隨著AI技術(shù)從云端向終端設(shè)備、邊緣設(shè)備延伸，具備本地化AI能力的計(jì)算設(shè)備正迎來(lái)爆發(fā)式增長(zhǎng)，本地化AI部署進(jìn)入新紀(jì)元。可是，隨著DeepSeek-R1、ChatGPT等當(dāng)本地輕量化AI推理對(duì)話(huà)大模型的廣泛部署，其潛在的安全隱患也日益凸顯，惡意攻擊者或可通過(guò)篡改EC固件，竊取其中敏感的用戶(hù)隱私數(shù)據(jù)。

芯海科技（股票代碼：688595）憑藉在“模擬+MCU”雙技術(shù)平臺(tái)超過(guò)20年的技術(shù)積累，率先展開(kāi)了AI EC的產(chǎn)品創(chuàng)新和研發(fā)部署，為AI PC設(shè)備提供了硬件級(jí)的安全防護(hù)。

AI PC的AI部署及隱藏威脅

PC的全面AI化是一場(chǎng)深刻且廣泛的變革，不僅涉及計(jì)算芯片的提升，還包括了管理芯片以及應(yīng)用軟件等智能化升級(jí)。

計(jì)算芯片的AI化是這場(chǎng)變革的基石。AI技術(shù)的核心在于算法、算力和數(shù)據(jù)，而計(jì)算芯片作為算力的提供者，通過(guò)不斷的迭代升級(jí)和創(chuàng)新芯片架構(gòu)設(shè)計(jì)，推出了面向AI計(jì)算的專(zhuān)用架構(gòu)，如TPU、NPU等。這些專(zhuān)用架構(gòu)的出現(xiàn)，極大強(qiáng)化了并行計(jì)算能力，為AI應(yīng)用提供了強(qiáng)大的支持。

隨著AI PC生態(tài)的持續(xù)構(gòu)建，海量的應(yīng)用場(chǎng)景將對(duì)處理器提出更高要求，最終部分智能化任務(wù)預(yù)計(jì)將會(huì)拓展到管理芯片上執(zhí)行。同時(shí)，各應(yīng)用場(chǎng)景的軟件也紛紛集成AI能力，例如辦公軟件融入AI后，用戶(hù)文檔編寫(xiě)的效率得到了顯著提升。然而，人們?cè)谙硎蹵I帶來(lái)的便捷之時(shí)，也面臨著數(shù)據(jù)泄露的風(fēng)險(xiǎn)。如果本地訓(xùn)練的模型遭到逆向工程攻擊，其中的用戶(hù)隱私數(shù)據(jù)就有可能會(huì)遭到泄露。

計(jì)算機(jī)系統(tǒng)由硬件單元、底層固件、操作系統(tǒng)、應(yīng)用軟件組成，其系統(tǒng)啟動(dòng)流程的每個(gè)環(huán)節(jié)都暗藏殺機(jī)：

因此，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)安全啟動(dòng)是防止惡意軟件侵入的重要機(jī)制，必須確保系統(tǒng)啟動(dòng)過(guò)程中每一步都經(jīng)過(guò)嚴(yán)格地驗(yàn)證。底層固件、操作系統(tǒng)、應(yīng)用軟件環(huán)環(huán)相扣，其中任何一步都有可能成為被替換攻擊的目標(biāo)，進(jìn)而導(dǎo)致本地機(jī)密數(shù)據(jù)泄露。

EC芯片對(duì)于AI PC的安全守護(hù)

在AI PC時(shí)代，EC芯片作為PC系統(tǒng)的核心管理控制器，負(fù)責(zé)底層硬件控制、電源管理、安全啟動(dòng)、秘鑰存儲(chǔ)等關(guān)鍵功能，是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的基石。

如果EC芯片被惡意替換或通過(guò)工具篡改（如替換固件、物理替換芯片等），計(jì)算機(jī)系統(tǒng)在功能、安全和隱私層面都將遭受?chē)?yán)重破壞。在硬件功能方面，篡改EC芯片可能導(dǎo)致硬件管理失效，如電源控制異常、溫度失控、輸入設(shè)備被劫持等。在安全與隱私方面，篡改EC芯片可能帶來(lái)硬件級(jí)后門(mén)植入、數(shù)據(jù)竊取與篡改、物理設(shè)備控制權(quán)被接管等嚴(yán)重威脅。

鑒于 EC 固件安全的重要性，EC固件安全啟動(dòng)顯得尤為重要。EC 芯片可通過(guò)物理防篡改設(shè)計(jì)、硬件級(jí)固件固件驗(yàn)簽從源頭構(gòu)建計(jì)算機(jī)系統(tǒng)安全啟動(dòng)的基石。其核心在于將安全機(jī)制嵌入硬件層，確保即使上層系統(tǒng)被攻破，攻擊者仍無(wú)法繞過(guò) EC 的防護(hù)篡改啟動(dòng)過(guò)程。從而實(shí)現(xiàn)為 AI PC保駕護(hù)航。

