Безопасность встроенной памяти: краеугольный камень современной защиты данных

В то время как безопасность на уровне памяти существовала годами, взрывной рост удаленной работы и внедрение 5G усилили ее важность. Сегодня защита данных критичнее — и сложнее — чем когда-либо.

Добавление надежной безопасности в чипы памяти неизбежно увеличивает сложность дизайна. Однако выгоды этих функций материализуются только тогда, когда они правильно сконфигурированы и интегрированы с остальной системой, включая операционные системы и прикладное ПО.

Десятилетиями безопасность была вплетена в память и сетевые компоненты во всех вычислительных средах. Электрически стираемую перепрограммируемую память только для чтения (EEPROM) питят кредитные карты, SIM-карты и бесключевой доступ; «S» в SD-картах означает «secure», а SSD давно поддерживают аппаратное шифрование.

Несмотря на эти достижения, человеческая ошибка остается всепроникающей угрозой. Специалисты по безопасности все еще сталкиваются с пользователями, открывающими вредоносные вложения, или маршрутизаторами, неправильно сконфигурированными. Даже самые изощренные защиты на уровне памяти могут быть подорваны, если система не управляется должным образом.

По мере сходимости большего числа систем — особенно с ростом граничных вычислений, Интернета вещей (IoT) и подключенных автомобилей — безопасность на основе памяти должна эволюционировать, чтобы держать шаг с расширяющимися поверхностями атаки.

Semper Secure NOR flash от Infineon иллюстрирует, как железо может служить корнем доверия, одновременно выполняя диагностику и коррекцию данных для функциональной безопасности. (Источник: Infineon)

Компании вроде Rambus предлагают продукты, защищающие каждое соединение в ответ на требования полосы пропускания облачных и граничных сред. Infineon расширил свой Cypress Semiconductor Semper NOR flash для предвидения неизбежности повсеместной связности, защищая от подделки содержимого flash в любой платформе — от автономных автомобилей до промышленных, медицинских и IoT устройств.

Управление ключами шифрования критично, как отмечает аналитик Томас Кафлин. Встраивание безопасности в энергонезависимую память все важнее, потому что данные сохраняются даже когда устройство отключено.

Настоящая проблема, по словам Кафлина, — обеспечить, чтобы пользователи могли легко использовать эти функции безопасности. Слабое звено в большинстве систем по-прежнему остается человеческий оператор.

Современные смартфоны теперь действуют как агенты аутентификации, заменяя традиционные пароли биометрией. В то время как это снижает зависимость от паролей, оно также вводит риск случайного раскрытия незашифрованных данных. Кафлин подчеркивает, что простота использования, выходящая за рамки простого шифрования, критична.

Вице-президент по маркетингу Virtium Скотт Филлипс утверждает, что одного шифрования недостаточно. Необходим многослойный, централизованно управляемый подход, особенно при развертывании спецификации Opal группы Trusted Computing Group для предзагрузочной аутентификации. «Даже крупная компания часто не включает холистичную, изощренную безопасность», — говорит Филлипс.

С ускорением развертывания 5G идут усилия по защите путей данных от края до дата-центра, однако аппаратная безопасность все еще сталкивается с препятствиями внедрения.

Требования интеграции

Промышленные секторы требуют консолидации разрозненных систем, в то время как гипер-масштабировщики вроде Amazon Web Services и Microsoft Azure выступают за безопасность данных. Тем не менее, эти защиты должны достигать конечного пользователя.

Несмотря на расширяющийся массив стандартов, проблемы совместимости сохраняются. Вендоры борются за позиционирование себя как лидеров в безопасных продуктах и услугах, но хакеры постоянно эксплуатируют любые оставшиеся лазейки. «Необходима централизованная, тщательная IT-функция, чтобы закрыть все эти пробелы», — добавляет Филлипс.

Встраивание безопасности непосредственно в устройство памяти — вместо прикрепления её позже — аналогично философии DevSecOps, интегрирующей безопасность и приватность через весь жизненный цикл разработки.

Конфиденциальные вычисления — растущий фреймворк, защищающий данные в использовании путем изоляции вычислений внутри аппаратной доверенной среды исполнения (TEE). Данные зашифрованы в памяти и остаются защищенными во время обработки.

Intel SGX демонстрирует, как доверенная среда исполнения может быть создана внутри процессора, гарантируя, что код и данные, загруженные внутрь, защищены для конфиденциальности и целостности.

И программные, и аппаратные вендоры, включая Google и Intel, продвигают конфиденциальные вычисления. Google недавно анонсировала возможности уровня контейнеров, в то время как Software Guard Extensions (SGX) Intel позволяют TEE для облачных провайдеров вроде Microsoft Azure.

Конфиденциальные вычисления требуют разделенной ответственности. Саймон Джонсон, старший главный инженер по обеспечению продукта и архитектуре безопасности Intel, напоминает, что люди остаются слабым звеном.

SGX Intel предоставляет аппаратное шифрование памяти, изолирующее код приложения и данные в частных «энклавах». Эта гранулярность помогает защищаться от атак вроде cold-boot атак и защищает от скомпрометированных операционных систем, драйверов, BIOS или менеджеров виртуальных машин.

Подводя ключи шифрования ближе к рабочей нагрузке, конфиденциальные вычисления могут снизить задержку и разрешить аналитику на наборах данных, которыми пользователи не владеют. Современные программно-только защиты недостаточны; аппаратные гарантии необходимы.

Филлипс из Virtium отмечает, что кнопочное шифрование памяти — конечная цель, но комплексная безопасность потребует дополнительных слоев поверх этого фундамента.

Конфиденциальные вычисления — это больше, чем шифрование памяти; это обеспечение полной изоляции данных, контроля доступа и верифицируемости в гетерогенной среде.

>> Эта статья была первоначально опубликована на нашем партнерском сайте EE Times.