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硬件对物联网生态系统的威胁

时间:2023-03-20 18:25:07 科技观察

传感器和硬件的完整性对于物联网生态系统的健康和有效性至关重要。物联网生态系统,就像地球上的任何生物群落一样,不断受到各种规模的威胁。无论该系统是有助于提供更高效医疗保健的医院资产跟踪解决方案,还是确保运输过程中温度控制的冷链管理系统,硬件/传感器都是物联网生态系统中数据旅程的起点。这些硬件组件的完整性对于物联网解决方案的成功至关重要,但目前这些设备上存在关键威胁点,如果不加以解决,可能会引发灾难。IoT安全IoT安全侧重于防止来自IoT设备的通信数据被篡改。端到端AES加密等方法目前是大多数网络协议的标准,并且安全可靠且经过充分测试。在这个级别攻击数据篡改是困难的,不值得攻击者花费时间。由于在设备和云这两个端点之间进行攻击有些死胡同,因此攻击者开始关注端点本身。过去几年最常见的攻击之一是分布式拒绝服务(DDOS),它试图通过使用连接的物联网设备对系统的特定服务器执行ping操作,用大量互联网流量淹没生态系统来破坏服务器和服务。或网络流量。在这次攻击中,传输的数据可能不是恶意的,但攻击成功地破坏了物联网生态系统。DDOS攻击是物联网设备在采取设备访问安全措施时无法妥协的一个例子。在2019年记录的所有DDOS攻击中,有17%是使用没有密码身份验证的设备访问的。理想情况下,物联网设备制造商会将加密身份验证和其他设备控制障碍等做法标准化,但这样做通常没有经济动机。虽然DDOS攻击源自外部环境,但来自内部物联网设备本身的新威胁正在恶化。在本文中,我们讨论了一些可能削弱解决方案的IoT硬件常见威胁。我们所有计算机中的微处理器均由数十亿个晶体管组成。晶体管是一个门,根据其两个输入端的电压,允许或阻止电子流向其输出端。一系列晶体管可以使开关和其他逻辑元件产生状态。如果将这些逻辑元素扩展到一百万个,我们的计算机就会拥有现代微处理器。摩尔定律由英特尔高管戈登·摩尔和大卫·豪斯于1965年提出,预测集成电路中的晶体管数量将每两年翻一番,这得益于芯片制造精度的提高和电路设计的改进。更高效。随着晶体管缩小到纳米级(10^-9米),我们现在必须像量子力学那样评估它们的功能,放弃经典力学的舒适和有些直观的性质。BitFlip如今,绝缘材料层必须被抑制得如此之小,以至于必须考虑一种称为量子隧穿的现象。亚原子粒子,如电子,有时表现为粒子,但也可能表现为波。从理论上讲,当波动的电子通过栅极足够小以至于本应为0的状态现在变为1的晶体管时,就会发生量子隧道效应,这是一种无意的位翻转。目前,部分晶体管采用5nm节点,3nm节点即将上市。这些晶体管受量子力学支配,影响预测系统绝对确定性并使位翻转成为现实的能力,但这并不是唯一可以进行位翻转的威胁。太空中的太阳风和超新星每分钟都会向地球发送一团带电粒子和辐射,例如伽马射线、中子、介子、介子和阿尔法粒子。这些粒子也是位翻转的罪魁祸首。位翻转的后果很严重。2014年比利时大选,一名候选人因为计票第13位的小幅逆转,获得比实际多4096票的选票。2000年,一个小的转变使谷歌的核心索引系统崩溃了。2008年,一架Qantas客机因电子设备系统发生故障而坠毁。这三种情况都是由带电的亚原子粒子穿过宇宙并撞击集成电路的一个组件引起的。这个问题有一个硬件解决方案,称为纠错码存储器(EECM),它可以通过存储奇偶校验位并通过其存储器不断运行检测算法来应对意外的位翻转。这些防止位翻转的解决方案虽然有效,但对于大规模IoT部署中的电池使用而言,成本效益或可行性还差得很远。这为软件开发人员提供了解决宇宙比特翻转和维护物联网生态系统中数据完整性的解决方案。通过对多个数据库执行频繁的状态检查,当在系统中检测到逻辑数据异常时,这些数据库可以被验证和(如有必要)标记,系统可以抵抗位翻转。传感器完整性硬件的完整性对于物联网解决方案的健康和有效性至关重要,但威胁却没有得到很好的管理。必须使用适当的访问授权和经过测试的设备制造协议。如果生态系统最低层没有稳定性,就无法部署有效和可靠的解决方案,从而可能对依赖该系统的人员和环境造成伤害。