內(nèi)存的安全功能并不是新概念，但因為新冠病毒肺炎疫情導(dǎo)致遠(yuǎn)程工作與聯(lián)機(jī)需求激增，也意味著保衛(wèi)資安變得更重要、甚至更具挑戰(zhàn)性，特別是包括5G在內(nèi)的跨通訊基礎(chǔ)建設(shè)數(shù)據(jù)分享等新興使用案例。在此同時，安全性功能會為內(nèi)存設(shè)計增添復(fù)雜度。
甚至是在邊緣運算、物聯(lián)網(wǎng)（IoT）、連網(wǎng)車輛等市場大幅成長之前，內(nèi)存內(nèi)的安全功能就在逐漸增加。電氣可擦除可程序化只讀存儲器（EEPROM）是信用卡、SIM卡與無鑰門禁系統(tǒng)的最愛；SD卡的“S”就是代表“安全”（secure）；還有以閃存為基礎(chǔ)的固態(tài)硬盤（SSD），多年來已經(jīng)內(nèi)含加密功能。
安全性已經(jīng)穩(wěn)固地被嵌入分布在運算系統(tǒng)與網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中的內(nèi)存和連網(wǎng)裝置，但是這些基于內(nèi)存的安全性還是得考慮人為錯誤──對于使用者開啟了偽裝成附加檔案的病毒，或是路由器被錯誤配置的后果，資安專家仍需要因應(yīng)。類似地，除非正確地配置、并與整個系統(tǒng)包括軟件相互協(xié)調(diào)，安全性內(nèi)存的功能無法完全發(fā)揮。
安全運作中心
你可以說，有兩種“SoC”──安全運作中心（security operation scenter）以及系統(tǒng)單芯片（systemsonchip）正在融合。像是Rambus等公司提供的產(chǎn)品旨在保護(hù)每一個連結(jié)，以因應(yīng)云端與邊緣運算服務(wù)器連結(jié)帶寬需求的增加。同時Infineon也擴(kuò)展旗下Cypress的SemperNOR閃存，以因應(yīng)每一個被鏈接系統(tǒng)必然會面臨黑客竄改閃存組件內(nèi)容的問題。
竄改可能會影響任何數(shù)量的不同運算平臺，包括基本上就是有四個輪子之服務(wù)器的自動駕駛車輛；此外還有透過5G連網(wǎng)而強(qiáng)化的工業(yè)、醫(yī)療，物聯(lián)網(wǎng)（IoT）應(yīng)用情境。安全性不只需要被整合其中，也需要在不同裝置的整個生命周期中──其中部份具備嵌入式內(nèi)存的可能長達(dá)十年──被管理。高內(nèi)存成份的應(yīng)用對黑客來說最具吸引力。
市場分析師Thomas Coughlin表示，加密密鑰管理仍然是保障系統(tǒng)安全的關(guān)鍵；隨著非揮發(fā)性內(nèi)存激增，將安全性放進(jìn)嵌入式系統(tǒng)越來越重要，這是因為即使裝置電源關(guān)閉，數(shù)據(jù)仍然會被永久保存。Coughlin指出，添加安全性功能不那么具挑戰(zhàn)性，例如SSD上的數(shù)據(jù)可以加密；“問題在于用戶是否能輕松使用這些功能，因為最弱的連結(jié)通常就是人。”
因為生物辨識功能取代了傳統(tǒng)的密碼，智能手機(jī)成為一種身分驗證代理；但這種情境開啟了未加密數(shù)據(jù)意外被曝光的可能性。Coughlin指出，風(fēng)險在于實作上的缺陷或是復(fù)雜度：“讓安全性簡單是關(guān)鍵，這比加密數(shù)據(jù)并將之放進(jìn)硬件還要重要。”
SSD與內(nèi)存供貨商Virtium營銷副總裁ScottPhillips表示，加密SSD效果有限，需要多層、受管理的方法。他指出，像是TrustedComputingGroup的Opal規(guī)格，能達(dá)到BIOS等級的開機(jī)前身份驗證（pre-bootauthentication）、配置與集中化管理等在防堵黑客方面非常關(guān)鍵的功能；“但就算是有相當(dāng)規(guī)模的公司，也無法實現(xiàn)全面、完善的安全性。”
隨著5G加速發(fā)展，人們正在努力實現(xiàn)橫跨整個數(shù)據(jù)中心以及數(shù)據(jù)中心之間的數(shù)據(jù)路徑保護(hù)；然而要充分發(fā)揮硬件安全性的優(yōu)勢，挑戰(zhàn)仍然存在。
整合的需求
