处理器安全架构设计指南

📚 共计 30 章节

安全架构概述

处理器安全面临的威胁 · 安全架构设计原则 · 安全等级划分

威胁模型设计原则

信任根(RoT)设计

信任根的定义与作用 · 硬件信任根实现方式 · 信任链的建立与度量

硬件信任信任链

安全启动(Secure Boot)

安全启动流程 · 签名验证机制 · 回滚保护策略

启动验证防回滚

内存保护单元(MPU)

MPU工作原理 · 区域划分与权限控制 · MPU配置实战

内存隔离权限

内存管理单元(MMU)安全扩展

页表安全 · TLB隔离 · ASLR实现机制

特权级与异常级别

ARMv8异常级别 · RISC-V特权模式 · 模式切换与隔离

异常级别隔离

安全中断管理

中断隔离 · 安全与非安全中断路由 · FIQ与IRQ处理

中断隔离FIQ

密码学加速器集成

对称/非对称引擎 · 哈希引擎 · 真随机数发生器

加密引擎TRNG

侧信道攻击防御

时序攻击 · 功耗分析 · 电磁辐射 · 缓存侧信道防御

侧信道缓存

物理安全防护

防篡改设计 · 电压毛刺检测 · 温度攻击防护 · 主动屏蔽层

防篡改屏蔽层

安全调试接口

JTAG/SWD安全控制 · 调试认证机制 · 生产模式锁定

调试安全锁定

安全存储架构

密钥存储 · 安全非易失性存储器 · 防回滚存储 · 密封存储

密钥密封存储

安全计时器与看门狗

安全时钟源 · 安全看门狗 · 超时攻击防御

看门狗时钟

总线与互连安全

总线加密 · 地址模糊化 · 事务过滤 · QoS安全策略

总线加密过滤

DMA访问控制 · IOMMU/SMMU · 安全DMA通道

虚拟化安全扩展

Hypervisor安全 · 虚拟机隔离 · 嵌套页表 · 安全虚拟机

虚拟化隔离

可信执行环境(TEE)

TEE架构 · 安全监控器 · 世界切换 · 安全IPC

安全异常处理

安全异常向量表 · 异常上下文保护 · 安全错误恢复

异常上下文

固件安全更新

安全固件升级流程 · 版本管理 · 防降级攻击 · 回滚机制

固件更新防降级

安全生命周期管理

芯片生命周期状态 · 调试锁定 · 熔丝配置 · OTP管理

生命周期OTP

多核安全同步

核间安全通信 · 共享资源保护 · 缓存一致性安全

多核一致性

实时系统安全

实时任务隔离 · 时间隔离 · 确定性安全调度

安全性能优化

安全与性能权衡 · 硬件加速 · 安全关键路径优化

安全验证与测试

安全功能验证 · 渗透测试 · 故障注入测试 · 形式化验证

安全合规与标准

Common Criteria · FIPS 140-3 · PSA Certified · RISC-V安全扩展

后量子密码学硬件

PQC算法概述 · 硬件加速器设计 · 密钥封装机制

机密计算架构

机密虚拟机 · 内存加密 · 远程认证 · TEE与机密计算结合

机密计算远程认证

安全SoC集成

安全IP集成 · 安全互连 · 电源域安全 · 时钟域安全

安全架构案例分析

ARM TrustZone · Intel SGX · RISC-V Keystone · Apple Secure Enclave

案例分析TrustZone

未来趋势与挑战

AI安全 · 量子威胁 · 同态加密硬件 · 开源安全架构