一家物聯(lián)網(wǎng)攝像頭OEM因后門漏洞導(dǎo)致430萬臺(tái)設(shè)備被召回；超過百萬輛智能網(wǎng)聯(lián)汽車因遠(yuǎn)程控制風(fēng)險(xiǎn)被召回；還有通過衛(wèi)星通信解鎖汽車的案例。這些事件表明，隨著設(shè)備聯(lián)網(wǎng)程度的加深，黑客攻擊的廣度和深度都在增加，安全問題已成為不可忽視的挑戰(zhàn)。與此同時(shí)，傳統(tǒng)封閉指令集架構(gòu)（ISA）在安全定制化方面存在局限，而RISC-V的開放性和可擴(kuò)展性為開發(fā)者提供了靈活的解決方案，使其能夠在指令和模塊層面實(shí)現(xiàn)安全隔離和控制。

在2025年7月18日于張江科學(xué)會(huì)堂舉辦的第五屆RISC-V中國(guó)峰會(huì)嵌入式系統(tǒng)分論壇上，Rambus亞太區(qū)業(yè)務(wù)發(fā)展總監(jiān)姜新雨發(fā)表了題為“如何通過基于RISC-V的可信根提升基于RISC-V的SoC設(shè)計(jì)的安全等級(jí)”的演講。姜新雨從聯(lián)網(wǎng)設(shè)備面臨的日益嚴(yán)峻的安全威脅出發(fā)，結(jié)合RISC-V開放架構(gòu)的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，詳細(xì)闡述了Rambus如何通過定制化的可信根技術(shù)，為片上系統(tǒng)（SoC）設(shè)計(jì)提供高等級(jí)安全保障。

姜新雨指出，可信根是芯片設(shè)計(jì)之初就嵌入的硬件安全基礎(chǔ)，用于提供關(guān)鍵的安全服務(wù)，如安全啟動(dòng)、固件OTA更新、遠(yuǎn)程身份驗(yàn)證以及數(shù)據(jù)加解密等。Rambus的方案通過一個(gè)定制化的RISC-V安全內(nèi)核實(shí)現(xiàn)，該內(nèi)核與主處理器完全隔離，擁有獨(dú)立的內(nèi)存和一次性可編程（OTP）接口，用于控制密鑰等敏感資產(chǎn)的訪問權(quán)限。這種硬件層面的分層設(shè)計(jì)有效降低了系統(tǒng)性安全風(fēng)險(xiǎn)，尤其是在傳統(tǒng)處理器架構(gòu)中因性能優(yōu)化（如亂序執(zhí)行）而引入的側(cè)信道攻擊漏洞。

從處理器的歷史演進(jìn)來看：過去處理器設(shè)計(jì)主要聚焦性能提升，采用如亂序執(zhí)行等高級(jí)微架構(gòu)技術(shù)，但這些技術(shù)在提升效率的同時(shí)也增加了信息泄露的風(fēng)險(xiǎn)?，F(xiàn)代處理器設(shè)計(jì)必須將安全置于與性能同等重要的位置。RISC-V的模塊化特性允許開發(fā)者在內(nèi)核設(shè)計(jì)中融入專門的安全機(jī)制，例如在執(zhí)行流水線中加入防差分功耗分析（DPA）攻擊的保護(hù)措施。這種從設(shè)計(jì)之初就優(yōu)先考慮安全的理念，正是Rambus解決方案的出發(fā)點(diǎn)。

Rambus在2018年推出的RT-6xx系列可信根產(chǎn)品就是這一理念的實(shí)踐。姜新雨展示了該系列的內(nèi)部架構(gòu)：一個(gè)完全定制的RISC-V安全內(nèi)核，配備獨(dú)立的安全內(nèi)存、高效的加解密加速引擎以及與SoC集成的標(biāo)準(zhǔn)接口。RT-6xx支持FIPS 140-3、ISO等國(guó)際安全認(rèn)證，并可選配增強(qiáng)的防物理攻擊機(jī)制。通過標(biāo)準(zhǔn)總線與主處理器和測(cè)試電路集成，可信根通過OTP和內(nèi)存保護(hù)單元（MPU）實(shí)現(xiàn)嚴(yán)格的訪問控制，一旦配置完成即被鎖定，防止篡改。這種設(shè)計(jì)不僅確保了安全性，還保留了良好的擴(kuò)展性，能夠與芯片廠商原有的安全體系無縫集成。

在軟件層面，Rambus提供了一個(gè)分層架構(gòu)，從最上層的用戶容器化應(yīng)用程序，到中間的輕量級(jí)定制內(nèi)核，再到最底層的監(jiān)控器。這種分層設(shè)計(jì)確保軟件組件只能在授權(quán)的權(quán)限范圍內(nèi)訪問資源，有效防止越權(quán)操作。Rambus還提供專屬的軟件開發(fā)工具包（SDK）和編譯器，方便開發(fā)者構(gòu)建安全的固件和應(yīng)用程序。所有簽名驗(yàn)證和完整性檢查都在可信根內(nèi)部完成，確保系統(tǒng)運(yùn)行的安全性。這種模塊化設(shè)計(jì)支持系統(tǒng)性升級(jí)，開發(fā)者可以靈活替換或更新不同層級(jí)的組件，而不影響整體安全。

姜新雨特別提到兩個(gè)垂直應(yīng)用領(lǐng)域：人工智能（AI）和汽車行業(yè)。在AI領(lǐng)域，模型、輸入?yún)?shù)和推理結(jié)果等資產(chǎn)容易成為黑客攻擊目標(biāo)，可能導(dǎo)致模型被竊取或推理結(jié)果被惡意篡改。Rambus的可信根通過集成到AI加速芯片或主控芯片中，確保計(jì)算過程的完整性和保密性。在汽車領(lǐng)域，隨著網(wǎng)聯(lián)車的普及，信息安全與功能安全的重要性日益凸顯。姜新雨介紹了Rambus專為車聯(lián)網(wǎng)開發(fā)的RT-640系列硬件安全模塊（HSM IP），該模塊同時(shí)關(guān)注功能安全和信息安全，應(yīng)對(duì)聯(lián)網(wǎng)汽車面臨的復(fù)雜威脅。

展望未來，姜新雨也提到后量子密碼學(xué)的重要性。隨著量子計(jì)算的發(fā)展，預(yù)計(jì)到2030年，全球?qū)⒁箨P(guān)鍵信息應(yīng)用支持后量子密碼算法。Rambus的可信根已在安全啟動(dòng)流程中支持這些算法，為未來高安全需求的應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。此外，其產(chǎn)品通過了多項(xiàng)國(guó)際安全認(rèn)證，能夠滿足從車載到國(guó)防、數(shù)據(jù)中心等多行業(yè)的嚴(yán)格要求。

總結(jié)而言，在聯(lián)網(wǎng)設(shè)備攻擊風(fēng)險(xiǎn)日益增大的背景下，芯片設(shè)計(jì)必須從底層開始構(gòu)建分層安全機(jī)制。Rambus基于RISC-V的可信根解決方案，結(jié)合硬件隔離、軟件分層和國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)證，為SoC設(shè)計(jì)提供了靈活而強(qiáng)大的安全保障。無論是AI加速芯片的模型保護(hù)，還是網(wǎng)聯(lián)汽車的信息安全，Rambus的方案都展現(xiàn)了RISC-V架構(gòu)在高安全應(yīng)用中的潛力。