Краткое обсуждение механизма защиты данных в однокристальной системе LoRa-STM32WLE5 (SoC)

По мере того, как устройства IoT становятся все более распространенными, миллиарды устройств взаимодействуют через беспроводные сети, передавая огромные объемы конфиденциальных данных. Хотя такое широкомасштабное подключение устройств обеспечивает удобство, оно также создает значительные риски для безопасности. Решения «система-на-кристалле» (SoC) объединяют беспроводную связь, процессоры, механизмы хранения и безопасности в одном чипе, предлагая высокоинтегрированное решение для приложений Интернета вещей. Такая конструкция значительно упрощает процесс разработки оборудования, одновременно повышая общую производительность и безопасность устройств. SoC не только удовлетворяют требованиям беспроводной связи на большие расстояния с низким энергопотреблением, но также обеспечивают комплексную безопасность данных во время передачи, хранения и обработки с помощью передовых технологий. технологии шифрования. Это обеспечивает надежную защиту стабильности и безопасности устройств Интернета вещей. Теперь давайте обсудим некоторые механизмы безопасности в системах SoC.

LoRa-STM32WLE5 — это модуль SoC , разработанный NiceRF с использованием чипа ST STM32WLE5 от ST. Основанный на высокопроизводительном 32-битном RISC-ядре Arm® Cortex®-M4, он реализует полный набор инструкций DSP и независимый блок защиты памяти (MPU). Модуль использует модуляцию LoRa, обеспечивая возможности беспроводной связи на большие расстояния, с низким энергопотреблением и высокой чувствительностью. Кроме того, в конструкции предусмотрены надежные механизмы безопасности, обеспечивающие безопасность как устройств, так и данных.

Интегрированный дизайн SoC: снижение вероятности уязвимостей системы
LoRa-STM32WLE5, как модуль SoC, значительно выигрывает от своей высокоинтегрированной конструкции, что является ключевым преимуществом с точки зрения безопасности. По сравнению с традиционными дискретными системами архитектура SoC уменьшает количество физических точек соединения между компонентами системы, которые часто становятся объектами злоумышленников. Интегрируя процессор, модуль связи и механизмы безопасности в один чип, SoC STM32WLE5 значительно уменьшает количество точек входа для внешних атак, существенно снижая количество потенциальных уязвимостей.

В устройствах Интернета вещей угрозы безопасности часто обнаруживаются через уязвимости взаимодействия между различными компонентами системы. Архитектура SoC эффективно устраняет эту сложность, упрощая структуру безопасности системы и снижая вероятность обнаружения уязвимостей безопасности.

256-битное аппаратное шифрование AES : надежная защита передачи данных
Беспроводная передача данных, как и устройства Интернета вещей, неизбежно сталкивается с различными рисками атак. Модуль LoRa-STM32WLE5 повышает безопасность передачи данных за счет интеграции 256-битной технологии аппаратного шифрования AES. AES (расширенный стандарт шифрования) — это широко используемый алгоритм симметричного шифрования, и считается, что AES-256 имеет очень высокий уровень устойчивости к дешифрованию, способный удовлетворить потребности шифрования на десятилетия вперед.

Преимущество аппаратного шифрования заключается в его эффективности и безопасности по сравнению с программными решениями шифрования. Аппаратное шифрование выполняется непосредственно на уровне чипа, что позволяет передавать данные, не требуя сложных вычислений со стороны ЦП, тем самым избегая потенциальных уязвимостей процессора и атак на программном уровне.

В практических приложениях, таких как системы удаленного мониторинга в умных городах, тысячи камер передают видео и данные об окружающей среде в реальном времени через сети LoRa. Если бы эти данные не были зашифрованы, они подвергались бы высокому риску перехвата и подделки. Функция аппаратного шифрования модуля LoRa-STM32WLE5 обеспечивает исключительно надежную защиту этих критически важных потоков данных, обеспечивая конфиденциальность и целостность данных во время передачи.

Защита чтения/записи PCROP: ключ к безопасности встроенного ПО.
Помимо безопасности передачи, не менее важна безопасность встроенного ПО устройства. SoC LoRa-STM32WLE5 включает технологию PCROP (защита от считывания проприетарного кода), эффективно предотвращающую обратное проектирование и злонамеренное изменение кода.

Технология PCROP может блокировать определенные области хранения на чипе, делая их нечитаемыми или неизменяемыми. Даже если хакер попытается извлечь данные из чипа физическими средствами, он не сможет обойти защиту, обеспечиваемую PCROP, обеспечивающую безопасность прошивки устройства и основных алгоритмов. Это имеет решающее значение для защиты интеллектуальной собственности и предотвращения взлома прошивки.

В промышленных системах управления устройства часто работают в автоматических средах, где злоумышленники могут попытаться получить доступ к встроенному ПО устройства, чтобы внедрить вредоносный код или извлечь запатентованные алгоритмы. Технология PCROP эффективно блокирует подобные атаки, обеспечивая целостность и эксклюзивность прошивки устройства.

Модуль защиты памяти (MPU): предотвращение несанкционированного доступа
SoC STM32WLE5 оснащен встроенным модулем защиты памяти (MPU), обеспечивающим возможности детального управления памятью устройства. MPU позволяет системе ограничивать доступ к памяти для каждой задачи, предотвращая несанкционированный доступ и конфликты памяти между задачами. Эта функция особенно важна в многозадачных операционных системах, так как не позволяет вредоносным задачам влиять на критические системные процессы, обеспечивая нормальную работу устройства.

Например, в приложениях «умный дом» несколько датчиков и контроллеров совместно используют системные ресурсы для обработки данных. Если одна задача попытается получить доступ к области памяти, которой она не владеет из-за уязвимости программы, MPU немедленно заблокирует такое поведение, предотвращая сбои в выполнении других задач и избегая сбоев системы или дальнейшей эксплуатации.

Модуль SoC LoRa-STM32WLE5 — это не просто беспроводной модуль с отличными коммуникационными возможностями, но и эффективное решение SoC с множеством встроенных механизмов безопасности. Благодаря сочетанию аппаратного шифрования AES, защиты чтения/записи PCROP и управления памятью MPU он обеспечивает комплексную безопасность устройств IoT, гарантируя безопасность данных, встроенного ПО и системы на всех уровнях.