8、软件安全与数据压缩设计解析

软件安全与数据压缩设计解析

在当今数字化的时代，软件安全和数据压缩是两个至关重要的领域。软件安全关乎着系统的稳定性和数据的保密性，而数据压缩则能有效节省存储空间和传输带宽。下面将深入探讨软件安全机制以及一个数据压缩设计的实例。

1. 软件安全机制

1.1 早期保护机制

早期的软件保护采用了监督模式（Supervisor mode），监督者比用户模式的程序拥有更多的能力。同时，内存管理通过防止进程相互干扰，也提供了一些与安全和可靠性相关的特性。然而，这些机制对于安全设计来说是不够的。

1.2 信任根

程序和硬件资源通常被分为可信和不可信两类。可信程序被赋予更多的特权，例如能够更改特定的内存位置、访问 I/O 设备等。不可信程序不允许直接执行可信程序，否则它们可能会为自己获取更高的信任级别，从而执行未经授权的操作。

为了给程序赋予可信状态，系统必须能够确定其信任级别。可以使用程序的数字签名来证明它来自可信源。但用于验证数字签名的公钥本身必须是可信的，我们要确保攻击者没有篡改公钥以伪造签名。公钥的可信度需要评估其来源的信任级别，最终信任评估必须追溯到信任根，即系统中可信软件的原始来源。

建立信任根有多种方法，例如将签名软件和相关公钥嵌入不可更改的硬件中。以 Maxim MAX32590 微控制器为例，它支持硬件信任根，其主根密钥存储在工厂锁定且不可更改的内存中。

1.3 智能卡

智能卡广泛应用于涉及金钱或其他敏感信息的交易中。智能卡芯片需要满足多个约束条件：
- 提供信息的安全存储。
- 允许部分信息被更改。
- 以极低的能量