Vai trò của việc tăng tốc phần cứng trong việc mã hóa

Thuật toán mã hoá là tính toán sâu sắc, đặc biệt khi xử lý số lượng lớn dữ liệu hoặc xử lý hàng ngàn giao dịch trên giây. Các bộ vi xử lý hiện đại tích hợp phần cứng riêng biệt để gỡ bỏ các hoạt động mật mã từ CPU, giảm hiệu ứng và năng lượng sử dụng trong khi tăng cường đáng kể. Sự hỗ trợ cấp phần cứng này là quan trọng cho ứng dụng thực như kết hợp video, duyệt mạng bảo mật (TLLS), mã hóa đầy đủ, và mã hóa cơ sở dữ liệu mật mã hóa trong môi trường đám mây.

Những thiết lập liên quan đến sự chỉ dẫn

Bộ mã hóa cấp cao của Intel tiêu chuẩn mới chỉ dẫn (AES-NN) là một trong những tính năng tăng tốc phần cứng được chấp nhận rộng rãi nhất trong các bộ xử lý x86. Giới thiệu năm 2010, AES- NN cung cấp sáu hướng dẫn mới thực hiện mã hóa AES, mã hóa mã hóa và mở rộng chìa khóa trong một chu kỳ đồng hồ riêng lẻ. BNmarks cho thấy các thao tác AES- Ny có thể tăng tốc độ lên bởi yếu tố 10 đến 15 so với chỉ thực hiện phần mềm. AMD theo sau với hỗ trợ tương đương trong cấu trúc cột. Những hướng dẫn này hiện trong máy chủ, và bộ xử lý di động từ cả hai máy chủ.

Ngoài AES, Intel cũng cung cấp các phần mở rộng (SHA-NN), cho hàm hath dùng trong kiểm tra thanh liêm và ký hiệu số. A radioM’s Crypto open (một phần của ARMV8-A) bao gồm sự hỗ trợ tương tự cho phần cứng AES, fun-1, ish-256, và mô- đun cho các hoạt động công cộng. RISC-V, ngày càng được sử dụng trong các thiết bị loT và cạnh, có một đặc tả mã hoá (Scalar Crypto) tiêu chuẩn hóa tăng tốc độ lên AES, ES, ides và các tính năng khác.

Trình tạo số ngẫu nhiên phần cứng (HRNGs)

Tất cả các giao thức giải mã phụ thuộc vào các số ngẫu nhiên không thể đoán trước cho thế hệ khóa, nocition, và lập trình véc- tơ. Các giao thức này dựa trên giả lập, có khả năng dự đoán nếu không đúng. HRNGs, đôi khi được gọi là máy phát điện ngẫu nhiên (TTTTNG), thu hoạch inter từ các hiện tượng vật lý như nhiễu nhiệt, hoặc hiệu ứng lượng tử. Những tính này được tích hợp vào các bộ xử lý vi xử lý và tuân theo tiêu chuẩn như WOS-A-A/C. Lấy thí dụ, Intel [RRNG] [FTTTL], s cung cấp một số điện thoại ngẫu nhiên và [ĐTTTTTTTTT] và [ĐTTTTT] để tạo ra các chỉ dẫn mật mã định cho máy phát âm ngẫu nhiên từ các phím định dạng mã định dạng mã định dạng mã định giới thiệu về mã định mức cao, bằng mã định dạng mã định tốc độ:

Môi trường tử hình được tín nhiệm (TEEs)

Một sự thay đổi cơ bản trong thiết kế xử lý là sự tách biệt giữa mã an ninh và dữ liệu vào môi trường thực hiện biệt lập. Môi trường thực thi đã được tín nhiệm cung cấp sự cô lập phần cứng mà bảo vệ các ứng dụng khỏi hệ điều hành bị tổn hại hoặc siêu giám sát. TEE hiện nay là không thể thiếu đối với các thiết bị di động, máy chủ mây, và hệ thống tự động.

Phần mềm Bảo vệ Thông tin mở rộng (SGX)

Thông tin SGX cho phép các ứng dụng tạo vùng bộ nhớ mã hóa được gọi là enclaves. Các bộ xử lý truy cập vào để ngay cả phần mềm đặc quyền không thể đọc hay ghi bộ nhớ. Mật mã bên trong tổ hợp chạy với sự toàn vẹn và bảo mật, làm cho SGX thích hợp để bảo vệ quyền công ty điện tử (DRM), các phím mã hóa, và các công việc đám mây mật. Tuy nhiên, SGX đã đối mặt với các cuộc tấn công bên thường xuyên (v. d. d. Đối với Đối tượng cấu trúc, SGAe) đã phá hoại một phần nào bảo mật của nó. Thông tin thông tin đã đáp ứng với các phiên bản như SX2 và các trang mã hoá, nhưng vẫn còn lại cho các công nghệ nghiên cứu bị cứng lại.

