新基建的关键安全问题，如何实现？

从“铁公基”到“新基建”，蓬勃发展的信息技术正在让工厂、道路与城市变得更加智能。海量的数据和高速的连接构筑起数字时代的信息毛细血管，推动传统行业的数字化转型。

随着新基建如火如荼地开展，安全问题将成为重中之重。繁多的互联设备存在大量易受网络攻击的薄弱环节，包括软件更新、数据下载、云连接等。其中，闪存器件（Flash）存储启动代码、安全密钥以及其他用于保持系统正常运行的关键数据，在新基建中发挥着关键作用，却也成为黑客的主要攻击目标之一。闪存的安全性问题正日益受到产品开发者们的重视。

闪存器件可分为NOR型和NAND型。作为新基建其他领域的基础支撑，5G基站对NOR Flash的需求极大，一个5G基站往往需要4片左右共4Gbit的NOR Flash。NOR Flash最大的特点是芯片内执行（XIP，eXecute In Place），应用程序可以直接在闪存运行，而不必把代码读取到系统RAM，这一特性使得NOR Flash能够在初始响应和启动时提供高可靠性和低时延，充分满足5G基站的需求。此外，它还能在-40℃~125℃的工业级温度下稳定工作，并拥有一百万次的写入/擦除周期以及长达25年的数据保留能力。

与4G LTE数字单元相比，5G接入单元中使用的FPGA和SoC必须拥有更多的逻辑元件、更高的DSP能力和更多的收发器，对NOR Flash的密度提出了更高的要求。通常来说，单片NOR Flash的密度范围必须达到512Mbit到2Gbit之间。

赛普拉斯的Semper NOR Flash非常适用于5G基站的场景，在工业互联网、物联网等领域的应用中也占据一席之地。该产品采用Arm Cortex M0内核和EnduraFlexTM架构，提供高密度、超可靠、功能强大且安全的存储解决方案，还能满足Quad SPI、Octal SPI以及HyperBusTM接口的不同选择，可轻松地与接入单元、云单元和小型基站网络中的FPGA和SoC配合使用，实现快速稳定的启动。Semper存储器设计能效高，支持深度省电和待机模式，针对长期数据留存进行了优化，并嵌入了安全单元，可有效保障系统的功能安全，并保护设备免受恶意攻击。

嵌入式系统存储器架构已经历过一次演进发展，对于正在向先进技术节点迁移的新一代SoC/MCU来说，依靠嵌入式闪存来存储启动代码保护系统变得越来越困难。如图1所示，标准的外部闪存器件在使用时容易成为安全攻击的目标，因此，行业开始将加密模块集成在闪存器件内部，确保信息安全性和可靠性。

图1. 嵌入式闪存的去集成化需要将硬件安全模块（HSM）功能内置到用于安全的外部闪存。

在满足系统功能安全的基础上，近期，赛普拉斯推出Semper Secure系列，进一步拓展Semper NOR Flash系列。Semper Secure是唯一能够通过硬件信任根而实现端到端保护的闪存解决方案，同时也是首款能够在单个NOR Flash设备中兼顾信息安全和功能安全的存储解决方案。

Semper Secure在NOR Flash内集成了逻辑控制处理器，为安全密钥、证书、密码以及其他关键数据提供硬件保护，同时还支持安全认证和加密存储通讯，以防范安全威胁。通过使用标准总线协议，该闪存能与主控SoC协同运行，实现高要求互联应用所需的安全级别。

图2展示了Semper Secure如何建立多层次安全处理环境。首先，Semper Secure使用硬件加速加密引擎提供硬件信任根，实现安全启动、安全存储和安全的远程升级。通过提供安全区域，同时采用可配置访问控制，并内置针对旁路攻击的防护，该技术也有助于处理安全认证和加密存储通讯。此外，它采用灵活的存储器内计算架构，并结合先进的加密算法，能够适应时刻变化的安全需求，确保使用该技术的产品不仅现在具有安全性，而且还能在无需重新设计系统硬件的情况下满足未来需求。

图2. Semper Secure原理图。图示为内置于外部NOR Flash器件中的多层信息安全。

Semper Secure NOR Flash可支持广泛的芯片组与合作伙伴生态系统。为了帮助开发者简化和加快采用Semper NOR Flash的应用开发工作，赛普拉斯还推出了Semper解决方案开发套件（S-SDK）。这是一套易于使用的软件包，能够在多种开发平台上运行。S-SDK提供整套闪存器件驱动程序，其中包含用于实现信息安全和功能安全的驱动程序。该开发套件还配备闪存模型、评估套件和示例代码，加速项目落地实施。

新基建蕴藏着无限的产业潜力和创新动力。作为先进嵌入式系统解决方案的领先供应商，赛普拉斯将持续研发更强大、更安全、更可靠的产品，支持5G通信、工业互联网等新基建关键领域的未来发展。

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