在現代汽車電子系統中，安全性是一個至關重要的因素。車輛不再僅僅是機械裝置，而是複雜的電子系統網絡，它們管理著引擎、制動、駕駛輔助系統以及娛樂功能。保護這些系統免受潛在威脅和攻擊至關重要，這就是硬體安全模塊（HSM）的作用所在。本文將淺述HSM的重要性、工作原理以及在汽車電子領域中的應用。
HSM是什麼？
硬體安全模塊（HSM, Hardware Security Module），在汽車電子領域一般是一片獨立的晶片或者晶片上的一個分區。目前HSM有兩種實現方式，內置HSM和外置HSM。內置HSM與MCU或SoC晶片集成在一起，對於外置HSM，其功能與內置HSM大體相同，分別主要在於Host需通過其它方式與HSM進行交互，如SPI/UART/I2C等通信方式。硬體功能支持安全存儲（RAM, NVM）、對稱算法（硬體AES），隨機數生成器，安全啟動、SecOC等功能。
HSM的功能
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對稱密鑰加密/解密
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非對稱密鑰加密/解密
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哈希值計算
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非對稱簽名的生成和驗證
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對稱的驗證
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隨機數生成
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安全密鑰存貯
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單調的計數器
HSM的應用場景
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啟動保護
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安全的板級通信
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安全的診斷鎖
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安全的軟體更新
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訪問控制
瑞薩RH850/P1x-C晶片中的HSM
以瑞薩RH850/P1x-C晶片為例，實現方式內置HSM方式，即ICUMC作為HSM的核與Host核側通過中斷和Shared-RAM方式進行請求通信。ICUMC對特定的非易失性存儲器（FLASH）區域的專屬編程訪問，以存儲秘密數據（密鑰、證書）和操作安全服務的代碼。
RH850/P系列HSM模塊內含
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32位的G3K處理器
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WDT，TIMER
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密鑰安全存儲器
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AES128 對稱算法的硬體加速器
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真隨機數生成器（True Random Number Generator），用於密鑰隨機生成，安全訪問功能等
HSM與 晶片內其他部件關係
HSM通過系統外設總線（PBus）與晶片的其他部分相連。其中存儲軟體程序和數據的CodeFlash 和DataFlash 實際上與晶片的其他部件共用一塊Flash，通過修改控制設置，來保護HSM所對應的Flash區域不被非法訪問或篡改。安全密鑰的存儲在安全DataFlash 區域內。
RH850/P系列HSM晶片啟動
晶片RH850P硬體通過修改OPBT數值，此時啟動ICUMC核並建立FLASH隔離機制。該機制分兩個方面：一是，P-BUS Guard和CodeFlash Guard被打開，此時FLASH權限只有ICUMC核可操作，PE核對Flash只有READ模式；二是，在FLASH區域劃出安全（被保護）區域，該安全區域只能由ICUMC核來進行擦寫操作。
結語：
面對車內互聯的增長趨勢，在混合型車載網絡中，應將通過設計保證安全和更新。特別是考慮到硬體和軟體的解耦以及許多軟體的重新定義。在集中式的車載網絡中集中管理信息安全功能，以及確保對域控制器所連接的ECU進行保護，變得可行。
