术语

• 硬件安全模块 (HSM) ：Hardware Security Modules
• 硬件安全引擎 (HSE) ：Hardware Security Engines
• 安全硬件扩展 (SHE) ： Secure Hardware Extensions

介绍

在汽车行业中，硬件安全模块 (HSM)、硬件安全引擎 (HSE) 和安全硬件扩展 (SHE) 的概念在确保关键系统和敏感数据的安全性和完整性方面发挥着关键作用。虽然这些技术的共同目标是增强安全性，但它们的应用和功能却存在显着差异。本文旨在探讨汽车行业背景下的 HSM、HSE 和 SHE 之间的区别，阐明它们的具体实施和优势。

硬件安全模块 (HSM)

在汽车行业中，硬件安全模块 (HSM) 用作专用加密设备，旨在增强汽车系统各个方面的安全性。部署 HSM 是为了保护敏感信息、促进安全通信并确保联网车辆内关键操作的完整性。它们提供强大的安全机制和密钥管理功能，以解决汽车行业面临的独特挑战，例如保护车辆间通信、保护固件更新以及确保可信软件执行。

HSM 在汽车中的主要应用：

• 安全通信：HSM 可实现车辆内电子控制单元 (ECU) 之间的安全通信通道，确保数据传输的机密性、完整性和身份验证。这包括安全消息协议、安全远程访问和安全车辆到基础设施通信。
• 固件更新：HSM 在确保汽车系统的无线 (OTA) 软件更新安全方面发挥着至关重要的作用。他们对固件更新进行身份验证，验证其完整性，并确保仅在车辆上安装受信任和授权的软件，从而防止未经授权的修改和潜在的漏洞。
• 密钥管理：HSM 安全地存储用于各种目的的加密密钥，例如车辆访问、身份验证、加密和数字签名。它们保护这些密钥免遭未经授权的访问，并提供安全的密钥配置机制。

硬件安全引擎 (HSE)

在汽车行业中，硬件安全引擎 (HSE) 是指集成到汽车系统中的专用硬件组件，用于加速加密操作，提供增强的安全性和性能。 HSE 旨在从主处理器卸载计算密集型加密任务，确保高效、安全的加密操作，而不会影响系统性能。

HSE 在汽车中的主要应用：

• 安全通信协议：HSE 可加速安全通信协议（例如传输层安全性 (TLS) 和安全套接字层 (SSL)）中使用的加密操作。这确保了车辆与外部实体之间的安全数据传输过程中数据快速高效的加密和解密。
• 数字签名：HSE 提供硬件加速来生成和验证数字签名。这可以实现数据的身份验证和完整性验证，确保消息或软件组件来自可信来源并且未被篡改。
• 安全存储：HSE 提供基于硬件的安全存储功能，允许汽车系统安全地存储加密密钥、证书和敏感数据。这可以防止未经授权的访问、盗窃或篡改关键信息。
  支持硬件加速的安全启动过程，以确保可信且防篡改的软件执行。

安全硬件扩展 (SHE)

汽车行业中的安全硬件扩展 (SHE) 是指微控制器或片上系统 (SoC) 设备内的集成安全功能或模块。 SHE 提供基于硬件的安全功能，以加强汽车系统的整体安全状况。这些功能包括安全启动过程、加密密钥的安全存储、篡改检测机制和安全调试接口。 SHE 有助于确保汽车系统内关键功能的完整性和机密性，并防止潜在的攻击。

SHE 在汽车中的主要应用：

• 安全启动过程：SHE 支持安全启动过程，以在车辆启动期间验证软件的真实性和完整性。这可确保仅执行受信任且经过验证的软件组件，从而降低运行恶意或未经授权代码的风险。
• 安全存储：SHE 为加密密钥、敏感数据和安全固件更新提供安全存储机制。这可以防止未经授权的访问、篡改或提取车辆的关键信息。
• 篡改检测和响应：SHE 采用篡改检测机制来识别物理攻击或未经授权的操纵或访问关键系统组件的尝试。这些机制会触发适当的响应，例如禁用某些功能或启动安全协议，以减轻潜在的威胁。
• 安全调试接口：SHE 提供安全调试接口，可防止在调试或维护活动期间对关键系统资源进行未经授权的访问。这确保了只有授权实体才能访问汽车系统的敏感组件并与之交互。

结论

在汽车行业，硬件安全模块 (HSM)、硬件安全引擎 (HSE) 和安全硬件扩展 (SHE) 在增强关键系统和敏感数据的安全性和完整性方面具有独特但互补的目的。 HSM 可确保安全的密钥管理、加密操作和敏感信息的保护。 HSE 提供硬件加速的加密功能，以增强系统性能，同时保持安全性。 SHE 提供基于硬件的安全功能，例如安全启动过程、安全存储、篡改检测和安全调试接口，以防止潜在的攻击并确保汽车系统的完整性。了解这些差异对于旨在实施针对汽车行业独特要求的强大安全措施的汽车制造商和开发商至关重要。