芯海EC芯片的固件安全

芯海科技 2024年推出的 CSCE2102 芯片（簡(jiǎn)稱(chēng)：E2102）在固件安全方面做出了顯著的創(chuàng)新提升。

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產(chǎn)品知識(shí)小貼士

CSCE2102：

商用筆記本嵌入式控制器芯片

高集成、高性能、高安全、易開(kāi)發(fā)筆記本嵌入式控制器，支持安全啟動(dòng)，支持鍵盤(pán)行列掃描，電池充放電策略管理，開(kāi)關(guān)機(jī)時(shí)序，環(huán)境感知，溫控，串口擴(kuò)展等功能。支持eRPMC，支持1.8V推挽輸出，可靈活適配X86及各種國(guó)產(chǎn)CPU平臺(tái)，支持安全啟動(dòng)，防止EC固件被篡改。同時(shí)，采用BGA-169封裝，I/O資源豐富，方便外圍功能拓展。

▎?安全啟動(dòng)

PC生產(chǎn)商完成EC固件開(kāi)發(fā)后，上傳至安全服務(wù)器完成簽名，然后下載“Security Firmware”發(fā)布生產(chǎn)。E2102內(nèi)置的BootLoader在芯片上電時(shí)，會(huì)完成Security Firmware的驗(yàn)簽。如果驗(yàn)簽未通過(guò)，則拒絕啟動(dòng)計(jì)算機(jī)，從而有效避免敏感數(shù)據(jù)泄露。

▎?固件備份

E2102內(nèi)置的BootLoader采用了“雙分區(qū)”管理策略。當(dāng)主分區(qū)由于升級(jí)失敗或被篡改導(dǎo)致固件安全啟動(dòng)失敗時(shí)，可以觸發(fā)備份分區(qū)的基礎(chǔ)固件啟動(dòng)。這一設(shè)計(jì)確保了即使在EC固件被篡改的情況下，計(jì)算機(jī)仍然能夠正常開(kāi)機(jī)，提高了系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性。

▎ 防固件篡改

當(dāng)PC產(chǎn)品生產(chǎn)完成后，可以通過(guò)OTP配置永久禁用芯片調(diào)試接口，從而杜絕固件篡改的可能性。這一措施從硬件層面保障了EC固件的安全性，使得攻擊者無(wú)法輕易地對(duì)固件進(jìn)行篡改或植入惡意代碼。

如下圖，PC 在生產(chǎn)過(guò)程中，由生產(chǎn)廠商在安全服務(wù)器端對(duì)EC固件“簽名”后輸出 SecurityFirmware，作為EC 芯片固件燒錄。

當(dāng) EC 固件被篡改后，EC 芯片上電后對(duì)固件“驗(yàn)簽”無(wú)法通過(guò)，停止啟動(dòng)系統(tǒng)。即可從從源頭確保了計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的安全啟動(dòng)，有效防止了因固件篡改而引發(fā)的安全風(fēng)險(xiǎn)。

2024年度，芯海科技EC系列產(chǎn)品銷(xiāo)量已經(jīng)突破了1000萬(wàn)片，在產(chǎn)品定義及產(chǎn)品質(zhì)量贏得了行業(yè)一流品牌客戶(hù)的認(rèn)可，取得了顯著的商業(yè)成功。與此同時(shí)，在EC系列產(chǎn)品迅猛增長(zhǎng)的態(tài)勢(shì)下，公司不斷拓寬產(chǎn)品與技術(shù)應(yīng)用的新邊界，相繼推出了臺(tái)式機(jī)及工控機(jī)SIO，邊緣計(jì)算edgeBMC等產(chǎn)品，成功實(shí)現(xiàn)了從個(gè)人計(jì)算到邊緣計(jì)算、臺(tái)式機(jī)、工控機(jī)領(lǐng)域的全面覆蓋和縱深探索，滿(mǎn)足了日益增長(zhǎng)的智能計(jì)算場(chǎng)景需求。

面對(duì)AI PC的快速發(fā)展，芯海科技仍將以“驅(qū)動(dòng)計(jì)算、服務(wù)計(jì)算”為方向，通過(guò)AI技術(shù)平臺(tái)支持，不斷突破技術(shù)邊界，創(chuàng)造更加智能、更強(qiáng)性能和更具創(chuàng)新力的產(chǎn)品和服務(wù)。同時(shí)，公司還將持續(xù)與各CPU生態(tài)伙伴緊密合作，堅(jiān)守ISO9001、ISO26262、ISO27001等八大國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的全面質(zhì)量管理，構(gòu)建更加穩(wěn)定、安全可靠的產(chǎn)品供貨系統(tǒng)，為人們?cè)诔浞窒硎蹵I帶來(lái)的便利的同時(shí)，擁有更加安全、可靠的計(jì)算環(huán)境。