ARM TrustZone

ARM’s TrustZone, có trong hệ thống xử lý Cortex-A từ năm 2004, phân chia hệ thống thành “thế giới bình thường (thế giới giàu có) và một“ hệ thống thông tin an toàn thế giới (E). Bộ xử lý thế giới qua chế độ giám sát và các tín hiệu cấp xe buýt ngăn ngừa các vùng ngoại vi bình thường trong việc truy cập bộ nhớ an toàn. TrustZone được dùng rộng rãi trong điện thoại thông tin điện thoại thông qua các mẫu sinh trắc học, giấy tờ và các phím DM. Như Bộ xử lý của Bộ xử lý Qua Giao diện hiện đại (P) và các thiết bị bảo mật của Apple (Se) và bộ phận bảo mật trên hệ thống định vị trí an toàn (cơ quan sát hệ thống định vị trí an toàn)

Bộ mã hoá an toàn AMD (SV)

AMD SV ký tự ảo bộ nhớ ảo (VM) trong suốt sử dụng bộ nhớ bảo mật dành riêng (AMSD Security ition) (máy xử lý an ninh quốc gia (AMD). Mỗi VM có chìa khóa mã hóa riêng, vì vậy máy siêu giám sát không thể giải mã bộ nhớ khách. SVVTET (Scryped State) bảo vệ bộ nhớ CPU, và SV- SBP (Sure ScureP) thêm vào việc kiểm tra tính trung thực để ngăn chặn các cuộc tấn công quay lại. Công nghệ này được chấp nhận rộng rãi bởi các nhà cung cấp đám mây như Azure và Google để cung cấp môi trường điện bí mật.

Bảo mật lưu trữ và cung cấp các khoá

Mật mã chỉ mạnh bằng việc tự bảo vệ các khóa mật mã.

Môđun nền tin cậy (PPM) 2.0

TPM là một mô- đun dựa trên phần mềm hoặc thiết lập riêng (fSTSM) đảm bảo tạo ra, cửa hàng và quản lý các khóa mật mã. TPM 2.0, được chuẩn hóa bởi Nhóm Tính toán tín dụng (TCG), hỗ trợ nhiều thuật toán mã hóa (RSA, ECC, ix-256) và cung cấp khả năng xác thực để kiểm tra sự trung thực của hệ thống. Bộ xử lý hiện đại thường tích hợp ợ FPM trực tiếp vào phần mềm hay phần mềm cấu hình, giảm và tăng tốc độ. Lấy thí dụ, Bộ xử lý bảo mật AMD (P) và Informity PTT) (công nghệ thông tin mật (công nghệ thông tin) không cần thiết cho tiến trình định dạng TPMMMMMMSPSPSTSPSPS, TPSPSSSSSSSSPSSSSS, TTSPSPSSSSSSSSSSTSTSTSBLSBLS, TTSBLSSSBLSSSSBLSSSSS (TSS

Name

Bộ xử lý Hệ thống định vị an toàn (SEP) của Apple là một bộ điều khiển vi mô với khởi động an toàn, ROM và bộ nhớ mã hóa của riêng mình. Nó quản lý ID cảm ứng, ID mặt đối mặt và hệ thống giao dịch trả tiền của Apple, xử lý dữ liệu khóa và BDP mà không phơi bày chúng ra hệ điều hành chính. Hệ thống này dùng một động cơ AES, hệ thống giải mã hình bầu dục hình thang (ECC), và hệ thống bảo mật của Google trên điện thoại điểm ảnh (ETX) cung cấp một môi trường an toàn cho việc xử lý các thiết bị xử lý đồ vật liệu và khóa và xác thực. Những hệ thống này được thiết lập bởi hệ thống tường lửa không thể truy cập được.

Mối đe dọa và sự trả đũa

Khi các vi xử lý trở nên mạnh hơn, những kẻ tấn công phát triển những phương pháp mới để lấy các bí mật từ phần cứng.

