谷歌研發(fā)新一代的企業(yè)級(jí)安全芯片Titan M

在發(fā)表Pixel 3手機(jī)后，Google在11月上市前陸續(xù)揭露Pixel 3的秘密，近期釋出了Pixel 3的企業(yè)級(jí)安全芯片Titan M的細(xì)節(jié)，Titan M是由Google設(shè)計(jì)制造的第二代低功耗安全模組，作為Titan家族的其中一部分，被用在行動(dòng)裝置上，保護(hù)敏感的使用者以及作業(yè)系統(tǒng)資料。

從去年P(guān)ixel 2開始，Google就為其加入了防篡改硬件安全模組，以保護(hù)螢?zāi)绘i定以及磁碟加密，而在剛發(fā)表的Pixel 3上，更是加載了新一代的企業(yè)級(jí)安全芯片Titan M。

Titan M有5大功能，第一，能夠保護(hù)開機(jī)載入程式（Bootloader）的安全性，為了避免Android受外部竄改，Google將Titan M整合進(jìn)Pixel 3的安全啟動(dòng)程序Verified Boot。Titan M在手機(jī)開機(jī)的時(shí)候會(huì)驗(yàn)證才載入Android的程式，以防止攻擊者嘗試解鎖開機(jī)載入程式。

Titan M的第二個(gè)功能便是裝置螢?zāi)绘i定保護(hù)和磁碟加密，Pixel 3使用Titan M來保護(hù)使用者的螢?zāi)绘i定密碼，并透過限制錯(cuò)誤嘗試的次數(shù)以及輸入的速度，降低裝置遭到暴力破解的風(fēng)險(xiǎn)，在使用者輸入正確密碼后，Titan M才會(huì)進(jìn)行解密。

Titan M不僅能保護(hù)Android作業(yè)系統(tǒng)本身，同時(shí)還保護(hù)了第三方應(yīng)用程式的安全交易，在Android 9中，開發(fā)者現(xiàn)在可以利用StrongBox KeyStore API，在Titan M中產(chǎn)生并儲(chǔ)存私鑰，另外，對(duì)于仰賴使用者回應(yīng)確認(rèn)交易的應(yīng)用程式，Titan M還支援Trusted User Presence和Protected Confirmation，以保護(hù)關(guān)鍵安全操作，由于Titan M與Pixel 3側(cè)面的按鈕有直接的電子連接，因此遠(yuǎn)端駭客無(wú)法假冒按下按鈕的行為，能進(jìn)一步保護(hù)電子投票或是P2P資金轉(zhuǎn)移等線上交易流程。這系列API可以幫助確保是用戶而非惡意軟件進(jìn)行操作。Google也表示，Pixel 3是第一款具備保護(hù)該功能的裝置。

而Titan M第四個(gè)特性，也是Google在Titan家族主打的功能，便是其內(nèi)建防止內(nèi)部攻擊的防篡改能力，除非使用者輸入密碼，否則Titan M無(wú)法被更新韌體，這意思是駭客無(wú)法繞過螢?zāi)绘i定，將韌體更換為惡意版本。

Titan M是塊獨(dú)立的芯片，物理隔離的設(shè)計(jì)可以減少Rowhammer、Spectre和Meltdown這類硬件層級(jí)的漏洞，也由于Titan M的處理器、快取、記憶體以及磁碟都不與手機(jī)系統(tǒng)的其他部分共享，因此駭客幾乎無(wú)法進(jìn)行側(cè)通道攻擊。Titan M的處理器使用ARM Cortex-M3，也特別針對(duì)側(cè)通道攻擊強(qiáng)化防御功能，能夠檢測(cè)和回應(yīng)異常情況。

系統(tǒng)啟動(dòng)后，Titan M會(huì)以芯片內(nèi)建的公鑰驗(yàn)證快閃記憶體中的韌體簽章，當(dāng)簽章一旦有效，快閃記憶體便會(huì)被鎖定無(wú)法修改，而后韌體才會(huì)開始被執(zhí)行。Titan M還具備多種硬件加速器，包含AES、SHA和可用于公鑰演算法的可程式化大數(shù)協(xié)作處理器。Google提到，這些加速器非常靈活，可以使用韌體提供的金鑰、使用金鑰管理器模組產(chǎn)生的芯片專用金鑰或是硬件綁定的金鑰進(jìn)行初始化。

Titan M不僅是一個(gè)強(qiáng)化的安全為控制器，同時(shí)也是考慮Pixel裝置全生命周期設(shè)計(jì)的安全方法， Titan M的安全設(shè)計(jì)涵蓋了Android從外到內(nèi)的功能，包括物理以及電子電路設(shè)計(jì)，還擴(kuò)及裝置生產(chǎn)供應(yīng)鏈以及制造程序，并提供了低功耗、低延遲、硬件加速加密、竄改偵測(cè)以及即時(shí)的韌體更新等特性。

為了透明，Google將開源Titan M韌體原始碼，雖然Google擁有簽署Titan M韌體的根金鑰，但為了二位元透明目的，會(huì)以公開來源重新產(chǎn)生二位元建置。