ARM TrustZone? 技術是系統范圍的安全方法，針對高性能計算平臺上的大量應用，包括安全支付、數字版權管理 （DRM）、企業服務和基于 Web 的服務。

移動設備已發展為能夠從 Internet 下載各種大型應用程序的開放軟件平臺。這些應用程序通常由設備 OEM 進行驗證以確保質量，但并非可對所有功能進行測試，并且攻擊者正在不斷創建越來越多以此類設備為目標的惡意代碼。同時，移動設備處理重要服務的需求日益增加。從能夠支付、下載和觀看某一特定時段的最新好萊塢大片，到能夠通過手機遠程支付帳單和管理銀行帳戶，這一切都表明，新的商業模式已開始出現。

這些發展趨勢已使手機有可能成為惡意軟件、木馬和 rootkit 等病毒的下一軟件攻擊目標。但是，通過應用基于 ARM TrustZone 技術的高級安全技術并整合SecurCore?防篡改元素，可開發出能夠提供功能豐富的開放式操作環境和強大安全解決方案的設備。TrustZone 硬件架構旨在提供安全框架，從而使設備能夠抵御將遇到的眾多特定威脅。TrustZone 技術可提供允許 SoC 設計人員從大量可在安全環境中實現特定功能的組件中進行選擇的基礎結構，而不提供固定且一成不變的安全解決方案。

架構的主要安全目標是支持構建可編程環境，以防止資產的機密性和完整性受到特定攻擊。具備這些特性的平臺可用于構建一組范圍廣泛的安全解決方案，而使用傳統方法構建這些解決方案將費時費力。

可通過以下方式確保系統安全：隔離所有 SoC 硬件和軟件資源，使它們分別位于兩個區域（用于安全子系統的安全區域以及用于存儲其他所有內容的普通區域）中。支持 TrustZone 的 AMBA3 AXI? 總線構造中的硬件邏輯可確保普通區域組件無法訪問安全區域資源，從而在這兩個區域之間構建強大邊界。將敏感資源放入安全區域的設計，以及在安全的處理器內核中可靠運行軟件可確保資產能夠抵御眾多潛在攻擊，包括那些通常難以防護的攻擊（例如，使用鍵盤或觸摸屏輸入密碼）。通過在硬件中隔離安全敏感的外設，設計人員可限制需要通過安全評估的子系統的數目，從而在提交安全認證設備時節省成本。

物理處理器用于從普通區域進入監視模式的機制受到密切控制，并且這些機制始終被視為監視模式軟件的異常。要監視的項可由執行專用指令（安全監視調用 （SMC） 指令）的軟件觸發，或由硬件異常機制的子集觸發。可對 IRQ、FIQ、外部數據中止和外部預取中止異常進行配置，以使處理器切換到監視模式。

在監視模式中執行的軟件是事先定義的，但它通常保存當前區域的狀態，并還原將切換到的區域位置的狀態。然后，它會執行從異常返回的操作，以在已還原區域中重新啟動處理過程。TrustZone 硬件架構的最后一個方面是安全感知調試基礎結構，它可控制對安全區域調試的訪問，而不會削弱普通區域的調試可視化。

物聯網時代的興起使人們對物理世界與數字系統整合的認知隨之提升，在日常生活的數字化帶來效率提升和經濟效益的同時，系統開發者也面臨了新的挑戰。由于安全性和低功耗為物聯網應用的關鍵考慮，新唐科技開發了NuMicro?M2351系列，以滿足物聯網應用于低功耗運行的同時執行安全連網的開發設計需求。

NuMicro?M2351

NuMicro? M2351系列微控制器系列以Arm? Cortex?-M23為內核、內建Armv8-M架構和TrustZone?技術，可將傳統的固件安全性提升至更完整的軟件安全防護。M2351系列微控制器運行頻率可高達64 MHz，內建512KB雙區塊（Dual Bank）架構閃存 （Flash），可支持OTA （Over-The-Air）固件升級，并內建96KB SRAM。此外，M2351系列提供高性能外設接口，如UART，SPI，I2C，GPIO，USB和ISO 7816-3。其安全性與多元的功耗管理模式使得物聯網應用的創新更臻便捷。

內建Armv8-M TrustZone? 技術

NuMicro? M2351系列內建Armv8-M架構的 TrustZone? 技術，該技術是單芯片系統 （SoC） 與CPU系統層級的安全技術。除了固件層級的安全性之外，M2351系列還提供了軟件層級安全防護，以實現更高的安全性和更有效率的功耗管理。

