4、多核心架构与公钥密码学技术解析

多核心架构与公钥密码学技术解析

1. 多核心架构的安全挑战与解决方案

在当今的计算环境中，随着可执行代码数量的增加，由于所有代码都在同一操作系统上运行并共享资源，代码的完整性受到了威胁，这为入侵者窃取私人信息提供了可乘之机。普通技术和基于软件的安全方案已无法满足所需的安全目标。为了获得更高的安全级别，异构片上系统（SoC）架构成为了一种解决方案。

1.1 异构架构的特点与优势

异构架构将安全和非安全核心的混合架构设计嵌入到同一芯片中，具有多个处理元素（PEs），能够实现以下功能：
1. 为各个处理元素提供安全保障。
2. 保护数据不泄露并确保其完整性。
3. 促进处理元素之间的通信。
4. 允许存在某些有特定故障用途的处理元素。

1.2 异构架构的基本要素

异构架构的常见基本要素包括可靠的路由算法和高度安全的路由器。根据处理元素的安全级别，该架构可以在存储块的任何其他访问模式下实际切断它们的连接。即使某个处理元素在访问共享资源时不诚实，整个架构仍能顺利运行。例如，有人开发了名为 Hermes 的异构架构。

1.3 异构架构的硬件开销与优势

异构架构虽然存在一定的硬件开销，但能够执行多核心系统。它还具有多密钥管理方案，可将密钥分配到不同的组中。其优势之一是能够利用不安全的组件配置安全的计算系统。借助用户定义的安全规则，异构架构可以作为硬件级的虚拟区域来执行这些安全规则。

2. 软件定义无线电（SDR）

为了满足灵活性的需求，软件定义无线电（SDR）是一种解决方案。为了实现互联网安全的目标，如保密性、完整性和认