数据对象共享的安全芯片及数据对象共享方法与流程

本申请涉及安全芯片，特别是涉及一种数据对象共享的安全芯片及数据对象共享方法。

背景技术：

1、随着物联网技术的发展，设备间通信对数据机密性与完整性的保护需求日益提升。安全芯片作为硬件级安全保护工具，能够生成、存储加密密钥并执行加密运算‌，被广泛应用于物联网终端，以增强设备的数据安全防护能力。

2、在现有的物联网终端安全架构中，普遍采用主控芯片与独立安全芯片协同工作的模式。主控芯片负责执行业务逻辑并运行密钥协商、认证握手等安全处理流程，在需要加解密或签名运算时调用安全芯片的密码服务接口。安全芯片执行主控芯片下发的加密、解密或签名指令后返回运算结果。终端设备的业务数据存储于主控芯片的非易失存储器中，由主控芯片负责数据的读写维护。

3、然而，上述架构中密钥协商、认证握手等安全处理流程仍由主控芯片上的软件实现，存在被恶意代码窃取或篡改的风险。同时，核心业务数据存储于非安全存储介质中，易被物理探针、固件漏洞等方式非法读取或篡改。此外，安全芯片的功能局限于通信链路的加密保护，没有介入终端设备内部数据的存储、访问控制与生命周期管理，导致硬件安全能力与业务数据防护需求之间存在断层。

技术实现思路

1、基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种基于数据对象共享的方式，利用安全芯片存储具有安全屏蔽层防护功能，直接在芯片内部完成对数据对象的访问，使核心业务数据在存储和访问全周期内始终处于硬件隔离保护之下的安全芯片及数据对象共享方法。

2、第一方面，本申请提供了一种数据对象共享的安全芯片，具有硬件隔离的可信执行环境，所述安全芯片包括：

3、存储模块，存储至少一个数据对象以及与各数据对象对应的访问控制策略，所述访问控制策略包括本地访问策略和外围访问策略；

4、本地访问控制模块，用于接收本地设备对目标数据对象的访问请求，在所述可信执行环境内根据所述本地访问策略对所述访问请求进行校验，校验通过后对所述目标数据对象执行读写操作；

5、外围访问控制模块，用于接收外围对所述目标数据对象的访问请求，在所述可信执行环境内对所述访问请求进行数字信封解封及解密，并根据所述外围访问策略进行校验，校验通过后对所述目标数据对象执行读写操作。

6、在其中一个实施例中，所述本地访问控制模块包括：

7、认证码校验子模块，用于在所述本地访问策略的控制下，采用预设的本地密钥对所述访问请求中携带的本地认证码进行校验。

8、在其中一个实施例中，所述认证码校验子模块包括：

9、本地密钥存储单元，存储有与本地设备共享的对称密钥；

10、认证码比较单元，用于利用加密算法，基于所述对称密钥对所述本地认证码进行验证。

11、在其中一个实施例中，所述外围访问控制模块包括：

12、数字信封处理子模块，用于对来自外围实体的访问请求进行数字信封解封，并在所述外围访问策略的控制下，对解封后的请求原文进行签名验证或认证码校验；

13、响应封装子模块，用于在对所述目标数据对象执行读写操作后，将操作结果加密并封装为数字信封以返回所述外围实体。

14、在其中一个实施例中，所述响应封装子模块还包括：

15、内层加密单元，用于使用与外围实体协商的密钥对所述操作结果进行内层加密；

16、外层封装单元，用于将内层加密后的密文数据填充至所述外围实体的数字信封内。

17、在其中一个实施例中，所述安全芯片设有本地访问接口与外围访问接口，所述本地访问接口用于接收所述本地访问请求，所述外围访问接口用于接收所述外围访问请求。

18、在其中一个实施例中，所述安全芯片还包括：

19、国密算法电路，用于在所述可信执行环境内对加密、解密算法进行硬件加速；

20、随机数生成电路，用于在所述可信执行环境内基于物理噪声源生成随机数，以支持所述外围访问控制模块的数字信封解封及解密操作。

21、第二方面，本申请还提供了一种数据对象共享方法，应用于上述任一项所述的安全芯片，包括：

22、接收对目标数据对象的访问请求；

23、若所述访问请求为本地访问，则在可信执行环境内，根据与所述目标数据对象关联的本地访问策略对所述访问请求进行校验，校验通过后对所述目标数据对象执行读写操作；

24、若所述访问请求为外围访问，则在所述可信执行环境内，对所述访问请求进行数字信封解封，并根据与所述目标数据对象关联的外围访问策略进行校验，校验通过后对所述目标数据对象执行读写操作。

25、在其中一个实施例中，所述根据与所述目标数据对象关联的本地访问策略对所述访问请求进行校验包括：

26、提取所述访问请求中携带的本地认证码，基于预设的本地对称密钥验证所述本地认证码的合法性。

27、在其中一个实施例中，所述对所述访问请求进行数字信封解封，并根据与所述目标数据对象关联的外围访问策略进行校验，校验通过后对所述目标数据对象执行读写操作包括：

28、对来自外围实体的访问请求进行数字信封解封，并在所述外围访问策略的控制下，对解封后的请求原文进行签名验证或认证码校验；

29、在对所述目标数据对象执行读写操作后，将操作结果加密并封装为数字信封以返回所述外围实体。

30、上述数据对象共享的安全芯片及数据对象共享方法，通过将终端核心业务数据抽象为内部数据对象，并为每个对象配置本地和外围设备分离的访问控制策略，实现了面向不同访问主体的硬件隔离；通过将数据通信相关的安全处理逻辑从现有方案中的易受攻击的软件层内嵌到安全芯片硬件隔离区，确保业务数据在安全芯片内完成处理，消除了软件层攻击与逻辑篡改风险，将安全芯片从被动加密外设演进为主动数据治理节点。

1.一种数据对象共享的安全芯片，具有硬件隔离的可信执行环境，其特征在于，所述安全芯片包括：

2.根据权利要求1所述的安全芯片，其特征在于，所述本地访问控制模块包括：

3.根据权利要求2所述的安全芯片，其特征在于，所述认证码校验子模块包括：

4.根据权利要求1所述的安全芯片，其特征在于，所述外围访问控制模块包括：

5.根据权利要求4所述的安全芯片，其特征在于，所述响应封装子模块还包括：

6.根据权利要求1所述的安全芯片，其特征在于，所述安全芯片设有本地访问接口与外围访问接口，所述本地访问接口用于接收本地访问请求，所述外围访问接口用于接收外围访问请求。

7.根据权利要求1所述的安全芯片，其特征在于，所述安全芯片还包括：

8.一种数据对象共享方法，应用于权利要求1至7任一项所述的安全芯片，其特征在于，所述方法包括：

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述根据与所述目标数据对象关联的本地访问策略对所述访问请求进行校验包括：

10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述对所述访问请求进行数字信封解封，并根据与所述目标数据对象关联的外围访问策略进行校验，校验通过后对所述目标数据对象执行读写操作包括：