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“山海”安全進階,加固智能汽車SoC/MCU芯片底座

21克888 ? 來源:電子發(fā)燒友網(wǎng) ? 作者:黃晶晶 ? 2023-11-20 09:54 ? 次閱讀
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汽車智能化產(chǎn)生龐大的數(shù)據(jù)量和進行頻繁的信息交換,如何保障汽車的信息在安全可靠的條件下運轉(zhuǎn),這樣的安全能力必定由汽車芯片來提供。為此,安謀科技的山海系列安全芯片IP產(chǎn)品線,賦能芯片廠商的安全能力,此前陸續(xù)推出“山?!盓10/E20、S12等產(chǎn)品。

就在最近,安謀科技發(fā)布了新一代產(chǎn)品“山?!盨20FSPU。它是一款既滿足EVITA HSM規(guī)范,又支持功能安全能力的信息安全產(chǎn)品,默認符合EVITA HSM Full(Full為最高安全等級)信息安全等級的定義標準。它也是安謀科技安全產(chǎn)品團隊本土研發(fā)的面向垂直行業(yè)領(lǐng)域的第一個產(chǎn)品,專為智能汽車領(lǐng)域所設(shè)計,主要面向智能汽車SoC芯片以及高性能的MCU。

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安謀科技產(chǎn)品研發(fā)副總裁劉浩表示,公司自研業(yè)務產(chǎn)品“星辰”CPU系列、“周易”NPU系列、“山?!盨PU系列和“玲瓏”VPU系列,都已經(jīng)大規(guī)模量產(chǎn)。此次推出的面向車規(guī)市場的“山?!盨20F SPU,于兩年前開始做產(chǎn)品定義,研發(fā)團隊高效研發(fā)、通力合作、及時交付,收獲了這款產(chǎn)品。它的核心硬件和軟件測試庫也得到了ISO26262:2018功能安全認證,這是國內(nèi)首款支持功能安全產(chǎn)品認證的信息安全IP產(chǎn)品。

可滿足HSM最高安全等級,靈活的定制化配置


作為一款面向智能汽車SoC的HSM(硬件安全模塊)產(chǎn)品,“山?!盨20F可提供包括CPU處理器、對外通信單元、存儲器等在內(nèi)的完整HSM子系統(tǒng),更好地滿足功能安全要求,同時還支持靈活的定制化配置,以應對不同車載計算場景對于信息安全強度的多樣化需求。CPU處理器可按需靈活集成Arm? Cortex?-M55、Cortex-R52等Arm IP以及安謀科技自研的“星辰”STAR-MC2處理器。

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旨在保護車機敏感數(shù)據(jù),歐盟EVITA項目專門制定了HSM硬件規(guī)范,在汽車電子行業(yè)。HSM作為安全可信根也得到廣泛認可。HSM主要劃分為Full(完整)、Medium(中等)和Light(輕量)三種等級,其中Full為最高安全等級。

安謀科技安全產(chǎn)品總監(jiān)耿建華解析,這三個級別的區(qū)別主要在于在Full層級,對稱算法、非對稱算法和Hash三套算法要求必須是硬件化實現(xiàn),F(xiàn)ul是一個子系統(tǒng),有自己內(nèi)部的CPU;Medium只要求對稱算法是硬件化的,非對稱和Hash可以通過軟件實現(xiàn),同時也必須是一個子系統(tǒng)。Light相對要求簡單一點,要求對稱算法是硬件實現(xiàn),同時不要求是一個子系統(tǒng)。它是一個加解密引擎,掛在整個芯片總線上面。

他進一步說,在EVITA HSM規(guī)范里面并沒有定義對于功能安全的要求,但“山海”S20F不僅集成并發(fā)展了EVITAHSM,它真正做到了能夠支持功能安全的EVITAHSM的實現(xiàn)。

“山?!盨20F既可以覆蓋ADAS、智能座艙、汽車網(wǎng)關(guān)等對安全要求較高的車載計算場景,還能通過可配置能力,支持Medium和Light級別需求,適用于不同應用的車身域控制類芯片,以滿足其注重芯片面積與安全性能相平衡的設(shè)計要求。