除了Cortex?-M23 CPU核心之外，M2351系列中的TrustZone?組成包含有：

●安全屬性單元 （Secure Attribution Unit， SAU）

●實施定義歸屬單元 （Implementation Defined Attribution Unit， IDAU）

●閃存控制器 （Flash Memory Controller， FMC）

●安全配置單元 （Security Configuration Unit， SCU）

為了使軟件的安全防護更臻完善，部分功能于初始即被固定為純安全屬性、部分功能被設置為僅能接受安全存取。此外，亦有部份的功能被設計為透過總線主控（bus master）與總線受控（bus slave）上的功能整合來支持TrustZone?。

新唐科技研發之安全技術

除TrustZone?技術外，NuMicro? M2351系列亦內建了可提高系統安全性的相關安全技術。其中，Secure Bootloader加載程序可支持Trusted Boot功能；包含ECC算法的硬件加密加速器可降低主處理器于加解密操作的負載量；密碼保護機制KPROM可用來保護閃存的寫入和擦除；XOM （Execute-Only-Memory）則可定義Execute-Only存儲區域以保護關鍵程序代碼；閃存鎖定功能（Flash lock bits）設計來禁止閃存的偵錯接口被外界存取或寫入；破壞偵測引腳（Tamper detection pins）則可用來偵測引腳上狀態的改變。

創新的物聯網電源管理技術

除安全性外，功耗管理對物聯網的應用也至關重要。M2351提供多元的電源管理模式，使功耗管理更具效率，也使應用設計能更為彈性。M2351系列于正常運行模式（Normal Run Mode）在LDO模式下耗電為97μA/ MHz、于DC-DC模式下耗電為45μA/ MHz。待機掉電模式（Standby Power-down Mode， SPD）的電流為2.8μA，不帶VBAT的 深度掉電模式（Deep Power-down Mode， DPD）的電流則小于2μA。

支持 Arm? PSA 的 Nuvoton安全微控制器平臺（NuSMP）

由 Arm?所推出的平臺安全架構（PSA）是一完整的系統，從威脅模型分析、安全性分析，到硬件與固件的架構規范以及開源的固件參考設計。PSA是Arm?對物聯網生態系統安全所提出的解決方案，其提供了基本設計原則與更有效益的方式，以構建更安全的物聯網裝置。

為了使開發者能更加便捷的將物聯網安全技術實現于創新開發之中，新唐科技開發了可支持Arm? PSA的「新唐安全微控制器平臺（Nuvoton Secure Microcontroller Platform， NuSMP）」。NuSMP是一系列混合硬件與軟件的安全技術，用于滿足通用及物聯網安全之微控制器系列的安全要求。開發人員可輕松的透過NuSMP技術于M2351系列上實現具安全性的設計，包含Trusted Boot（Root of Trust）、安全的Over-The-Air （OTA）固件更新與軟件下載、非安全區的電源管理應用程序編程接口與PC端的加解密軟件工具。

NuSMP以數個安全引導層（Secure Booting Layer）建構符合信任鏈（Chain of Trust， CoT）的架構，包含硬件層級的NuMicro? Boot Loader 1 （NuBL1）、軟件層級的NuMicro? Boot Loader 2 （NuBL2），具備帶OTA軟件更新功能的內存分區機制、可信啟動碼等功能；位于安全區（Secure World）中的NuMicro? Boot Loader 32 （NuBL32），以及位于非安全區（Non-secure World）中的NuMicro? Boot Loader 33 （NuBL33）。在信任鏈的架構之下，NuSMP所提供的安全技術能夠一定程度的滿足微控制器應用的安全需求。

為了提供簡便的開發體驗，NuMicro? M2351系列提供了豐富的開發輔助資源。在編譯程序的部分，M2351系列可支持免費使用的Arm? Keil MDK （Keil MDK Nuvoton Edition）、IAR Embedded Workbench以及開源的GCC。在開發工具的部分，新唐科技開發了「TrustZone模板生成器」以簡便規劃安全區與安全固件的布建、「加密工具」以支持M2351系列的加密需求，包含密鑰生成、密鑰交換、數字簽名與加解密。在幫助安全性項目開發的部分，新唐科技提供了NuSMP，其系列安全技術的應用說明文件、程序代碼范例、教學影片都開放給開發者參考。此外，M2351系列支持Arm? Mbed OS以快速的創建和部署物聯網項目；亦支持 Segger emWin開發平臺，可簡易的建構圖形用戶界面，滿足人機接口之應用。

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