從韌體架構滿足裝置性能 PSA力求為Matter貢獻安全

2023-01-19
Matter標準於2022年10月登場,先以智慧家庭為主要場域解決破碎化問題,讓廠商原本各具標準的裝置互聯互通。對品牌商、製造商、元件廠、系統整合商(SI),甚至建築公司等業者來說,將更有動力投入智慧家庭場域。

Matter標準整合多個通訊協定,把複雜性隱藏於簡單架構中,因此如何在整合異質協定的同時,確保系統正常運作,將成為Matter發展的重要課題。此外,Matter的出現打破原本廠商自成一格的封閉生態系,建立共同資安標準更是關鍵議題。

Matter硬體需求升級 M33滿足運算/資安要求

物聯網裝置多樣,需要根據不同性能要求選用適合的韌體設計。Matter推出後,對硬體的要求更加嚴格,從現有裝置的韌體更新也能看出Matter 1.0對硬體的要求重點。Arm AIoT方案資深經理黃晏祥表示,目前市面上的裝置尚不具備Matter功能,需要透過OTA線上更新的方式,升級韌體以支援Matter。不過,並非所有裝置皆具備足夠運算能力可滿足更新的性能要求。黃晏祥也提到,即使裝置現階段可支援Matter 1.0,之後Matter將繼續推出新版本,可預見其對裝置運算能力的需求越來越高。

除了運算效能,Arm首席應用工程師張維良也提出另一項新規範運行在現有裝置可能遇到的問題:記憶體空間。裝置在升級前須確認Flash、RAM、DRAM等記憶體容量是否足夠運行Matter多協定需求。Arm主任應用工程師林宜均則強調,原本的硬體規格是否能夠在原有通訊協定之外,增加兼容其他協定,也是既有裝置能否升級為Matter裝置所需要考慮的重點。張維良總結,從此面向觀察,由於軟體需要額外的硬體規格支援,Matter可望帶動相關市場對硬體效能的需求。

Arm主任應用工程師林宜均(左)、Arm AIoT方案資深經理黃晏祥(中)、Arm首席應用工程師張維良(右)

黃晏祥以Arm提供的產品舉例說明,Cortex-M4目前運算能力一般認為較足以符合Matter相容裝置需求,若再將資訊安全(Security)列入考量,則Cortex-M33是更適合的選項。張維良補充,Cortex-M33支援TrustZone功能,具有更好的安全性,而在進行軟體更新時,尤其需要確保安全防護。現在IoT市場也開始出現類似手機的「安全性」概念,而M33可相容於Matter並滿足安全需求。

黃晏祥也進一步指出,未來若出現類似中央控制中心的Hub裝置,可能需要兼容多項功能,便需要Cortex-A系列的中高等級運算能力,以進行更為精準的控制。

針對Arm在Matter發展過程所扮演的角色,黃晏祥則表示,鑑於Matter為中介軟體,Arm可在實體層與韌體層將許多基本工作做好,讓開發者將心力及資源放在上層應用,而非底層相容性的問題上。而Arm基於其生態系,可從硬體、韌體、軟體層扮演介接的角色,讓開發者更容易進行作業,免除與不同裝置硬體廠商、機構、MCU廠商等溝通的麻煩,專注在能展現其價值並創造差異的工作。

物聯網安全有保障 PSA/Matter建立統一標準

物聯網安全一直是專注重點,例如由Arm發起的PSA認證計畫,致力讓裝置在設計初期就將資安問題列入考量,減少推出之後反覆修改更新。PSA Certified旨在從設計源頭確保產品資訊安全,透過「分析、架構、實作、認證」四階段,為特定場景進行資安評估,採用適合的設計架構並結合硬體和韌體進行實作,最後確保產品滿足安全性要求。統一的標準可整合原先破碎的物聯網生態系,訂定明確規範來確保裝置安全。PSA Certified之外,Matter也將成為全新助力,兩者若能緊密合作,可望攜手守護物聯網資安。

由於Matter 1.0的目標是先讓多數裝置能夠無痛升級、進入市場,初版Matter尚未將非常嚴謹的安全標準納入其中。張維良指出,目前Matter 1.0還是偏向通用性規範,其安全性如果和PSA Certified相對應,大致上符合PSA Certified Level 1 Questionnaire Version 2.2所列要求。

安全性提升是持續進行的工作,張維良表示,希望Matter下一版本推出時,規格裡能強制要求會員通過PSA認證,並根據應用所需的資安等級,具體規範需要通過的對應PSA等級,例如目前Matter 2.0計畫規定智慧家庭的家電用品須通過PSA Level 1。展望未來,若Matter針對資安的規格要求能與PSA Certified各個等級對應(Mapping),甚至認證系統彼此相容,有機會簡化通過多個標準的繁瑣程序,建立業界共同認可的統一標準。

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