近年来，固件与生产供应链开始成为常见的网络攻击面向，市面上也出现一些相关防护解决方案，例如，在8月中旬，莱迪思半导体（Lattice）在台宣布推出固件安全的Sentry解决方案，以及生产生命周期安全的SupplyGuard服务，就是一例。
该公司亚太区应用工程总监谢征帆指出，他们最新的产品已遵循了美国标准与科技研究院（NIST）制定的相关标准，将协助设备商与制造业确保系统固件的安全。
这样的固件安全方案有何不同？谢征帆表示，Sentry解决方案是一个符合NIST SP 800-193平台固件保护恢复标准（Platform Firmware Resiliency，PFR），并通过相关CAVP（Cryptographic Algorithm Validation Program）认证，可帮助企业在开发产品时，快速符合NIST PFR的规范，对于固件安全保护可以不用从头开始设计。
基本上，这套解决方案由该公司的硬件组件MachXO3D搭配其中的Sentry软件组成，其中包含硬件平台、IP核心与软件工具，同时他们提供参考设计与定制化服务，让基于FPGA为基础的用户可实例，而对于非FPGA的用户，他们也提供了基于RISC-V的软件设计。
Sentry解决方案是如何运行？谢征帆说，在一个硬件平台中，包括CPU、MCU与其他逻辑芯片等，这些组件各自都有自己的固件需要保护，但传统做法上就是各自创建保护机制，并未使用硬件信任根（Root of Trust，RoT）的组件来保护系统，而在Sentry解决方案中，上述固件都是可涵盖的保护范围，通过MachXO3D硬件组件与其中的Sentry软件，将在各芯片与其固件之间，加入一层额外的保护，如同快速开关的机制，让芯片在访问固件时，须通过MachXO3D组件并在Sentry软件的控制下，才能访问。
同时，MachXO3D与Sentry软件将会持续对固件执行侦测，如果发现有任何改动或读取行为，将会通报上层软件并发出警告。此外，即使固件遭暴力攻击，MachXO3D也将能够让毁坏的固件恢复正常。
关于这套方案对每个IC芯片固件的“加密验证”过程，到底是如何进行？后续我们也进一步询问莱迪思，根据他们的说明，这是基于椭圆曲线算法（ECDSA Elliptic Curve Digital Signature Algorithm）的签名认证过程。
简单来说，该方案会针对固件先用SHA-256算法得到一个摘要（Digest），接着再用一个私密密钥（Private Key）ECDSA加密算法得到相应的数字签名，然后这个签名会与固件一起保存在flash中。之后，当硬件平台通电启动时，验证过程就是通过公开密钥（Public Key）、签名（Signature）和摘要一起交给验证引擎，一旦验证成功，就被认为是可靠的固件。
以莱迪思半导体的Sentry解决方案而言，将能在启动之前，加密验证硬件平台中每个CPU、MCU与其他逻辑芯片的固件，并在启动前后与期间都能即时侦测攻击，即使固件损坏，也能自动恢复到正常状态。
例如，当硬件平台启动、通电之后，MachXO3D将使所有的芯片处于重新启动的状态，这时将由MachXO3D直接访问固件，先对固件加密验证，在认证通过之后，才会将快速开关打开，芯片也才可以正常读取固件。简单而言，有了上述这些功能，即可做到PFR标准在保护、侦测与恢复上的要求。
除了提升单个产品的安全性，莱迪思半导体另一个新推的SupplyGuard服务，强调的是整个设备生产生命周期的安全。简单来说，就是从芯片原厂生产开始，到OEM厂商、代工合约制造商（Contract Manufacturer，CM）制造的过程，采动态信任机制，要能够防止过度生产、复制、伪造与植入木马，并能关注供应链中的设备。
谢征帆表示，他们会利用密钥机制，来确保只有授权的制造商才能进行生产。例如，在工厂端他们会生产MachXO3D硬件芯片并注入一个密钥，通过安全的渠道交给购买服务的客户，接着利用密钥对产品加密认证后，交给外包厂商制造，如此一来，将能防止未经授权的注入。而且，每个MachXO3D芯片都有独一无二的ID，能让供应链制造装组装过程可关注每个设备。
在2018年，NIST定义了NIST SP 800-193平台固件保护恢复标准（PFR）。该标准提供了一系列的规范与要求，目的是要硬件平台的固件，提供安全可靠的保护，其中主要有三大原则，包括：保护、侦测与恢复。
（图片来源网址：https://nvlpubs.nist.gov/nistpubs/SpecialPublications /NIST.SP.800-193.pdf）