半導(dǎo)體芯片與工業(yè)4.0關(guān)系親密
半導(dǎo)體芯片與工業(yè)4.0關(guān)系密不可分?？梢哉f，前者是整個工業(yè)4.0架構(gòu)的基礎(chǔ)，半導(dǎo)體芯片如工業(yè)傳感器、執(zhí)行器、微控制器及功率器件等產(chǎn)品解決了工業(yè)4.0中的感知、通信、控制等基礎(chǔ)問題和執(zhí)行問題，同時保證了數(shù)據(jù)的安全交換。另外，通過硬件安全芯片可以有效保障智能生產(chǎn)中的數(shù)據(jù)和信息安全?？梢哉f，半導(dǎo)體芯片廠商在工業(yè)4.0中擔(dān)當(dāng)著底層基礎(chǔ)架構(gòu)師的角色。
目前全球半導(dǎo)體芯片廠商如英飛凌、瑞薩電子、英特爾等都在積極布局工業(yè)領(lǐng)域。其中，英飛凌不僅是一家半導(dǎo)體芯片公司，同時也是德國工業(yè)4.0執(zhí)行和指導(dǎo)委員會初創(chuàng)成員，其提供領(lǐng)先的半導(dǎo)體產(chǎn)品和解決方案在工業(yè)領(lǐng)域中起著不可或缺的作用，比如，通過功率半導(dǎo)體高效率地生產(chǎn);通過高性能微控制器進(jìn)行智能地控制;通過安全芯片保障智能生產(chǎn)中的數(shù)據(jù)和信息安全等。這些正是英飛凌在中國制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級中重點(diǎn)關(guān)注的合作機(jī)會。
安全芯片硬件是工業(yè)安全底層架構(gòu)
隨著工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)席卷工業(yè)領(lǐng)域，如何打造安全高效的工業(yè)連接網(wǎng)絡(luò)成為全球工業(yè)企業(yè)關(guān)注的重點(diǎn)。對工業(yè)網(wǎng)絡(luò)來說，若要確保網(wǎng)絡(luò)可靠性和正常運(yùn)行時間，采用多層安全方案是必須的。英飛凌Steve認(rèn)為，“深度防御”是最好的方法，即利用多重安全措施來防止攻擊得逞，正如IEC 62443等標(biāo)準(zhǔn)所要求的，工業(yè)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)當(dāng)劃分為不同區(qū)域，在分區(qū)內(nèi)部和分區(qū)之間確保通信安全，而且，最重要的是，機(jī)器設(shè)備和關(guān)鍵數(shù)據(jù)信息的安全需要依靠軟+硬結(jié)合的安全方案。其中，硬件，也就是指安全芯片，是獨(dú)立于軟件存放數(shù)據(jù)和安全密鑰的嚴(yán)密保護(hù)區(qū)。
過去的純軟體安全設(shè)計(jì)，僅能抵抗基本軟件攻擊，而且很容易被識破，但如果同時結(jié)合硬體安全設(shè)計(jì)的話，即能對抗硬體攻擊，而且，由于安全硬體芯片本身有安全設(shè)計(jì)，可有效防止程式碼被讀取、拷貝、反組譯和分析。因此，在設(shè)計(jì)安全關(guān)鍵型設(shè)備和系統(tǒng)時，必須考慮硬件安全設(shè)計(jì)，而嵌入式應(yīng)用除了通過微控制器加強(qiáng)安全外，硬件安全芯片也是重要的安全設(shè)計(jì)。有鑒于此，為了提升工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的安全性，英飛凌、意法半導(dǎo)體等芯片半導(dǎo)體廠商近年積極投入開發(fā)硬體安全設(shè)計(jì)產(chǎn)品，為工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備制造商和服務(wù)提供商提供基于硬件的安全解決方案。
另外，工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用環(huán)境十分復(fù)雜，網(wǎng)絡(luò)具有很大的靈活性，而且工業(yè)設(shè)施的壽命相對來說比較長，制造商需要能夠應(yīng)對不斷變化的和新出現(xiàn)的攻擊方式。因此，工廠設(shè)備和工業(yè)裝置中的數(shù)據(jù)和安全相關(guān)的信息必須能夠隨時加以更新，也就是說，基于硬件的安全芯片架構(gòu)要隨之不斷演變。硬件安全芯片提供商需要針對嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用開發(fā)可隨時升級更新的芯片安全解決方案。據(jù)了解，英飛凌參與的ALESSIO項(xiàng)目的研究合作伙伴目前正在開發(fā)用于復(fù)雜可編程邏輯設(shè)備(現(xiàn)場可編程門陣列FPGA)的安全模塊，未來3年將開發(fā)搭載可升級軟件的硬件型安全芯片。
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