多年來，已經(jīng)出現(xiàn)了大量的安全技術(shù)，為物聯(lián)網(wǎng)（IoT）和其他嵌入式系統(tǒng)設計提供服務。可信平臺模塊 （TPM） 是基于 IEEE 802.1x 身份驗證框架的最突出的安全平臺之一，可以輕松集成到低功耗邊緣計算設計中。

但是，在深入研究為什么邊緣計算機專門將 TPM 集成到其硬件中之前，了解此安全技術(shù)的工作原理非常重要。TPM通過將安全芯片焊接到PCB上或?qū)PM功能集成到芯片組中來實現(xiàn)，提供基于硬件的安全性，通過刻錄到芯片中的唯一，不可更改的根密鑰來強制執(zhí)行設備身份驗證。它支持加密密鑰的安全生成和存儲，以保護資源受限的物聯(lián)網(wǎng)設備中的信息。

在 TPM 解決方案中，根密鑰通過加密文件、文件夾和驅(qū)動器，對其他應用程序生成的其他加密密鑰以及來自額外保護層的這些密鑰進行加密。這使得嵌入式系統(tǒng)設計人員能夠在數(shù)據(jù)隱私控件數(shù)量成倍增加時創(chuàng)建強大的數(shù)據(jù)保護。

GDPR、HIPAA 和 PCI-DSS 等數(shù)據(jù)隱私控制措施涵蓋個人身份信息 （PII） 和受保護的健康信息 （PHI），以防止對連接設備中的信息處理不當。僅GDPR就對一些最大的公司造成了5億美元的罰款。

在嵌入式設計（尤其是低功耗邊緣計算機）中廣泛使用 TPM 的另一個原因是 TPM 2.0 解決方案的可用性，這些解決方案可解決嵌入式系統(tǒng)中的現(xiàn)代安全威脅。

TPM 2.0 安全功能

2009 年首次標準化的安全模塊已從原始 TPM 1.2 版本演變而來，以適應計算處理的最新進展。TPM 2.0 標準實現(xiàn)了多項新功能，包括算法可互換性（而不是依賴于單個哈希算法）、SHA-1 和增強的簽名數(shù)據(jù)，以允許對 PIN、生物識別和 GPS 數(shù)據(jù)的驗證支持。

接下來，添加密碼身份驗證繞過了在需要較低保護級別的應用程序中實現(xiàn)身份驗證軟件，并且此功能的靈活性在資源受限的物聯(lián)網(wǎng)設計中大有裨益。密鑰管理方面也有改進，以便可以將身份驗證密鑰委派用于有限或有條件的使用。

這些安全功能在現(xiàn)在面臨黑客攻擊企圖的蠻力的邊緣設備中至關重要。例如，需要保護遠程位置的未受監(jiān)視設備免受未經(jīng)授權(quán)方安裝惡意軟件的侵害。這可能會損壞或泄露數(shù)據(jù)，或者可以用來操作系統(tǒng)。

以連接的監(jiān)控系統(tǒng)為例，其中除了視頻和圖像之外，還有很多伴隨的信息在缺乏充分加密的情況下可能會被泄露或破壞。同樣，來自面部識別掃描儀的生物識別數(shù)據(jù)或與銷售點（PoS）信息亭或銀行監(jiān)控服務相關的財務數(shù)據(jù)可能會受到損害，從而導致對公共和私人組織的嚴厲處罰。

TPM 2.0 在堅固的邊緣上

上面的示例演示了 TPM 技術(shù)的必要性，以確保從連接的設備到邊緣再到云的數(shù)據(jù)都是加密的。在工業(yè)和任務關鍵型基礎設施中，數(shù)據(jù)泄露和未經(jīng)授權(quán)的系統(tǒng)訪問可能會產(chǎn)生災難性的后果，這一點更為重要。

從邊緣設備泄露或泄露的數(shù)據(jù)可能導致違反GDPR，CCPA和HIPAA等隱私控制，導致嚴重的經(jīng)濟處罰，消耗訴訟并損害公司聲譽。對于制造業(yè)和關鍵基礎設施，STUXNET 蠕蟲演示了成功安裝的惡意軟件可能對運營技術(shù) （OT） 和網(wǎng)絡物理系統(tǒng)造成的物理損失。TPM技術(shù)可以阻止能夠操縱機械，閥門和傳感器的幾行流氓代碼，這些代碼可能對人造成傷害，并對設備造成廣泛損壞和災難性環(huán)境破壞。

Premio 的堅固耐用的邊緣計算機在主板上集成了 TPM 2.0 模塊，以采用關鍵的硬件安全加密。此安全保護可在計算機的 BIOS 中輕松啟用，并且可以針對遠程邊緣部署打開。Premio堅固耐用的邊緣計算機提供的另一個顯著特征是可擴展的GigE網(wǎng)絡模塊，可提供多達x18以太網(wǎng)連接（x2板載/ x4四端口模塊）。這些即插即用模塊基于兩個英特爾以太網(wǎng)控制器 i210 和 i350，這是英特爾的通用網(wǎng)絡控制器，也可用于經(jīng)歷沖擊和振動的 m12 鎖定連接器應用。這兩個以太網(wǎng)控制器都有助于在緊湊型加固型邊緣計算機中為多個標準 1000Base-T 接口（IEEE 802.3ab 標準）提供基本構(gòu)建塊。

這些可升級的網(wǎng)絡模塊同時支持 LAN 和以太網(wǎng)供電 （PoE） 設備，但 i350 芯片組版本專門支持安全檢查，以顯示入站和出站流量上發(fā)生的情況。PoE 連接允許監(jiān)控攝像機、門禁系統(tǒng)和安全報警系統(tǒng)戰(zhàn)略性地放置，而不受任何可用資源的限制，因為它具有單電纜設計，用于電源和連接。

這種基于 TPM 的解決方案的另一個優(yōu)點是，在作為硬件安全錨點的同時，它探索了在操作系統(tǒng) （OS） 級別構(gòu)建的安全功能，以增強邊緣計算機的信任鏈。

TPM 的基礎安全性

最后，當嵌入式系統(tǒng)設計人員遷移到操作系統(tǒng)層時，微軟Windows 10物聯(lián)網(wǎng)具有一整套安全功能，這些功能可以構(gòu)建在支持安全的硬件和固件之上。Windows 10 IoT通過在操作系統(tǒng)之上創(chuàng)建大量功能，在安全領域做出了重大推動，這些功能被考慮在TPM模塊中。

這也顯示了邊緣計算機中內(nèi)置的 TPM 如何提供安全基礎，從而提供許多關鍵功能。特別是對于經(jīng)常部署在不定期監(jiān)視的區(qū)域的堅固耐用的邊緣計算機，因此它們由于遠程部署而容易受到篡改。TPM 提供的基礎安全性可確保這些堅固耐用的邊緣計算機以某種方式運行，或者它們根本不行為。

審核編輯：郭婷