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可信开机从Boot ROM硬件信任根起航

📚 共计 30 章节

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信任根概述

什么是信任根(RoT)、为什么需要硬件信任根、Boot ROM在信任链中的位置。

Boot ROM硬件架构

片上ROM的物理特性、一次性可编程(OTP)存储器、安全存储区布局。

Boot ROM启动流程

上电复位序列、Boot ROM代码执行入口、硬件初始化步骤。

流程初始化

数字签名基础

非对称加密原理、哈希函数的作用、签名生成与验证流程。

密码学签名

公钥基础设施(PKI)

证书链结构、根证书存储、公钥的硬件保护机制。

Boot ROM中的签名验证

代码签名验证算法、硬件加速引擎、验证失败处理。

安全启动链

一级引导加载程序(FSBL)加载、链式信任传递、度量启动概念。

启动链信任传递

OTP熔丝配置

eFuse技术原理、熔丝编程流程、安全位设置策略。

调试接口安全

JTAG/SWD接口锁定、调试认证机制、生产模式切换。

抗回滚保护

版本号管理、回滚攻击原理、单调计数器实现。

物理不可克隆函数(PUF)

PUF工作原理、密钥生成、防物理攻击特性。

PUF物理安全

安全密钥存储

密钥派生函数、密钥包装、安全密钥槽管理。

Boot ROM漏洞分析

经典漏洞案例、缓冲区溢出防护、侧信道攻击缓解。

安全固件更新

安全镜像格式、更新认证流程、失败恢复机制。

硬件安全模块(HSM)

HSM架构、安全协处理器、密钥管理服务。

HSM协处理器

ARM TrustZone技术

安全世界与普通世界、安全监控器调用、可信应用加载。

RISC-V安全扩展

物理内存保护(PMP)、机器模式安全特性、自定义安全指令。

Intel Boot Guard

Intel安全启动技术、ACM模块、策略存储。

IntelBoot Guard

AMD Platform Security Processor

PSP架构、安全启动流程、固件验证。

移动设备安全启动

Android Verified Boot、iOS Secure Boot、Qualcomm PBL。

物联网设备安全启动

MCU安全启动、资源受限环境优化、轻量级认证方案。

安全启动性能优化

硬件加速器利用、并行验证、缓存策略。

形式化验证方法

模型检查、符号执行、Boot ROM正确性证明。

形式化验证

安全启动测试策略

模糊测试、渗透测试、合规性测试。

故障注入攻击

电压毛刺、电磁注入、时钟毛刺防护。

故障注入攻击

生命周期管理

芯片制造阶段、OEM配置阶段、现场部署阶段、报废处理。

生命周期管理

标准与合规

TCG规范、FIPS 140-3、Common Criteria认证。

开源信任根实现

OpenTitan项目、Keystone、OP-TEE。

开源信任根

量子安全密码学、同态加密在启动中的应用、AI辅助安全分析。

综合实践项目

设计一个完整的Boot ROM信任根系统、安全启动流程实现、攻击面分析报告。