密碼算法引擎TrustEngine-800

作為一款支持功能安全能力的信息安全產(chǎn)品,滿足功能安全是其一大亮點。安謀科技安全產(chǎn)品架構(gòu)師、高級技術(shù)總監(jiān)呂達夫在談到如何定義安全時表示,安全的兩個維度分別是Security和Safety。Security保護數(shù)據(jù),功能安全保護人身、設(shè)備、車機的安全。功能安全主要為了避免電子電氣系統(tǒng)失靈而導致的一些不合理風險。在ISO26262的規(guī)范里面定義了兩類事項:一是系統(tǒng)性錯誤(Systematic errors),通過建立嚴格的流程體系,可以在一定程度上進行規(guī)范;二是隨機硬件失效(Random hardware faults),這是在設(shè)備、車機運行過程當中,因為環(huán)境的不同包括溫度、濕度、壓力以及時間周期等原因,導致的一些硬件故障。它無法通過流程建設(shè)規(guī)避,只能在產(chǎn)品設(shè)計時通過功能機制來應對。


“山海”S20F從硬件到軟件均進行了功能安全設(shè)計。在算法方面,“山?!盨20F的密碼算法引擎TrustEngine-800支持國際通用算法以及中國商用密碼算法,在滿足全球通用標準的基礎(chǔ)上,進一步契合汽車電子安全業(yè)務的本地化需求。TrustEngine-800默認支持Arm TrustZone?、虛擬化等底層安全架構(gòu),能夠與Arm架構(gòu)形成系統(tǒng)協(xié)同,并支持多達16個Host同時訪問,為多種虛擬化應用場景提供安全支持。此外,“山?!盨20F可提供豐富的軟件安全能力,包括安全啟動、安全燒錄、隨機數(shù)調(diào)校工具等。

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2023年4月《商用密碼管理條例》正式發(fā)布,商用密碼作為中國自己的算法體系,正在從金融行業(yè)推廣至工業(yè)、汽車等更多領(lǐng)域。此外,汽車信息安全相關(guān)的諸多標準,這其中包括針對汽車芯片的信息安全技術(shù)規(guī)范等還在商討中,安謀科技積極參與標準制定,共同推進標準落地。

另外,核心硬件密碼算法引擎TrustEngine-800符合ISO26262:2018功能安全產(chǎn)品認證ASIL D等級的系統(tǒng)能力,以及ASIL B等級的隨機硬件完整性要求,軟件測試庫(STL)也達到了ASIL D最高等級要求,能夠有效避免由設(shè)計實現(xiàn)錯誤或電子電氣系統(tǒng)失靈造成的不合理風險。同時,“山海”S20F還提供完整的符合Arm功能安全交付標準的功能安全包,幫助合作伙伴進行汽車芯片產(chǎn)品設(shè)計及安全評估,進而確保功能安全能力的有效落地。

呂達夫說道:“軟件測試庫(STL)這套軟件為硬件提供周期性的診斷,如果一旦發(fā)現(xiàn)錯誤,這個軟件有能力向上匯報相應的錯誤,交給上層的邏輯來進行進一步的處理。STL覆蓋了所有的算法部分,包括對稱算法、非對稱算法和Hash三大部分。OTP、TRNG等都是由硬件的安全機制來保證功能安全性。另外STL是架構(gòu)中立的,可以滿足客戶對HSM CPU的不同選擇,能夠提供相應的支持。”

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目前,“山?!盨20F安全解決方案已面向客戶正式交付并進入商用階段,預計未來兩三年會有多款搭載“山?!盨20F的客戶芯片產(chǎn)品陸續(xù)亮相。

山海產(chǎn)品線發(fā)展

安全產(chǎn)品團隊是安謀科技成立時的三個初始研發(fā)團隊之一。自2019年發(fā)布第一款產(chǎn)品 “山?!盓10/E20,2021年發(fā)布“山海”S12,2023年發(fā)布“山?!盨20F。產(chǎn)品線的未來規(guī)則如何?

耿建華表示,我們安全產(chǎn)品的持續(xù)演進主要考慮幾點,首先是我們會遵循Arm整個底層安全架構(gòu)的演進推進研發(fā);其次安全是有成本的,隨著算力的提高,成本可能逐漸往下降,相關(guān)的算法強度也會不一樣,我們也會從這個角度去提高。從整個軟件棧上面,我們希望幫助客戶做得更多;另外從IP的強度本身也會持續(xù)地演進。

安謀科技選擇智能汽車做為垂直領(lǐng)域,在繼“山海”S20F之后將深入打造出更多領(lǐng)先的芯片IP,這正是順應當前汽車發(fā)展進入智能化、網(wǎng)聯(lián)化等潮流趨勢。安謀科技在承接Arm生態(tài),把Arm世界一流的技術(shù)和產(chǎn)品引入中國的同時,注重賦能本土半導體的創(chuàng)新發(fā)展,進行本土創(chuàng)新,推進國內(nèi)合作伙伴相關(guān)產(chǎn)品的研發(fā)。相信將繼續(xù)引領(lǐng)智能汽車時代的芯片與生態(tài)發(fā)展。

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