物聯(lián)網(wǎng)（IoT）轉(zhuǎn)型的進程正如火如荼，并有可能改變企業(yè)和消費者體驗。互聯(lián)網(wǎng)的這個新階段能否取得成功，很大程度上取決于數(shù)十億各種互聯(lián)設(shè)備的信任和安全性能。企業(yè)需要依靠來自邊緣計算的數(shù)據(jù)才能做出商業(yè)決策，而消費者需要確保他們的互聯(lián)家居和數(shù)字生活不會被黑客攻擊。近期的攻擊和安全研究表明，在極端情況下，設(shè)計不佳的連接設(shè)備有可能被攻陷并導致互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)架構(gòu)的關(guān)鍵部件被破壞，甚至影響到我們的安全。因此，我們需要能夠應對這些威脅并且適用于各種成本點的設(shè)備安全。平臺安全架構(gòu)（PSA）的使命就是克服這一挑戰(zhàn)。它能夠服務于任何設(shè)計合理的 Arm 處理器，包括低成本微控制器。

Arm宣布將推出平臺安全架構(gòu)（PSA）和配套的開源軟件計劃Trusted Firmware-M。該項目能夠提供由硬件支持的可擴展安全性，可應用于成本從低到高的各類設(shè)備。其目的是通過共享的較佳實踐方法提高整個生態(tài)系統(tǒng)的安全性。為此，我們需要轉(zhuǎn)變安全經(jīng)濟學，降低實施強大安全措施的風險、成本、低層次碎片化和復雜性。

基于微控制器（MCU）的設(shè)備數(shù)量急速增長將導致：

 數(shù)十億種物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備和嵌入式連接設(shè)備設(shè)計，全部基于各種 Arm 解決方案

 種類繁雜的使用案例和安全健壯性要求

 來自多家供應商的系統(tǒng)組件集成：硬件、軟件和固件

 各種組件的多樣化實施

 不同項目之間可能無法復用的集成工作

本白皮書概述了全新架構(gòu)——PSA。這種架構(gòu)將為日益增加的基于MCU的連接設(shè)備奠定基于硬件和固件的安全基礎(chǔ)。PSA不限定CPU架構(gòu)，但以基于MCU的設(shè)備為優(yōu)先服務對象，同時也可應用于全面可信執(zhí)行環(huán)境（TEE）太過龐大、太過復雜的其他平臺。

運行 Linux 等復雜操作系統(tǒng)、Arm TrustZone® 等現(xiàn)有基于硬件的安全產(chǎn)品以及可信執(zhí)行環(huán)境（TEE）的 Arm 應用處理器（即Cortex-A系列）也同樣適用。

行業(yè)面臨如下挑戰(zhàn)：

1. 在設(shè)備的整個生命周期內(nèi)實施安全可能代價不菲

2. 安全設(shè)備很難實現(xiàn)規(guī)模化管理

3. 行業(yè)對傳感器和執(zhí)行器接收和發(fā)送的數(shù)據(jù)缺乏信心，因此無法全面發(fā)掘物聯(lián)網(wǎng)的經(jīng)濟效益

Arm的安全愿景側(cè)重于三個主要領(lǐng)域：

1. 轉(zhuǎn)變安全經(jīng)濟學

設(shè)備的整個生命周期都應當提供用戶負擔得起的安全性。

2.    實現(xiàn)規(guī)模化安全性

物聯(lián)網(wǎng)的云運營商需要相應的設(shè)施來安全、有效地管理海量設(shè)備，無論何種設(shè)備類型和芯片類型。

3.    整個價值鏈的安全

物聯(lián)網(wǎng)的一個主要優(yōu)點就在于它生成和交換的數(shù)據(jù)，以及從這些數(shù)據(jù)中分析提取的信息。企業(yè)必須能夠判斷數(shù)據(jù)的可靠性，進而實現(xiàn)整個生態(tài)系統(tǒng)共享的經(jīng)濟效益。

Arm現(xiàn)有的安全產(chǎn)品和技術(shù)能夠幫助移動和上網(wǎng)本市場的硅芯片合作伙伴提高安全性和質(zhì)量并加快產(chǎn)品的上市速度。Arm現(xiàn)有的安全產(chǎn)品包括：

 Armv8-A等包含TrustZone的Cortex-A系列

 Arm可信固件（針對Cortex-A系列），一種開源參考實施，包括可信 啟動和TEE加載組件

 將TrustZone引入微控制器市場的Armv8-M架構(gòu)

 Arm SecurCore，防篡改處理器系列

 TrustZoneCryptoCell，提供平臺級安全服務的安全模塊

 TrustZoneCryptoIsland，高度集成式安全子系統(tǒng)，旨在提供片上智能卡級別的安全性

 Arm Mbed IoT Device Platform，提供相應的操作系統(tǒng)、云服務、工具和開發(fā)者生態(tài)系統(tǒng)，以實現(xiàn)基于標準的商業(yè)物聯(lián)網(wǎng)解決方案的規(guī)模化開發(fā)和部署。

接下來我們將介紹平臺安全架構(gòu)，為制造更安全連接設(shè)備提供方法。

平臺安全架構(gòu)（PSA）是一個由威脅模型、安全分析以及硬件和固件規(guī)范組成的整體。它與開源參考實施共同幫助您在較低的安全層面為所有互聯(lián)設(shè)備實現(xiàn)統(tǒng)一的安全設(shè)計。PSA吸收并整合了整個行業(yè)的較佳實踐。它的服務對象是整個物聯(lián)網(wǎng)生態(tài)系統(tǒng)，從芯片設(shè)計師和設(shè)備開發(fā)者到云和網(wǎng)絡基礎(chǔ)架構(gòu)提供商以及軟件供應商。

PSA 提供了一種無需自行開發(fā)所有元件就能構(gòu)建安全系統(tǒng)的方法。Arm是這個生態(tài)系統(tǒng)的領(lǐng)導者，其目標是保護整個互聯(lián)世界。

下列目標概述了確保數(shù)十億設(shè)備安全的框架：

 簡化按照安全標準評估物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的過程

 促進重復利用、提高互操作性和較大程度減少API碎片，進而降低生態(tài)系統(tǒng)合作伙伴開發(fā)軟件的成本和復雜性

 利用PSA提供的原始資源實現(xiàn)設(shè)備安全模型，進而降低SoC設(shè)計者的成本和復雜性

為了實現(xiàn)上述目標，下列要求必須得到滿足：

 為認證/評估基于Arm的SoC或設(shè)備建立基礎(chǔ)

 定義核心安全功能

 定義沙箱安全模型

 為第三方軟件提供商實施的安全功能定義框架

 定義基礎(chǔ)物聯(lián)網(wǎng)安全硬件平臺

 為物聯(lián)網(wǎng)提供健壯的開源參考實施（類似于上網(wǎng)本和移動市場的Arm可信固件）

PSA 由三個部分組成：

1.    威脅模型和安全分析，來自各種典型的物聯(lián)網(wǎng)使用案例

2.    架構(gòu)的固件和硬件規(guī)范

3.    固件架構(gòu)規(guī)范的開源參考實施

PSA的基礎(chǔ)是設(shè)備的威脅模型，它們將安全要求延伸至其他各大構(gòu)件，如圖 1所示。威脅模型與CPU架構(gòu)無關(guān)，而另外兩大構(gòu)件的作用是為統(tǒng)一的實施提供支持。