芯片安全：从合规认证走向持续防御

AI相关术语词汇对应表规则：

- Transformer -> Transformer

- Token -> Token

- LLM/Large Language Model -> 大语言模型

- Generative AI -> 生成式 AI

- Agents -> 智能体

硬件安全正在经历一场深刻转变。威胁不再局限于某一层，而是横跨芯片、软件栈、网络、固件、FPGA及互联系统，半导体企业必须将安全从一次性认证演变为贯穿设计、部署与监控全周期的持续性工作。

近期，Arteris首席产品与营销官Michal Siwinski、Cadence高级应用工程师Yathiendra Vunnam、Keysight EDA高级总监Alexander Petr、Rambus硅安全产品高级总监Scott Best、Siemens EDA静态与形式验证产品管理总监Chris Giles、Synaptics架构高级总监Mohit Arora，以及Synopsys安全与处理器战略项目总监Reed Hinkel，在设计自动化大会上就上述议题展开了闭门圆桌讨论。

客户是否有系统化的安全追踪方案？

Vunnam指出，许多客户采用纵深防御策略，针对OSI网络模型的每一层部署不同类型的安全处理机制，如IPsec、MACsec等。他观察到，客户往往优先获取认证，因为这是商业销售的必要条件。同时，另一种做法也在兴起：客户先列出所有安全需求，再逐步筛选，以求在性能与面积之间取得平衡，最终得到一个可即插即用的IP。此外，开放计算项目（OCP）中的Caliptra等开源方案也备受关注，Chiplet架构更带来了新的安全挑战——如何验证某个Chiplet是否真正安全，目前仍是最大难题之一。

Petr则将威胁分为物理攻击和软件攻击两类。他强调，随着软件向更底层渗透，数据中心中从IC到芯片级、封装级、板级再到系统级的整个链路都面临风险。FPGA因其可编程特性，成为攻击的新入口。防御的关键在于可见性——软件物料清单（SBOM）对于硬件的重要性日益凸显。尤其是AI攻击，往往通过网络入侵，触发系统异常。开源软件中潜伏的后门、零日漏洞的突然爆发，都让每一层系统都需要独立的防御机制。他追问：一旦发现新的零日漏洞，你能否迅速判断自己的系统是否受影响？这本身就是一项巨大挑战。

Best提出了企业责任的问题。他指出，安全客户普遍意识到安全的重要性，但投入力度参差不齐。他以电影《大空头》中评级机构明知产品存在问题却仍给出最高评级的场景类比当前现状：企业购买旁路攻击防护、PUF技术，宣称符合《网络弹性法案》（CRA）和ISO 26262，并通过CSIP三级认证，但这些是否真的意味着产品安全？

Hinkel一针见血地补充：这不过是为了拿到"AAA评级"以便进入市场的最低门槛而已。

Giles认为，安全投入的优先级需要通过激励机制来改变。有了法规是一回事，切实执行才是推动行业提升安全投入的关键。CRA虽然引发了广泛讨论，但他对其是否真正改变了企业行为仍持保留态度。

CRA的截止日期与执行现状

Petr追问：SSDF或欧洲CRA是否真正带来了变化？

Giles表示，CRA提高了行业意识，但能否改变行为还有待观察。目前尚无企业因此受罚。

Siwinski指出，对半导体而言，真正有约束力的节点是今年9月11日。他强调，需要披露的不仅是软件栈，还包括整个电子设备——软件、硬件及所有外接组件，这才是真正的难点。

Giles预判，随着截止日期临近，实施成本将变得显而易见，届时很可能出现延期。这种情况在监管领域并不罕见，SSDF就是先例。

Hinkel对CRA的正面效应持积极态度：面向全球销售的客户开始意识到必须为安全付出成本，而这在过去是难以要求的。他还观察到，一些原本被认为不会改变的企业，正在芯片上集成远超以往规模的信任根，部分企业开始跟进OCP标准，将信任根嵌入芯片。

Arora补充，CRA的罚款力度相当重——最高可达年营收的4%，企业规模越大，潜在风险越高。

Siwinski总结：监管的逻辑历来如此，胡萝卜加大棒，一旦有人被罚，其他人自然会主动合规。

安全投入与商业价值的正向循环

Hinkel以iPhone为例阐述安全投入的商业逻辑：苹果多年来持续加大安全投入，用户因此建立起极高的信任度，这使苹果能够以两三倍于竞争对手的价格销售手机。他强调，对于希望提供高价值服务的企业而言，必须签订服务级别协议（SLA）并切实履行。否则，在欧洲将面临政府罚款，在美国则面临诉讼。高管层已对此愈发重视，这种压力也在向产品经理传导。

Petr补充，美国国防部及其供应链体系（如波音等）长期以来也是推动安全投入的重要力量。

后量子密码学（PQC）的进展与挑战

关于后量子密码学，Hinkel分析了近期行政令的影响：算法弃用的五年期限早已明确，而在产品中提供相关算法支持的三年期限才是真正需要关注的节点。他指出，真正的瓶颈不在于硬件或固件，而在于公钥加速器（PKA）行业。PKA技术积累了大量历史遗留代码，架构老化，难以在此基础上支持新算法和混合方案，正面临深度架构重构的压力。

Q&A

Q1：什么是Chiplet架构，它给硬件安全带来了哪些新挑战？

A：Chiplet是一种将芯片功能分解为多个独立小芯片并按需组合的架构方式，可降低成本、灵活搭配不同工艺节点。但它也带来了新的安全难题：如何验证每个Chiplet是否真正安全？由于各Chiplet来源不同，攻击者可能针对某一薄弱环节发起攻击，整体系统的安全性很难像单一芯片那样统一验证和管控。

Q2：《网络弹性法案》（CRA）对半导体行业有什么实质影响？

A：CRA提高了行业对安全合规的重视程度，并设置了较重的罚款机制（最高年营收的4%），促使更多企业将安全纳入产品优先级。对半导体而言，关键节点是今年9月11日。CRA要求披露的范围不仅限于软件，还涵盖硬件及所有外接组件。不过，目前尚无企业因此受罚，法规能否真正改变行业行为，仍取决于后续的执法力度。

Q3：后量子密码学（PQC）落地的最大障碍是什么？

A：最大的障碍不是硬件或固件本身，而是公钥加速器（PKA）行业的技术债务。PKA技术历史悠久，代码层层叠加，架构混乱，从未针对大规模部署和灵活更新进行优化。要在此基础上支持新的后量子算法及混合方案，需要进行深度架构重构，这一过程耗时且复杂，是当前PQC规模化落地的核心挑战。