在嵌入式開發(fā)中，隨著越來越多的功能嵌入到越來越小的設(shè)備尺寸中，安全性問題也隨之增加。通常，新功能會(huì)排擠基本的安全性問題，因?yàn)楣?yīng)商將越來越多的功能打包到軟件包中，而很少進(jìn)行整體系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)，并且只進(jìn)行粗略的安全性測(cè)試。

嵌入式環(huán)境已經(jīng)發(fā)展成熟，安全性必須像20世紀(jì)90年代PC發(fā)展時(shí)一樣，成為重中之重。隨著物聯(lián)網(wǎng)(IoT)的爆炸式增長(zhǎng)，毫無疑問，任何安全漏洞都會(huì)被利用。物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備使非常有用的商業(yè)案例成為現(xiàn)實(shí)。同時(shí)，它們也帶來了失控的風(fēng)險(xiǎn)。今天的嵌入式系統(tǒng)要強(qiáng)大得多，也脆弱得多。如果嵌入式系統(tǒng)要避免20世紀(jì)90年代的陷阱，在它們成為新一代黑客的切入點(diǎn)之前，協(xié)議和方法必須到位。

IT標(biāo)準(zhǔn)組織，如IT軟件質(zhì)量聯(lián)盟(CISQ)、MITRE公共弱點(diǎn)列舉(CWE)、ISO9000和ISO25000，發(fā)布指導(dǎo)方針和軟件質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。CISQ公布了安全性、可靠性、性能效率和可維護(hù)性的自動(dòng)化質(zhì)量措施。這些度量提供了一些特定的屬性，這些屬性應(yīng)該被用作嵌入式系統(tǒng)可能需要完成其業(yè)務(wù)/使命功能的證據(jù)。在檢查嵌入式系統(tǒng)的狀態(tài)時(shí)，很明顯安全性應(yīng)該在前面進(jìn)行設(shè)計(jì)。

實(shí)施安全策略

當(dāng)考慮安全性時(shí)，大多數(shù)嵌入式開發(fā)工程師會(huì)立即關(guān)注保護(hù)數(shù)據(jù)的問題。系統(tǒng)不僅應(yīng)該保護(hù)數(shù)據(jù)(在應(yīng)用程序中)，還應(yīng)該保護(hù)接口不被濫用。這五個(gè)步驟代表了開發(fā)嵌入式安全策略的合理起點(diǎn)。

l中沒有未經(jīng)測(cè)試的程序執(zhí)行空間——除了執(zhí)行功能所必需的程序之外，任何程序都不應(yīng)該存在于可以執(zhí)行它們的地方

l數(shù)據(jù)必須是私有的——程序不應(yīng)該無意中向彼此或網(wǎng)絡(luò)暴露信息

l確認(rèn)兩端的數(shù)據(jù)–所有信息必須能夠驗(yàn)證，并且必須在預(yù)期范圍內(nèi)，超出范圍的信息將被拒絕

l安全設(shè)備——設(shè)備應(yīng)該能夠在啟動(dòng)時(shí)驗(yàn)證其完整性;設(shè)備應(yīng)該在發(fā)送或接收數(shù)據(jù)之前進(jìn)行自我驗(yàn)證

l遵循標(biāo)準(zhǔn)——看看IT軟件質(zhì)量聯(lián)盟(CISQ)的質(zhì)量特征測(cè)量，這些測(cè)量可以自動(dòng)進(jìn)行持續(xù)的安全性和軟件質(zhì)量分析和緩解

l采取行動(dòng)——如果出現(xiàn)異常，程序必須在處理問題的同時(shí)繼續(xù)運(yùn)行

執(zhí)行空間中沒有未經(jīng)測(cè)試的程序

在嵌入式開發(fā)中，隨著嵌入式供應(yīng)商努力使他們的產(chǎn)品與眾不同，他們將程序添加到他們的標(biāo)準(zhǔn)發(fā)行版中。其中許多都不會(huì)被使用，并且存在潛在的安全風(fēng)險(xiǎn)。這些程序必須被刪除，或者更好的是，永遠(yuǎn)不要安裝。要求一個(gè)操作系統(tǒng)發(fā)行版，里面除了操作系統(tǒng)工作和手動(dòng)安裝程序的基本要素之外，沒有任何東西。極簡(jiǎn)策略對(duì)代碼來說是最好的。如果供應(yīng)商不提供剝離的發(fā)行版，操作系統(tǒng)可以限制對(duì)這些程序和敏感API的訪問權(quán)限，或者可以刪除未使用的代碼。

更好的方法是為自定義和第三方應(yīng)用程序提供一個(gè)沙箱來執(zhí)行，然后通過API推送通信，API提供了必要的隔離。

硬件本身應(yīng)該是“干凈”的，沒有安裝任何程序。關(guān)鍵是設(shè)備上的任何程序都是由開發(fā)人員安裝的。每一段代碼必須來自一個(gè)值得信賴的嵌入式開發(fā)人員，不能在安裝前修改。

