【導(dǎo)讀】隨著嵌入式網(wǎng)絡(luò)設(shè)備成本的下降，現(xiàn)在它們已經(jīng)無處不在了。但是，這種快速擴(kuò)散的一個(gè)隱藏成本是：這些設(shè)備可能缺乏安全性，因此可能被攻擊。如果沒有做好安全措施，設(shè)備可能會(huì)泄露視頻、圖像或音頻等私人信息，或者成為僵尸網(wǎng)絡(luò)的一部分，在全球范圍造成嚴(yán)重破壞。
嵌入式帶來的安全隱患
隨著嵌入式網(wǎng)絡(luò)設(shè)備成本的下降，現(xiàn)在它們已經(jīng)無處不在了。但是，這種快速擴(kuò)散的一個(gè)隱藏成本是：這些設(shè)備可能缺乏安全性，因此可能被攻擊。如果沒有做好安全措施，設(shè)備可能會(huì)泄露視頻、圖像或音頻等私人信息，或者成為僵尸網(wǎng)絡(luò)的一部分，在全球范圍造成嚴(yán)重破壞。
01 邊緣計(jì)算概括
邊緣計(jì)算是一種將集中式計(jì)算資源轉(zhuǎn)移到更靠近數(shù)據(jù)源所在地的范式。它具有多個(gè)優(yōu)勢，包括：
● 可斷網(wǎng)工作
● 響應(yīng)速度更快
● 各級計(jì)算需求之間的平衡得到了改善
圖1：邊緣計(jì)算架構(gòu)圖顯示了云基礎(chǔ)設(shè)施與邊緣聯(lián)網(wǎng)設(shè)備之間的關(guān)系
（圖源：貿(mào)澤電子）
如圖1所示，云基礎(chǔ)設(shè)施管理邊緣設(shè)備。物聯(lián)網(wǎng)（IoT）設(shè)備通過邊緣設(shè)備（如邊緣網(wǎng)關(guān)）連接到云，以盡量縮小全局通信范圍。
說明性圖表顯示了一個(gè)框，左側(cè)的云基礎(chǔ)設(shè)施連接到中間的云內(nèi)的互聯(lián)網(wǎng)。然后邊緣設(shè)備連接到右側(cè)的互聯(lián)網(wǎng)，3個(gè)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備連接到邊緣設(shè)備。
根據(jù)總部位于德國的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)庫公司Statista估計(jì)，2018年，全球共有230億臺連接到物聯(lián)網(wǎng)的設(shè)備，專家預(yù)計(jì)，到2025年，這一數(shù)字將增至750億臺。針對物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的Mirai惡意軟件在2016年中斷了數(shù)百萬人的互聯(lián)網(wǎng)訪問，說明這些設(shè)備需要更好的安全性。事實(shí)上，當(dāng)攻擊者發(fā)現(xiàn)某個(gè)特定設(shè)備的漏洞時(shí)，就可以將該漏洞大規(guī)模應(yīng)用于其他相同設(shè)備。
隨著越來越多的設(shè)備擴(kuò)散到邊緣，這些設(shè)備的風(fēng)險(xiǎn)也隨之增加。聯(lián)網(wǎng)設(shè)備是攻擊者的共同目標(biāo)，他們可以利用這些設(shè)備引起關(guān)注，或者更常見地?cái)U(kuò)展僵尸網(wǎng)絡(luò)。下面，我們就來探討一些保護(hù)邊緣計(jì)算設(shè)備的方法。
02 保護(hù)設(shè)備
要探討設(shè)備并理解它的漏洞是如何被利用的，我們先看一下什么叫做攻擊面。設(shè)備的攻擊面是指攻擊者可以嘗試?yán)闷涔粼O(shè)備或從設(shè)備中提取數(shù)據(jù)的所有點(diǎn)。攻擊面可包括：
● 與設(shè)備對接的網(wǎng)絡(luò)端口
● 串行端口
● 用于升級設(shè)備的固件更新過程
● 物理設(shè)備本身
03 攻擊途徑（Attack Vector）
攻擊面代表著設(shè)備存在的風(fēng)險(xiǎn)，是安全防御的重點(diǎn)。因此，保護(hù)設(shè)備就是一個(gè)理解設(shè)備可能存在的攻擊途徑并保護(hù)它們以減少攻擊面的過程。
常見的攻擊途徑通常包括：
● 接口
● 協(xié)議
● 服務(wù)
圖2：該圖顯示了一個(gè)簡單邊緣設(shè)備的潛在攻擊途徑。
（圖源：貿(mào)澤電子）
從圖2我們可以看到，一些攻擊途徑來自于網(wǎng)絡(luò)或本地接口、設(shè)備上運(yùn)行的固件周圍的各種面，甚至物理包本身。下面我們來探討一些攻擊途徑以及如何保護(hù)它們。
04 通信
