当EFISH-SBC-RK3576遇上区块链：物联网安全与可信数据网络‌

news2025/3/31 9:59:21

在工业物联网场景中，设备身份伪造与数据篡改是核心安全隐患。‌EFISH-SBC-RK3576‌ 通过 ‌硬件安全模块 + 区块链链上验证‌，实现设备身份可信锚定与数据全生命周期加密，安全性能提升10倍以上。

1. 安全架构：从芯片到链的端到端防护‌

‌硬件配置‌：

‌主控单元‌：EFISH-SBC-RK3576（支持USB/SPI安全外设扩展）
‌安全模块‌：
- 江南天安SJK1926硬件加密狗（国密SM2/SM3/SM4算法）
- Infineon OPTIGA™ TPM 2.0芯片（FIPS 140-2认证）
‌区块链节点‌：
- 内置Hyperledger Fabric轻节点（ARM64优化版）
- 基于SPI接口连接LoRaWAN模组（Semtech SX1302）

‌关键特性‌：

‌抗物理攻击‌：加密狗支持防旁路攻击（SCA）与安全启动
‌零信任验证‌：设备身份密钥（DIK）永久写入TPM安全存储区
‌链上存证‌：关键操作记录实时上链（≤3秒完成共识）

‌2. 核心功能实现‌

‌设备身份链上锚定‌：

‌密钥生成‌：

# 通过TPM芯片生成非对称密钥对

from tpm2_pytss import TCTI, TPM2

tcti = TCTI(device="/dev/tpm0")

tpm = TPM2(tcti)

key_handle = tpm.create_primary(

hierarchy="owner",

key_alg="ecc", # 使用SM2椭圆曲线

key_attrs=["sign", "decrypt"]

)

‌区块链注册‌：

bashCopy Code

# 调用智能合约写入设备公钥

fabric-cli chaincode invoke \

--channelID industrial \

--name device-registry \

--args '{"function":"register", "did":"DEV-3576-01", "pubkey":"0x..."}'

‌数据安全流转‌：

‌端到端加密‌：

// 使用SM4-CBC模式加密传感器数据

#include "sjk1926.h"

SJK1926_Init(USB_DEVICE);

uint8_t cipher[256];

SJK1926_SM4_Encrypt(

plaintext,

sizeof(plaintext),

cipher,

SM4_KEY, // 从TPM安全区读取

SM4_IV

);

‌链上存证‌：
数据哈希通过LoRa发送至区块链网关，触发以下合约逻辑：

function recordDataHash(string memory deviceID, bytes32 hash) public {

require(verifySignature(deviceID, hash, msg.sender));

emit DataAnchor(deviceID, hash, block.timestamp);

}

3. 典型应用场景‌

‌场景1：分布式设备身份认证‌

‌痛点‌：
- 传统中心化CA易成单点攻击目标
- 跨厂商设备互信难
‌EFISH方案‌：
1. TPM生成设备唯一密钥对
2. 公钥注册至联盟链（Hyperledger Fabric）
3. 设备间通信时通过链上公钥验证签名

‌场景2：防篡改数据管道‌

‌流程‌：

mermaidCopy Code

graph LR

A[传感器采集] --> B{SM4加密}

B --> C[上传至云端]

C --> D[计算数据哈希]

D --> E((区块链存证))

E --> F[第三方审计]

‌优势‌：
- 数据接收方可通过链上哈希验证完整性
- 支持国密算法满足等保2.0要求‌4. 性能预计提升

指标	EFISH安全方案	纯软件加密方案
SM2签名速度	1500次/秒	220次/秒
SM4加密吞吐量	85MB/s	12MB/s
身份验证延迟	800ms（含链上验证）	300ms（本地验证）
抗量子攻击能力	支持SM9后量子算法	依赖RSA-2048