韧性。一般来说，它们会有自己的：

因为它们有自己的 CPU 和内存，所以安全芯片可以在其芯片的安全边界内执行加密操作。加密密钥、安全 token，乃至信用卡信息，都永远不会离开安全芯片。这种隔离意味着，即使恶意软件攻破了设备的主要操作系统，存储在安全芯片中的信息还是受到保护的。

假设你在使用 Apple Pay 或者 Google Pay 。当你添加自己的信用卡时，卡的细节会被加密然后存储在安全芯片。在交易期间，SE 会生成一个一次性的密码学 token 来处理支付 —— 不会揭晓你的真实卡号。

如果你是一个正在设计新产品的工程师，一块安全芯片可以给你提供敏感信息的重要保护层，并且能够符合安全法规（比如 CRA）的规定。安全芯片还可以启用一些重要的安全特性，包括：

隐私性保护：个人数据和生物信息，比如指纹和口令，必须保持私密，才能保证安全性。使用一个安全芯片，就能让黑客更难盗取信息。
安全启动和安全固件升级：保证你的设备运行的是完整的、没有经过篡改的代码，对任何设备的安全都是至关重要的。安全芯片可以为公钥和签名提供受保护的存储空间，从而安全地启动系统以及安全地更新固件。
安全支付：电子钱包、非接触式卡片，还有基于 NFC 的支付，都依赖于安全芯片来保护支付交易。没有它们，手机支付就是不安全、不可信的。
双因子身份鉴别：带有 SE 的设备可以作为强大的身份验证工具。硬件安全密钥产品，比如 YubiKey，就使用 SE，它通过双因子认证（2FA）来抵御钓鱼、保护用户的电子账户。
电子身份和权限控制：随着政府和企业转向电子身份和手机通行证，SE 正在成为保证这些证书无法克隆、无法伪造的关键。

安全芯片对于绝大部分用户来说是看不到的，但它在保护我们的赛博世界上扮演了至关重要的角色。从电子钱包到个人医疗设备，它们一直在幕后工作，让科技对每个人都更安全。

在考虑你的下一款产品的设计时，安全性是重中之重。安全芯片是你可以得到的最强大的保护层之一。

（完）