④SCG-T320-S當OTP.O=1時,開發商可以獲得低層代碼和系統資源所提供的服務功能,如SHA1雜湊值計算、對稱數據加解密、RSA數據簽名與認證、以及隨機數生成等一系列密碼服務功能等。當需要對芯片系統進行1層代碼下載時,用戶輸入代碼下載命令,芯片系統首先驗證下載命令發起者身份,若身份驗證正確,置位 STATE.7,進入ST4。
⑤當STATE.7=1時,芯片在下載控制程序控制下,將1層代碼下載到對應存儲器COS區。系統調用SHA1模塊度量下載代碼的完整性,存儲于 LELVE0存儲器的PCR2中,并與輸入的完整性信息進行對比驗證。若完整性驗證通過,置位STATE.6,并復位STATE.7,進入ST5,否則返回ST3。此外,因突發因素導致下載過程中斷,也會使芯片系統返回ST3。在系統返回ST3時,復位STATE.7。
⑥當STATE.6=1時,通過層次跳轉命令,芯片系統進入ST6,用戶可以獲得1層代碼的相應功能。由ST6返回到ST3只有斷電或者系統復位兩種方式。
⑦在1層代碼運行狀態下,若需要進行2層代碼下載,則用戶輸入符合1層代碼編碼格式的代碼下載命令。1層代碼驗證下載命令發起者身份,驗證通過后,置位STATE’.7,進入ST7。若不需要代碼下載,則在ST6運行。
⑧完成2層代碼下載過程同⑤,對2層代碼進行完整性度量與驗證,若驗證通過,置位STATE’.6,進入ST8,否則返回ST6。
⑨通過層次跳轉命令或功能調用命令,芯片系統可進入ST9,獲得2層代碼相應功能。當采用層次跳轉命令進入ST9時,芯片系統保持在ST9狀態,僅能夠通過系統復位,返回ST3。當采用功能調用命令進入ST9時,只能執行2層代碼中部分功能且執行完畢后,將返回到ST6狀態。
3 SCG-T320-S芯片安全性分析
3.1 攻擊防護分析
在芯片的硬件安全結構設計中,篡改響應機制能夠對既定攻擊模型中的物理攻擊進行安全防護;結合安全邏輯模塊中的越界檢測部件,信息交互機制能夠防止攻擊者對芯片的緩沖區溢出攻擊;此外,信息交互機制還能夠對語義攻擊、字典攻擊以及重放攻擊進行防護;芯片系統的單向分級啟動模式、以及代碼下載時的身份認證,各安全級別之間的“防火墻”設計,使得芯片系統能夠抵抗惡意代碼的攻擊。
3.2 SCG-T320-S工作過程安全性分析
①代碼的可信性:首先,由于制造商被無條件信任,芯片在出廠初始狀態真實可信,因而內嵌代碼是可信的。在經過傳輸過程被開發商獲得后,芯片的使用需要通過對芯片的傳輸過程進行驗證,在驗證正確后,芯片的來源被確認,此時,內嵌代碼保持了其可信性。以內嵌代碼為可信基,在對1層代碼與2層代碼進行下載時,均需要認證下載命令發起者的身份。因而,下載的1層代碼與2層代碼均能夠保證其來源真實性。
②SCG-T320-S代碼的完整性:在信賴制造商前提下,內嵌代碼可作為整個芯片系統的可信基。基于這一信任基礎,通過啟動過程中對內嵌代碼、芯片操作系統、用戶應用程序的完整性驗證,使得芯片系統僅在代碼完整性正確情況下,才能夠正常運行,從而保證了代碼的完整性。
③數據可信性:由于SCG-T320-S的數據僅能夠由制造商與Q層代碼操作,傳輸安全機制保證了芯片的可信性,從而可知LEVEL0的數據是可信的。1層與2層敏感數據與運行臨時數據的可信性由本層的代碼可信性保證。當本層代碼可信時,數據的來源被認為是可信的。
④數據完整性:由完整性認證機制可知,其被認證數據對象在每次合法改變時,均將及時修改相應的數據完整性檢驗信息,且每次啟動時,均需進行完整性認證,因而數據完整性可得到保證。
⑤SCG-T320-S功能部件的正確性:功能部件的正確性通過芯片系統每次啟動時的功能自檢,以及根據應用需要每次調用功能部件執行相應檢測功能來保證。
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