文 / 謙恒

　　北理工大學(xué)網(wǎng)絡(luò)中心助理研究員，網(wǎng)絡(luò)信息安全專家

　　本文由知識就是力量原創(chuàng)首發(fā)

　　最近，中興的芯片斷供事件在持續(xù)發(fā)酵，國人突然醒悟到，原來在芯片產(chǎn)業(yè)鏈的某些領(lǐng)域我們一直受制于人。

　　其實除了斷供，芯片還有另外一個值得重視的問題，那就是芯片自身的安全性。芯片有否后門？硬件是否可以被植入木馬？芯片供應(yīng)鏈安全，芯片自身安全，都是網(wǎng)信人必須思考的一個網(wǎng)絡(luò)安全命題。

　　圖/http://image.so.com/

　　芯片是什么？為什么我國芯片會受制于人？

　　芯片，又稱微電路（microcircuit）、微芯片（microchip）、集成電路（integrated circuit, IC），是指內(nèi)含集成電路的硅片，體積很小，常常是計算機(jī)或其他電子設(shè)備的一部分。

　　芯片無處不在，可以說和我們生活息息相關(guān)，從我們每天使用的電腦，到在太空中運行的衛(wèi)星等等，都看得到芯片的身影。

　　那么我國芯片會受制于人呢？計算機(jī)科學(xué)應(yīng)用技術(shù)在國內(nèi)發(fā)展迅速，并取得巨大成績，其中一些技術(shù)處于世界領(lǐng)先水平。在這些領(lǐng)域需要大量地使用各類專業(yè)芯片，盡管不少應(yīng)用上已經(jīng)擁有國產(chǎn)芯片，但高端的國產(chǎn)芯片較為少見，芯片進(jìn)口仍然占相當(dāng)大的比例。

　　圖/http://image.so.com/

　　為什么芯片安全關(guān)乎網(wǎng)絡(luò)安全乃至國家安全？

　　隨著半導(dǎo)體設(shè)計與制造工藝的快速發(fā)展，硬件木馬，即利用芯片的設(shè)計和生產(chǎn)改變芯片的運算邏輯，從而可以達(dá)到攻擊的目的的安全隱患也隨之伴生。公共通信和信息服務(wù)、能源、交通、水利、金融、公共服務(wù)、電子政務(wù)等重要行業(yè)均離不開芯片的支撐，從另一個角度出發(fā)，物聯(lián)網(wǎng)、云計算、人工智能等高精尖的產(chǎn)業(yè)鏈都有芯片的身影。而這些芯片中若有硬件木馬的存在，一旦觸發(fā)木馬生效的條件，其破壞性將是巨大的，會導(dǎo)致數(shù)據(jù)丟失、功能失效甚至系統(tǒng)癱瘓。

　　早在2018年年初，網(wǎng)絡(luò)安全研究人員表示，英特爾、AMD和ARM架構(gòu)的芯片當(dāng)中存在"熔斷"(Meltdown)和"幽靈"(Spectre)兩個安全漏洞米樂m6網(wǎng)址。這些漏洞對筆記本電腦、臺式機(jī)、智能手機(jī)、平板電腦和服務(wù)器在內(nèi)的所有硬件設(shè)備均有不同程度的影響。這些漏洞能夠讓黑客盜取幾乎所有的現(xiàn)代計算設(shè)備中的敏感數(shù)據(jù)信息。

　　這里主要通過介紹硬件木馬來揭示芯片安全的原理和危害。我們用簡單的電路圖來解釋硬件木馬的原理，如圖1，其中綠色部分的電路屬于正常電路，紅色的部分屬于“硬件木馬”。該電路圖設(shè)定的功能是邏輯非，即當(dāng)綠色開關(guān)閉合時，燈會關(guān)，當(dāng)綠色開關(guān)打開時，燈會開米樂m6網(wǎng)址。而當(dāng)作為硬件木馬的紅色開關(guān)閉合后，就會將系統(tǒng)設(shè)定的功能改變，導(dǎo)致輸入（綠色開關(guān)）無法得到正常的邏輯輸出。

　　圖1，電路硬件木馬視意圖

　　芯片中的硬件木馬遠(yuǎn)比這個簡單的模型復(fù)雜，在2016年，密歇根大學(xué)的研究人員證明在芯片制造過程中植入硬件木馬的可能性，在IEEE symposium on privacy and security發(fā)表的文章指出木馬的可能性并經(jīng)過了驗證。如圖2所示，我們發(fā)現(xiàn)硬件木馬隱蔽性極強(qiáng)，不容易發(fā)現(xiàn)。

　　圖2，插入硬件木馬的局部放大示意圖

　　2018年4月的全國網(wǎng)絡(luò)安全和信息化工作會議上強(qiáng)調(diào)：“沒有網(wǎng)絡(luò)安全就沒有國家安全，就沒有經(jīng)濟(jì)社會穩(wěn)定運行，廣大人民群眾利益也難以得到保障。要樹立正確的網(wǎng)絡(luò)安全觀，加強(qiáng)信息基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)安全防護(hù)，加強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)安全信息統(tǒng)籌機(jī)制、手段、平臺建設(shè)，加強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)安全事件應(yīng)急指揮能力建設(shè)，積極發(fā)展網(wǎng)絡(luò)安全產(chǎn)業(yè)，做到關(guān)口前移，防患于未然。”

　　如何保障芯片安全？

　　芯片產(chǎn)業(yè)是戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)，要從這個角度去考量和考核芯片供給和自身安全性。一旦芯片的供應(yīng)鏈或者芯片本身的可靠性出現(xiàn)了問題，將會嚴(yán)重威脅相關(guān)的應(yīng)用系統(tǒng)安全；芯片安全只是整體網(wǎng)絡(luò)安全防御生態(tài)鏈的一個環(huán)節(jié)，提升整個產(chǎn)業(yè)鏈的網(wǎng)絡(luò)安全防范水平，需要在生態(tài)鏈的構(gòu)筑整體防線，共同鑄造安全新長城，這個宏偉的目標(biāo)需要產(chǎn)學(xué)研結(jié)合，共同作為，提高核心技術(shù)的攻關(guān)能力；提出具有自主知識產(chǎn)權(quán)的標(biāo)準(zhǔn)、專利以及產(chǎn)業(yè)生態(tài)，力爭實現(xiàn)跨越式發(fā)展；在芯片的設(shè)計階段、制造階段應(yīng)嚴(yán)防后門的設(shè)計和植入，確保芯片自身安全。