數(shù)據(jù)必須是私有的

程序不應(yīng)該無意中向彼此或網(wǎng)絡(luò)公開信息。相信一個(gè)設(shè)備在互聯(lián)網(wǎng)上不會(huì)被黑客攻擊是很誘人的，但這根本不是事實(shí)。隨著程序中模塊的增長(zhǎng)，數(shù)據(jù)工件也隨之增長(zhǎng)，數(shù)據(jù)也變得越來越暴露。

嵌入式設(shè)備收集敏感數(shù)據(jù)(如醫(yī)療保健、企業(yè)數(shù)據(jù))，數(shù)據(jù)流量很有可能在到達(dá)目的地之前被重新路由和修改。應(yīng)該有防止復(fù)制和粘貼的檢查，以及在設(shè)備落入壞人之手時(shí)遠(yuǎn)程擦除數(shù)據(jù)的能力。

面臨期限壓力的嵌入式開發(fā)人員傾向于從自己和同事那里借用代碼和例程。任何安全缺陷都會(huì)被傳播。第一次就正確地設(shè)計(jì)和構(gòu)建代碼。

確認(rèn)兩端的數(shù)據(jù)

所有信息都必須在預(yù)期范圍內(nèi)得到驗(yàn)證，并被清楚地識(shí)別。在兩端使用相同的例程來驗(yàn)證內(nèi)容是至關(guān)重要的。接口應(yīng)該對(duì)輸入的內(nèi)容敏感，并且能夠在數(shù)據(jù)不正確時(shí)采取行動(dòng)。當(dāng)一個(gè)設(shè)備從一個(gè)“可信”的設(shè)備接收到壞數(shù)據(jù)時(shí)，這種入侵很可能是黑客行為。對(duì)于直接硬件接口也是如此。

像隱私一樣，所有與外部世界的聯(lián)系都需要被視為可疑。應(yīng)該驗(yàn)證接口并檢查數(shù)據(jù)。

安全設(shè)備

設(shè)備應(yīng)該能夠在啟動(dòng)時(shí)驗(yàn)證其完整性，并且應(yīng)該在發(fā)送或接收數(shù)據(jù)之前進(jìn)行自我驗(yàn)證。知道誰在發(fā)送數(shù)據(jù)是很重要的，一個(gè)簡(jiǎn)單的方法是替換未經(jīng)驗(yàn)證的設(shè)備。

啟動(dòng)時(shí)，嵌入式開發(fā)設(shè)備必須使用加密生成的數(shù)字簽名。資源受限的設(shè)備可以使用獨(dú)特的硬件特征而不是計(jì)算密集型算法來生成用于認(rèn)證的數(shù)字簽名。未通過檢查的設(shè)備應(yīng)該有計(jì)劃的響應(yīng)。默認(rèn)操作可能不適合任何給定的設(shè)備。

每個(gè)設(shè)備都應(yīng)該有一個(gè)密鑰，并且每個(gè)設(shè)備都應(yīng)該知道其類型可接受的密鑰。當(dāng)接收到未識(shí)別的密鑰時(shí)，應(yīng)該計(jì)劃響應(yīng)，而不是簡(jiǎn)單地忽略。如果信息的接收對(duì)設(shè)備的功能至關(guān)重要，則不止一次接收錯(cuò)誤的ID應(yīng)被視為攻擊。針對(duì)此故障進(jìn)行規(guī)劃至關(guān)重要。

遵循標(biāo)準(zhǔn)

CISQ發(fā)布了一項(xiàng)安全標(biāo)準(zhǔn)，旨在識(shí)別IT應(yīng)用軟件中的25個(gè)已知安全弱點(diǎn)，由MITRE在常見弱點(diǎn)枚舉(CWE)中維護(hù)。cwe是一組可衡量的項(xiàng)目，可用作彈性、安全性和安全性的證據(jù)。CAST等代碼分析器可以從復(fù)雜的環(huán)境中挑選出這些。開發(fā)人員應(yīng)該經(jīng)常接觸這些重要的標(biāo)準(zhǔn)。

采取行動(dòng)

如果出現(xiàn)異常，程序必須在處理問題的同時(shí)繼續(xù)運(yùn)行。嵌入式開發(fā)人員通常關(guān)注收到好數(shù)據(jù)時(shí)會(huì)發(fā)生什么，但錯(cuò)誤處理通常很簡(jiǎn)單。開發(fā)人員培訓(xùn)假設(shè)壞數(shù)據(jù)是編程的產(chǎn)物，而不是黑客，這是需要審查的政策。對(duì)所有關(guān)鍵組件進(jìn)行保證案例測(cè)試。保證案例支持實(shí)現(xiàn)的迭代審查和修訂，直到系統(tǒng)顯示正確的行為。

在某些情況下，設(shè)備可能有辦法通知另一個(gè)設(shè)備它受到了攻擊。在其他情況下，它可能會(huì)簡(jiǎn)單地選擇忽略或避開威脅。無論哪種情況，溝通都是避免黑客攻擊的有力武器。

保護(hù)嵌入式設(shè)備

嵌入式安全性正成為嵌入式設(shè)備的一項(xiàng)關(guān)鍵需求。通過遵循這些建議，你的嵌入式開發(fā)解決方案可以專注于解決其設(shè)計(jì)要解決的問題，而不會(huì)為新一代黑客打開閘門。