תפקיד העיכוב בהצפנה

אלגוריתמים הצפנה הם אינטנסיביים חישוביים, במיוחד כאשר מטפלים בכמויות גדולות של נתונים או עיבוד אלפי עסקאות בשני.מיקרומעבדים מודרניים משלבים מאיץ חומרה ייעודי כדי לפסול פעולות הצפנה מה-CPU, צמצום הגמישות וצריכת האנרגיה תוך שיפור משמעותי באמצעות חישוב. תמיכה ברמת חומרה זו היא קריטית עבור יישומים בזמן אמת כגון וידאו, מתן וידאו, מאובטח אינטרנט (TLS), הצפנה מלאה, הצפנה ובסיס נתונים של ענן.

התקני הצפנה מתקדמים של אינטל (AES-NI) הוא אחד המאפיינים המואצים ביותר במעבדי x86.התואר ב-2010 AES-NI מספק שש הוראות חדשות המבצעות סבבי AES - הצפנה, פענוח והתרחבות מפתח - במחזור שעון יחיד. Benchmarks להראות כי AES-NI יכול להאיץ פעולות על ידי גורם של 10 ל- 15 בהשוואה ל- AMD, ספקים עוקבים אחר תמיכה סטנדרטית של מעבדים.

מעבר AES, אינטל מציעה גם הרחבות SHA (SHA-NI) עבור פונקציות hash המשמשות בדיקות יושרה וחתימות דיגיטליות. ARM של הרחבה Crypto (חלק מ-ARMv8-A) כולל תמיכה דומה חומרה עבור AES, SHA-1, SHA-256 ו- Modular ⁇ עבור פעולות מוטוריות. RISC-V, המשמשות יותר ויותר ב-IoT ו- Edge, יש הרחבה הצפנה ספציפית (Scals) עבור פעולות הצפנה אחרות, קריפטומטרידות, קריפטומטרידות עבור Cryptotication for Professionalertication Standards (סטנדרטיות, תקן עבור פונקציות אחרות, קריפטומטרידות).

Hardware Number Generators (HRNGs)

כל הפרוטוקולים ההצפנה תלויים במספרים אקראיים בלתי צפויים לדור מפתח, לאפס וקטורים ראשוניים של מספרי פסאודו-random המבוססים על תוכנה (PRNG) פגיעים לחיזוי אם לא נזרע כראוי.

בסביבה הקרובה של Execution Environments (TEEs)

שינוי יסודי בעיצוב המעבד הוא הפרדת הקוד הרגיש של אבטחה ונתונים לתוך סביבות הוצאה מבודדת. הסביבה ההוצאה לאור מהימן (TEEs) לספק בידוד רב עוצמה אשר מגן על יישומים ממערכות הפעלה או היפרביטורים. TEEs הם כעת חלק בלתי נפרד למכשירים ניידים, שרתי ענן ומערכות רכב.

Intel Software Guard מרחיבה (SGX)

Intel SGX מאפשרת יישומים ליצור אזורי זיכרון מוצפנים הנקראים ⁇ .המעבד לאכוף את בקרת הגישה כך שאפילו תוכנה חסויה לא יכולה לקרוא או לכתוב זיכרון ⁇ . Code בתוך ה ⁇ רץ עם יושרה וסודיות, מה שהופך את SGX מתאים להגנה על ניהול זכויות דיגיטליות (DRM), מפתחות הצפנה, ועומסי עבודה חסויים בענן.עם התקפות צדיות (למשל, עבור Intel X, הפונקציה CGAX) יש ערבויות אבטחה C.2, אך ורק תחת אבטחה C.

ARM TrustZone

ARM של TrustZone, זמין במעבדים Cortex-A מאז 2004, מחלק את המערכת ל"עולם נורמלי" (מערכת ההפעלה העשירה) ו"עולם בטוח" (TEE) מתגי המעבד בין עולמות באמצעות מצב צג, ואותוות ברמת האוטובוסים מונעים פריפריה של עולם רגיל מגישה לזיכרון מאובטח.Propersive.com משמשות באופן נרחב בסמארטפונים לאחסון תבניות ביומטריות, תשלומים ויישומים מתקדמים כגון: ARMSCLIVE) עם חומרה ממוקדת ב-Climate Software (Climate SecureSCL) עם גישה לאבטחת אבטחה מאובטחת אבטחה (Climate memory SecureS) ו-Climate memory (Climate memory SecureScu) עם Secure-Climate memory.com) עם Secure-Climate memory.com) עם גישה לאבטחת זיכרון מאובטח של Apple.

AMD Secure Encrypted Virtualization (SEV)

AMD SEV מצפין מכונה וירטואלית (VM) זיכרון באמצעות מעבד אבטחה ייעודי (AMD Secure Processor) כל VM מקבל מפתח הצפנה משלו, כך גם Hypervisor לא יכול לפענח זיכרון אורח מפוכח. SEV-ES (מדינה מפולגת) מגן על רשומות CPU, ו- SEV-SNP (המוכרת על ידי נסטלה Paging) מוסיף מהימנות כדי למנוע התקפות הפעלה מחדש של טכנולוגיה זו היא לספקי מחשוב רחב כמו ספקי מחשוב ענן ו-ידי Azure.

אחסון וקידום

הצפנה היא רק חזקה כמו ההגנה של המפתחות הקריפטוגרפיים עצמם.מיקרומעבדים כוללים כיום אחסון מאובטח ייעודי ואספקה מנגנונים למניעת חדירה מרכזית.