攻擊接口或協(xié)議是一個(gè)多層次的問題。與云端通信本身存在安全性問題，包括數(shù)據(jù)安全性以及通過一個(gè)或多個(gè)協(xié)議（如HTTP）訪問設(shè)備的安全性。
傳輸層安全性（TLS）應(yīng)保護(hù)與設(shè)備的所有來回通信。這種類型的加密協(xié)議包括身份驗(yàn)證，以確保雙方都清楚他們在與誰通信，以及所有數(shù)據(jù)的加密，以避免竊聽攻擊。這對于通過公共網(wǎng)絡(luò)（如互聯(lián)網(wǎng)）與遠(yuǎn)程云通信的邊緣設(shè)備而言是理想選擇。
考慮到數(shù)據(jù)在IP網(wǎng)絡(luò)上的移動(dòng)速度，為了高效管理身份驗(yàn)證和數(shù)據(jù)加密與解密，必須進(jìn)行硬件加速。具有硬件加密加速功能的處理器包含為實(shí)現(xiàn)傳輸層安全性（TLS）而進(jìn)行的片上加密加速，可確保與遠(yuǎn)程系統(tǒng)的安全通信。
使用Kerberos等協(xié)議進(jìn)行身份驗(yàn)證可以確?？蛻魴C(jī)和服務(wù)器安全地標(biāo)識自己。Kerberos依賴于對稱密鑰加密或公鑰加密，這兩種加密都可以使用包含加密引擎的處理器來加速。
05 協(xié)議端口
與網(wǎng)絡(luò)接口一起使用的協(xié)議端口是聯(lián)網(wǎng)設(shè)備上最普遍的攻擊途徑之一。這些端口使對設(shè)備的協(xié)議訪問暴露于風(fēng)險(xiǎn)之中。例如，web接口通常通過端口80而暴露，因此向攻擊者提供有關(guān)可攻擊的漏洞類型的信息。
保護(hù)這些端口的最簡單方法之一是使用防火墻。防火墻是設(shè)備上的應(yīng)用程序，您可以將其配置為限制對端口的訪問，從而保護(hù)端口。例如，防火墻可以規(guī)定禁止訪問指定端口（預(yù)定義的受信任主機(jī)除外）。這樣可以限制對端口的訪問，有助于避免利用協(xié)議漏洞的常見攻擊，如緩沖區(qū)溢出攻擊。
06 固件更新
邊緣設(shè)備正在變得越來越復(fù)雜，執(zhí)行著比前幾代更先進(jìn)的功能，包括機(jī)器學(xué)習(xí)應(yīng)用程序。伴隨著這種復(fù)雜性，需要修復(fù)問題并發(fā)布設(shè)備更新。但是，固件更新過程會(huì)產(chǎn)生攻擊途徑。通過在邊緣安全計(jì)劃中對固件更新實(shí)施安全措施，可以減輕攻擊者帶來的風(fēng)險(xiǎn)。
代碼簽名是一種常用的安全方法，用于避免惡意代碼進(jìn)入設(shè)備。這需要使用加密散列函數(shù)對固件映像進(jìn)行數(shù)字簽名。加密散列函數(shù)可在固件更新過程之前在設(shè)備上使用，以確保代碼是真實(shí)的，并且在簽名后未被更改。
已簽名的代碼也可以在引導(dǎo)時(shí)使用，以確保本地存儲(chǔ)設(shè)備中的固件沒有被更改。這包括兩種攻擊途徑，一是利用設(shè)備的更新過程，試圖使用存在漏洞的圖像更新設(shè)備，二是保護(hù)設(shè)備，使其不受強(qiáng)制塞入本地存儲(chǔ)設(shè)備的圖像的影響。
使用可信平臺模塊（TPM）也頗有好處。TPM是一個(gè)安全加密處理器，專門用于安全功能，通常包括哈希生成、密鑰存儲(chǔ)、哈希和加密加速以及其他多種功能。
07 物理安全措施
防篡改設(shè)計(jì)可以幫助檢測設(shè)備是否已被物理打開或以某種方式受到損害。這還包括盡可能減少外部信號，以限制攻擊者監(jiān)視其控制的設(shè)備和發(fā)現(xiàn)漏洞的方式。攻擊者可能試圖監(jiān)視總線信號以識別安全信息，并且在極端情況下，可能會(huì)對設(shè)備施加溫度變化、更改時(shí)鐘信號，甚至通過使用輻射來誘發(fā)錯(cuò)誤。搞清楚潛在攻擊者用來了解您的設(shè)備的方法將有助于打造更安全的產(chǎn)品。
08 從何處了解更多信息
隨著當(dāng)今網(wǎng)絡(luò)戰(zhàn)的不斷發(fā)展，個(gè)人和國家可以有各種動(dòng)機(jī)來尋求利用設(shè)備漏洞，邊緣安全是一場漫長而艱難的戰(zhàn)斗。但是，采取現(xiàn)代安全措施并在產(chǎn)品開發(fā)之初就考慮安全問題，將大大有助于確保設(shè)備的安全性。及早分析設(shè)備的攻擊面將有助于確定把注意力集中在何處，以便開發(fā)更安全的設(shè)備。您可以在貿(mào)澤安全博客了解更多詳情。
來源：貿(mào)澤電子，原創(chuàng)：M. Tim Jones
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