在安全控制器過去30年的發(fā)展史中，開發(fā)和測試了眾多安全特性——但是其中許多也被破解。相關(guān)理念和設(shè)計，如果不是源于全面安全哲學(xué)，就只能擁有非常短的安全壽命。對于客戶而言，選擇合適的芯片主要意味著在決定針對特定應(yīng)用采用一款產(chǎn)品前，對源于特定安全哲學(xué)的相應(yīng)安全理念進行調(diào)查。

　　攻擊者及其目標(biāo)

　　操控芯片中的數(shù)據(jù)也經(jīng)常被視作攻擊者的重要目標(biāo)，比如，改變借記卡中的存款金額或更改身份證中的個人信息，以偽造護照。

　　在典型應(yīng)用中，安全控制器的使用有兩大原因：首先，比如個人密鑰、數(shù)據(jù)和憑證等秘密必須以能免遭非法訪問的方式儲存。此外，光安全存儲還不足以有效保護秘密。因此，安全控制器的誕生旨在提供一種安全處理這些信息的方式。

　　另一方面，攻擊者試圖截取芯片中的有價值信息。如果信息被分離出來，攻擊者可利用截取的數(shù)據(jù)生成“模擬器”，進行非法訪問、識別或支付。另外，操控芯片中的數(shù)據(jù)也經(jīng)常被視作攻擊者的重要目標(biāo)，比如，改變借記卡中的存款金額或更改身份證中的個人信息，以偽造護照或門禁卡。

　　攻擊手段和設(shè)備從業(yè)余級別到專業(yè)級別，不一而足。在現(xiàn)實世界中，甚至有投入數(shù)十萬乃至數(shù)百萬美元來攻擊安全控制器的行為。因此，安全控制器在安全哲學(xué)、理念戰(zhàn)略和反制措施方面應(yīng)不斷更新，以有效地應(yīng)對現(xiàn)代攻擊。

　　物理攻擊保護

　　根據(jù)其相關(guān)性，在硅芯片上運行的信號是攻擊者非常感興趣的目標(biāo)。在上世紀80年代這個安全控制器工程的早期階段，攻擊者已經(jīng)開始利用細針來探測和向芯片上施加信號。這些年來，攻擊方式得到了加強，如今可通過FIB工作站對芯片進行微手術(shù)來探測和施加信號。對于業(yè)余的探測/施加攻擊而言，使用的是由鎢絲進行計算機控制的電氣化學(xué)蝕刻制成的AFM（原子力顯微鏡）探針或納米針。

　　如果最有價值的信號——CPU內(nèi)容——沒有加密，那么，主要精力應(yīng)放在保護明文上。過去采用的方法是使用合成邏輯或?qū)踩嚓P(guān)信號行藏在其他非關(guān)鍵信號行中。歷史上采用的所有方式都有其優(yōu)點和缺點，必須針對每個芯片系列和應(yīng)用進行平衡。定制的設(shè)計塊或芯片可比合成邏輯更容易識別，盡管后者是自動反向工程工具的對象。

　　近二十年來，所謂的“屏蔽”方法在保護關(guān)鍵信號方面扮演了重要角色。最簡單的方式是，使用更多的金屬層來設(shè)計芯片。其目標(biāo)是阻止利用業(yè)余設(shè)備的攻擊者竊取包含關(guān)鍵明文數(shù)據(jù)的芯片信號。在上世紀90年代，覆蓋整個芯片表面的主動屏蔽措施開始普及，對非法訪問和物理攻擊進行了很好防范。當(dāng)時也考慮了芯片信號的重新布線，包括屏蔽線，但是在當(dāng)時該舉措被視為過度復(fù)雜。

　　如今，現(xiàn)代的計算機化設(shè)備和輕松訪問的可能性被公認為是許多商業(yè)產(chǎn)品的巨大威脅。許多采用明文CPU和/或安全優(yōu)化布線的產(chǎn)品仍然使用屏蔽方法——仍然使用主動屏蔽。先進的防護措施是在CPU中使用加密技術(shù)，利用動態(tài)加密信號代替明文。

　　旁路攻擊保護

　　旁路攻擊的范圍甚廣。早在安全控制器開發(fā)出來之前，就已經(jīng)有針對通信設(shè)備的電氣化旁路攻擊。上世紀60年代針對加密電傳設(shè)備的原始技術(shù)后來傳入了安全控制器和智能卡領(lǐng)域。如今，大量的旁路攻擊方式，從功率分析（SPA、DPA、PEA、模板攻擊）和電磁分析（EMA、DEMA）到光輻射分析，都已經(jīng)出現(xiàn)并可與其他攻擊模式結(jié)合，以獲得最佳結(jié)果。

　　最初應(yīng)對旁路攻擊的方式是在芯片輸出信號中施加噪音， 比如通過利用噪音發(fā)生器。此外，還通過對抗芯片行為來進行反制，比如利用雙軌邏輯、最大限度減少旁路信號生成。如今，常用的方法是結(jié)合應(yīng)用硬加密協(xié)處理器和經(jīng)過認證的加密庫。最新的方式之一是使用加密協(xié)處理器中的內(nèi)部加密信號。

　　如今，常用的方法是結(jié)合應(yīng)用硬加密協(xié)處理器和經(jīng)過認證的加密庫。最新的方式之一是使用加密協(xié)處理器中的內(nèi)部加密信號。