汽車信息安全--HSM和TEE的區別

談思實驗室 2024-07-04 17:55

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HSM

HSM指Hardware Security Module，它是一種有自己獨立的CPU、密碼算法硬件加速器、獨立Flash等，用于生成、存儲和管理加密密鑰，以及執行加密運算和安全操作。

HSM通常包含硬件隔離、加密芯片、隨機數生成器等安全組件，能夠提供高級的安全保護，防止密鑰泄露和惡意攻擊。

TEE

TEE 可信執行環境是在車載零部件的開放系統 REE（Rich Execution Environment，例：Linux、Android、AUTOSAR、RTOS ?? 等系統）上，創建一個可信的、獨立的、物理隔離的執行空間，即隔離的安全屋。安全資產不出可信域，例如密鑰證書、核心邏輯等安全資產，TEE 整體架構和提供的基礎服務如下圖。

TEE 和 HSM 技術特點與主要應用場景

TEE 是基于硬件隔離技術的軟實現，

HSM 是基于硬件設備的硬實現，

一下列出了各自的技術特點和應用場景。

TEE：

生態開放，易于擴展

應用安全：遠程控車 / 充電樁 /OTA 加固等；

軟件實現，降低成本

安全存儲：業務證書密鑰 / 隱私數據 / 重要數據等；

規范接口，易于移植

生物識別：指紋、人臉、聲紋、視頻等保護；

動態空間，按需提供

金融支付：支付應用 / 電子證明 / 區塊鏈等；

基于硬件，限于硬件

其他業務：數字版權保護 / 可信 UI/ 設備認證 / 安全通信。

HSM：

硬件算力，性能較高

安全通信：車內外通信，例 TLS、SecOC 等；

獨立硬件，安全性高

密鑰保護：根證書 / 共享密鑰等；

硬件空間，小而固定

安全啟動：鏡像保護等；

技術成熟，生態完善

安全日志：文件加密等。

TEE 和 HSM 相結合的方案

TEE 和 HSM 既可各自獨立地應用于車端的各個零部件，也可結合起來共同打造更安全的方案，滿足更高的車規級安全需求，安全性可達到金融級別的 CC EAL5+。

在本方案中，HSM 掛載在 TEE 下，應用都需經過 TEE 訪問 HSM。車企相關的根證書密鑰等都可保存在 HSM，業務相關的證書密鑰、用戶數據等可保存在 TEE，安全擴展業務都可運行在 TEE，TEE 和HSM 相結合的具體方案請參考下圖。

TEE和HSM的結合安全方案關于 TEE 和 HSM 的證書密鑰的產線方案建議如下：

HSM 的證書密鑰導入導出：（根證書等）

方式 1：委托HSM 提供商實施（建議）。

方式 2：通過TEE 和 TEE 的產線工具實現。

TEE 的證書密鑰導入導出：（業務證書等）

離線：在本地通過 TEE 的產線工具和加密狗實施。

在線：通過網絡連接后臺實施，需要借助 TEE 產線工具。

TEE 和 HSM 在車端的分布

根據整車各零部件的安全需求，結合 TEE 和 HSM 各自的技術特點，為整車共建安全基礎能力，TEE 和 HSM 在車端的分布建議如下：

圖7.5-3 車端的安全基礎能力分布圖

安全基礎能力建設思路

側重于有性能需求的功能，使用 HSM，例：ADAS、SecOC 等。
側重于有擴展需求的功能，使用? ?TEE，例：智能座艙、TBOX、TLS、業務安全等。
TEE 目前主要用于性能較高 MPU 場景，例：智能座艙、中央計算單元、TBOX 等。
HSM 即可用于 MPU 又可用于 MCU，例：TBOX、車窗、車門、燈控、診斷功能等。
主要零部件建議支持 HSM 和 TEE，例：TBOX、中央計算單元等。
業務安全、隱私數據盡可能采用? TEE，例：遠程控車、充電功能、生物識別等。
主要零部件若不支持 HSM，建議支持 TEE 功能。

安全基礎能力擴展思路

TEE 擴展性很強，如用 HSM 實現受限的場合，可考慮用 TEE 實現。
對安全性要求較高的場景，可考慮用 TEE 和 HSM 結合的方式實現。
既有國密算法需求，又有國際算法需求場合，可考慮用 TEE 實現。
僅需證書密鑰安全時，僅需 HSM 實現即可。

實際應用

本方案可滿足車載合規和縱深防御的安全基礎能力需求，根據各種應用場景，充分利用 TEE 和 HSM 技術互補特點，既可單獨使用，又可結合使用。為整車和零部件的安全架構設計提供了更多的選擇方案，也能解決車企安全合規的部分痛點。

在實際開發中，無法使用 HSM 的場合下，可以啟用 TEE 滿足安全需求。

在安全業務中，TEE 是HSM 有益的補充，TEE 可提供業務邏輯保護、外設保護、可信界面、面向海外智能座艙系統的數字視頻版權保護等功能，更為車載的數據安全解決方案提供了技術支撐。

在安全和性能方面，HSM 具有更高的安全和性能。TEE 在安全擴展能力方面更具有優勢。

可根據具體架構環境，采取 TEE 和 HSM 相融合的方式，取長補短，保護車載安全資產。本方案考慮今后智能車載的安全需求，安全能力支撐由原來的單點逐步擴展為多點，以滿足不斷增長的車載安全業務，這不僅僅為了滿足合規要求，更為了構建車載整體安全防御體系提供了底層技術支撐。俗語稱 “九層之臺, 起于累土” ，只有構筑好車載安全基礎能力，車載整體安全才能成為可能。

來源：CSDN@愛思考的發菜_汽車網絡信息安全

原文鏈接：

https://blog.csdn.net/2301_76563067/article/details/139629536

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