מודול פלטפורמה אמין (TPM) 2.0

TPM הוא שבב ייעודי או מודול מבוסס קושחה (fTPM) אשר מייצר באופן מאובטח, חנויות, ולנהל מפתחות קריפטוגרפיים.TPM 2.0, סטנדרטי על ידי קבוצת מחשוב אמין (TCG), תומך אלגוריתמים קריפטוגרפיים מרובים (RSA, ECC, SHA-256) ומספק יכולות בדיקות כדי לאמת את שלמות המערכת.

אמצעי בטיחות מאובטחים במכשירים צרכניים

מעבד Secure Enclave של Apple (SEP) הוא מיקרובקר ייעודי עם המגף הבטוח שלו, ROM וזיכרון מוצפן.It מנהלת מזהה מגע, Face ID ו-Apple Pay עסקאות, טיפול בנתונים מרכזיים וביוטכנולוגיה מבלי לחשוף אותם למערכת ההפעלה העיקרית.SEP משתמש במנוע AES, טייפון הצפנה (C), ו- TRNG ייעודי, בדומה ל-Google, אינו יכול לבודד את היישום של Windows עבור יישומי אבטחה.

איומים ופעולות נגדיות

כאשר מיקרומעבדים הופכים חזקים יותר, התוקפים מפתחים שיטות חדשות כדי לחלץ סודות מהתקפות חומרה. Side-channel, זריקת תקלות ואיומים מחשוב קוונטיים דורשים שינויים בעיצוב פרואקטיבי.

פיגועים בצד-Channel

(המידע הרדיפטוגרפי) באמצעות וריאציות תזמון, צריכת חשמל, פליטות אלקטרומגנטיות או סימפום. Spectre ו- Meltdown (2018) הראו כי ביצוע קידוד במעבדים מודרניים יכול להדליף נתונים רגישים המוחזקים בזיכרון הקרנל או בתהליכים אחרים. Mitigations כללו כעת עדכוני מיקרוקוד (LFAGE, Control Registers), ו-FLTSpecives (מתאים להתקפות סטנדרטיות כגון:0Specive) של Microsoft: 2D) מחסומים סטנדרטיים (Routative Stresstects) ו-Fol-Fol-Fulative Attacks: 2.

Post-Quantum Cryptography (PQC)

מחשבים קוונטיים, שפעם חזקים מספיק, ישבור RSA ו- ECC באמצעות האלגוריתם של Shor. Microprocessor כבר משתפים פעולה עם פרויקט התקינה של Post-Quantum Cryptography כדי לשלב אלגוריתמים חדשים כגון FLT:0CrySTALS-KyberFLT 1 (הקפיכות מפתח) ו-FLT:2CSTALS-Dilithium: HDI) ל-RICC (ICC) יש צורך ב-DLCDLCDICC) כדי להוסיף תוכניות מבוססות CLCDLCDILDLGILDLMAC) ו-R.

קריטריונים לרישום וסטנדרטי תעשייה

מיקרומעבדים המשמשים בתעשיות מוסדרות חייבים לציית לסטנדרטים כגון FIPS 140-3 (U.S.), Common Criteria (ISO/IEC 15408), וחוקי הגנת נתונים מקומיים כגון GDPR או המק"סA, לדוגמה, 1403 Level 2 ומעלה דורשים פערים נבחרים של tamper-evident ומאובטחים את ספקי ה-Ctware לעתים קרובות להגיש את המעבדים שלהם עבור; A-APG-M-DPS ו-ICCDPSDPSDPS, כדי לשמור על ה-DPSDPSDPSDPSDPSDPSDPSDPSDPSDPSDPSDPSDPSDPSDPSDPSDPSDPSDPSDPSDPS פעיל, ו-DPS3, כדי לשמור על האפליקציות שלהם, כדי לשמור על ה-DPSDPSDPSDPSDPSDPSDPSDPSDPSDPSDPSDPSDPSDPSDPSDPSDPSDPSDPSDPS3 Active PC.PPFS.PPFF.PPFS.

תחזית עתיד

המסלול של עיצוב מיקרו-מעבד מצביע על שילוב עמוק יותר של אבטחה ברמת הסיליקון.ההצפנה ההומומורפית, המאפשרת חישוב על נתונים מוצפנים ללא קידוד, עדיין איטי מדי לשימוש מעשי אבל הטבות ממחקר מאיץ ייעודי.המוצפנת מלאה של מעבדי חיסון (FHE) מאיטיפוסים על FPGAss ASICs, ו- CPUs עתידיים עשויים לכלול יחידות אבטחה של AMD-iOS (iOS) כגון פלטפורמת אבטחה מרחוק של MicrosoftDX.

בסופו של דבר, תעשיית המיקרו-מעבדים נעה לכיוון פילוסופיה "ביטחון באמצעות עיצוב" שבה הצפנה ופרטיות נתונים אינם תכונות אופציונליות של הדבקה, אלא תכונות אדריכליות בסיסיות. מאחר שאיומים הסייבר הופכים ליותר מתוחכמות, היכולת של המיקרו-מעבדים לתמוך בפרוטוקולים מתקדמים של הצפנה ופרטיות תישארו מבדל תחרותי והכרחי טכני לכל מכשיר מחובר.

(ב) [ה] [ה]] ב[[1924]], [[1924]]]]]], [[1924]]]]]], [[1924]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]