Tấn công bên hông

Các thao tác mã hoá tiết lộ thông tin thông tin thông qua các biến thể thời gian, tiêu thụ điện năng, sự xuất tinh vi, hoặc tranh chấp bộ nhớ tạm. Spectre và Meltdown (FTTdown) đã chứng minh rằng việc suy đoán thực hiện [FT: 0] Chương trình lưu trữ thông tin nhạy cảm được tổ chức [FT: 1] và ARM đã tìm ra các sự suy đoán khác. Hơn nữa, những cuộc tấn công này [FBE] [FBLT] [FTTTTT] và những sự cố xác định xác định xác định xác định lại [FTTT].

Hậu phương mật mã

Máy tính lượng tử, một thời đầy đủ tiêu chuẩn hoá mã hóa để hợp nhất các thuật toán mới như [FLT: 0] sử dụng thuật toán của Shor. Các nhà cung cấp vi xử lý vi xử lý đang hợp tác với cấu trúc của NIS và [FT: 2] Dự án cyth-Ditionation [FLT: fLT:0], như là [BLTSS] [CLSS-Kber] [FTTTT: 1] (các chỉ dẫn trình điều khiển bằng phím h] và [FT: 2] có thể giải mã các kích cỡ công cụ gốc (FTLSTLSTLSSSS=XTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTT] (số) đã được xác định để hỗ trợ trong tương lai bằng cách sử dụng để truy cập nhật các chỉ dẫn bộ xử lý các hoạt động cơ sở dữ liệu mã hoá tương lai và mã hoá định các mã hóa định giới hạn chế độ mở rộng hơn.

Các tiêu chuẩn về sự cân bằng và kỹ thuật

Các vi xử lý dùng trong các ngành công nghiệp quy định phải tuân theo các tiêu chuẩn như FIPS 140-3 (U.S.), Common Criteria (ISO/IEC 15548), và các luật bảo vệ dữ liệu địa phương như GDPR hay CCPA. Lấy thí dụ, FIPS 140 mức 2 và trên yêu cầu bao gồm các áo khoác thay đổi và không có khóa bảo mật. Những nhà cung cấp phần cứng thường nộp bộ xử lý để xác thực; các mã hoá và các mã số định mã số hệ thống định vị trí và các thẻ dạng tập tin định dạng tập tin định dạng định dạng hệ thống tập tin, và hệ thống định vị trí thông tin định dạng định dạng định dạng định dạng định dạng định dạng định dạng định dạng định dạng định dạng định dạng định dạng định dạng định dạng định dạng định dạng định dạng định dạng định dạng định dạng định dạng định dạng định dạng định dạng định dạng định dạng định dạng định dạng định dạng định dạng định dạng định dạng định dạng định dạng định dạng định dạng định dạng định dạng định dạng định dạng định dạng tập tin cho hệ thống tập tin cho hệ thống tập tin định dạng tập tin định dạng tập tin định dạng định dạng định dạng tập tin

Tương lai nhìn ra

Quỹ đạo của thiết kế vi xử lý chỉ tới sự tích hợp của bộ vi xử lý vi mô ở mức silicon. Mã hóa siêu hình thái, cho phép tính toán trên dữ liệu đã được mã hóa, vẫn còn quá chậm để sử dụng thực tế nhưng lợi ích từ việc nghiên cứu máy gia tốc tối ưu. Một chương trình tổng hợp (FT: 1) nơi mà toàn bộ hệ thống được mã hóa và xác nhận là nền tảng của sự tin tưởng, như được xem như là hệ thống thông tin và hệ thống định dạng TB và hệ thống định dạng TED. Một xu hướng khác là [FL: 0] để bảo vệ hệ thống này [FL: 1] và hệ thống tự động học tập tin từ xa (SBEPS] và kiểm tra dữ liệu bảo mật.

Cuối cùng, ngành vi xử lý đang tiến tới một “sự an toàn của một thiết kế triết lý nơi mà mã hóa và sự riêng tư dữ liệu không tùy chọn tính năng bị chốt nhưng là những đặc tính kiến trúc cơ bản. khi các mối đe dọa trên mạng trở nên phức tạp hơn, khả năng của các vi xử lý để hỗ trợ các giao thức mã hóa và bảo mật tiên tiến sẽ vẫn là một sự khác biệt cạnh tranh và một sự cần thiết kỹ thuật cho mọi thiết bị kết nối.

Để biết thêm chi tiết về việc thực hiện cụ thể, xem Intel’s ) [FLT: 1] hướng dẫn bảo mật , ARM Chương trình bảo mật [FLT:] ) ), và NST Dự án PLT] [FLT: 7).