在工業(yè)應(yīng)用市場，整并需要結(jié)合不同的系統(tǒng)；同時超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心業(yè)者像是AWS與MicrosoftAzure都在積極推動資料安全性。不過Phillips指出，這些防御措施還是需要貫徹到終端使用者。而盡管有越來越多標(biāo)準(zhǔn)與要求，安全方案的互操作性仍然是一個問題，供貨商還是嘗試將它們的產(chǎn)品與服務(wù)定位為市場領(lǐng)導(dǎo)者。
“黑客總是會領(lǐng)先一步，”Phillips補(bǔ)充：“他們知道所有那些小漏洞在何處，這就是他們在訊找的東西；確實需要集中化、超級細(xì)心的IT人員或部門全面檢查并關(guān)閉這些漏洞。”
將安全性嵌入內(nèi)存裝置而非用螺絲將之拴上的想法不同于軟件方案，“DevSecOp”（EETT編按：Development、Security與Operation三個字的結(jié)合）基本理念，是關(guān)于將安全性與隱私保護(hù)成為應(yīng)用開發(fā)過程中不可或缺的一部份。
有一種被稱為“機(jī)密運算”（confidential computing）的新興框架，旨在透過將運算隔離于以硬件為基礎(chǔ)的可信任執(zhí)行環(huán)境（trusted execution environment，TEE）中，來保護(hù)使用中的數(shù)據(jù)。在處理過程中，數(shù)據(jù)于內(nèi)存中、還有CPU以外的其他地方會被加密。
Intel的SGX能實現(xiàn)可信任運算環(huán)境，也就是主存儲器的一個安全區(qū)域，確保加載之編碼與數(shù)據(jù)在機(jī)密與完整性上受到保護(hù)。
軟硬件業(yè)者都在推動機(jī)密運算，包括最近宣布將之運用于容器工作負(fù)載（containerworkload）的Google；Intel也為云端服務(wù)供貨商如Microsoft Azure透過Intel Software Guard Extensions實現(xiàn)TEE。機(jī)密運算需要安全性責(zé)任的共同分擔(dān)，然而Intel Product Assurance and Security Architecture資深首席工程師SimonJohnson，人類仍然是其中最弱的一個環(huán)節(jié)。
Johnson表示，Intel支持開發(fā)人員透過執(zhí)行程序代碼來保全數(shù)據(jù)，同時機(jī)密運算運動源自企業(yè)對于保護(hù)各種源數(shù)據(jù)的需求，包括敏感性的醫(yī)療保健信息、財務(wù)紀(jì)錄以及智能財產(chǎn)（IP）。他指出，平臺的供應(yīng)者應(yīng)該不能看到數(shù)據(jù)，“你會想盡可能讓越多人遠(yuǎn)離你的個資。”
IntelSGX包括以硬件為基礎(chǔ)的內(nèi)存加密，能將特定應(yīng)用程序代碼與數(shù)據(jù)隔離于內(nèi)存中，讓用戶層級程序代碼能分配到專有“隔離區(qū)”，與執(zhí)行在較高特權(quán)層級的處理程序隔開。這能實現(xiàn)更精細(xì)的控制與保護(hù)，防止諸如針對RAM的冷啟動攻擊（coldbootattack）。該框架也被設(shè)計成能保護(hù)軟件攻擊，甚至是在操作系統(tǒng)、驅(qū)動程序、BIOS或虛擬機(jī)管理程序受損時。
機(jī)密運算能支持不屬于使用者之大型數(shù)據(jù)集分析等工作負(fù)載，以及讓加密密鑰在更接近工作負(fù)載的地方執(zhí)行，以改善延遲。“目前我們真的只有提供保護(hù)的軟件，我們在那些種類的環(huán)境中缺少硬件保護(hù)方案；”Johnson指出，透過機(jī)密運算聯(lián)盟（Confidential Computing Consortium）授權(quán)的硬件與軟件生態(tài)系統(tǒng)，機(jī)密運算能保護(hù)數(shù)據(jù)或程序代碼的處理。
Virtium的Philips指出，易用性一直是提高安全性的關(guān)鍵，因此實現(xiàn)“一觸即發(fā)“的內(nèi)存加密會是一個目標(biāo)：“全面性的安全將來自于其上的所有附加功能；”他指出，這個想法不僅是加密內(nèi)存，還要保證完整的數(shù)據(jù)隔離以確保安全環(huán)境，“機(jī)密運算不只是加密內(nèi)存而已。”
這也與包容一個異質(zhì)整合世界有關(guān)；他表示：“當(dāng)數(shù)據(jù)在使用中，你必須要提供一個訪問控制層，并且能證明你在使用該軟件，數(shù)據(jù)是在一個特定區(qū)域；所有這些是以階梯式建構(gòu)。”
