“随着芯片渗透到人类生活的所有的领域,由于芯片后门的存在,间谍、破坏的威胁以及对国家安全的担忧困扰着全人类”。
芯片后门的威胁正在引起全球关注。如今,由于芯片是任何电子设备不可或缺的组成部分,任何芯片后门的存在都将产生广泛的影响。无论是在国家还是在众多行业。
鉴于芯片在电子系统中的普遍性,芯片后门问题的严重性和范围只能推测。事实上,任何这样的推测都是令人担忧的!
这是因为任何基于芯片的后门的存在都可能使人们秘密获取有关任何电子系统运行的信息。无论是数据中心、服务器、用于复杂和关键设施的设备(如核反应堆)、航天器、通信设施、军舰、战斗机等军事资产,都没有这样的系统能免受这种迫在眉睫的威胁。
如今芯片的应用领域十分普遍,对国家安全至关重要,任何芯片后门的存在都是对国家安全的威胁,不仅是对隐私权的侵犯,更是对数字时代人类所有设备的安全构成极大威胁。
后门提供对系统的秘密和没有经过授权的访问。它通过绕过访问系统的合法身份验证来实现这一点。
类似地,芯片后门通过半导体芯片为电子系统提供后门,它是硬件后门的一个子集,可为任何硬件提供后门。
如果芯片后门成功为电子系统中的芯片提供后门访问,则进一步实现了对系统的没有经过授权的控制管理系统。它还可以损坏或瘫痪系统。如果发生这种情况,它将危及任何电子系统的性能。因此,它可能使任何系统的性能面临风险。
由于芯片后门提供了对系统的没有经过授权的访问,它会对系统产生三大影响。它们如下:
首先,收集有关系统性能的数据。这一些数据经过处理和分析,可以推断出系统的功能。
第三,破坏总系统的威胁。这可能会在最需要的时候使任何重要和关键的系统瘫痪或损坏。因此,在战争、自然灾害等紧急状况下,它有很大的可能性损害任何系统的可信度和安全性。
如果任何恶意设计或制造的、可提供后门的芯片入电子系统,则该芯片提供了芯片后门。
第一,设计阶段,在此阶段可通过第三方IP核和电子设计自动化(EDA)工具引入芯片后门。
第二,制造阶段。在此阶段,能够最终靠对光掩模、掺杂工艺和金属互连进行恶意修改来引入芯片后门。
第三,ATMP(组装、测试、标记和封装)阶段。此阶段能够最终靠对芯片封装和印刷电路板进行改动来引入芯片后门。
由于芯片生产的全部过程中的每个环节都可能会被植入后门,因此芯片后门的存在可能性是无限的,但目前尚无确凿的证据。
尽管过去曾报道过几起此类案件,但参与生产此类可疑芯片的私营公司都坚决否认此类指控。
首先,剑桥大学的研究人员 在 Actel/Microsemi ProASIC3 芯片中发现了一个后门。该芯片被用于敏感的工业和军事应用。他们使用一种称为管道发射分析 (PEA) 的技术来检测这个后门。
第二,2018年,彭博社报道称,超微服务器主板上发现了非常小的恶意芯片。据称,这个后门被用于间谍活动。
第三,2024年6月,HCL联合发起人Ajai Choudhary在接受媒体采访时声称,中国多款芯片产品都有后门。
首先,根据2012年5月《商业内幕》的报道,剑桥大学研究员Skorobogatov先生开发了一种检测系统中恶意芯片的方法。
第二,据2016年TechRepublic报道,纽约大学的研究人员开发出一种通过可验证计算检测芯片运行的方法。
第三,根据 2019 年 IEEE Spectrum 上发表的一份报告,南加州大学和保罗谢尔研究所的研究人员开发了 Ptychographic X 射线分层成像技术。该技术能验证芯片的蓝图及其设计,而无需对芯片或其功能进行细微干扰。
首先,由于芯片已遍布所有电子系统,因此任何关键装置中存在后门的可能性都变得很高。不过,这只有当芯片能够设置后门时才有可能。
其次,由于如今芯片生产的各个阶段都跨越许多地点和供应商,因此确定芯片后门来源的精确坐标是一项艰巨的任务。
第三,任何可能激活芯片后门的电子系统组件都有可能在相当长的时间内处于休眠状态。只有当特定的必要条件出现时,它才会被触发。这些条件使得芯片后门从满足这些特定必要条件的那一刻起开始发挥作用。
第四, 扫描系统中的后门芯片的费用很高,因此这根本不是一个经济的选择。由于当今全球市场的决定因素是最具竞争力的生产所带来的成本,因此经济的生产所带来的成本胜过所有其他因素。
规避芯片后门威胁的一种方法是,对于涉及国家安全的所有重要和关键应用,仅使用本土和最让人信服的来源生产的芯片。
此外,各国科学界必须齐心协力,开发出最有效、最具成本效益的方法来检测任何系统中的芯片后门。这是 确保数字时代全人类安全的必要条件 。这是必须做的事情。而且,必须尽早完成。
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