CN109214216B - 物联网芯片、终端及实现终端系统安全的方法 - Google Patents

物联网芯片、终端及实现终端系统安全的方法 Download PDF

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Abstract

本发明提出了一种物联网芯片、终端及实现终端系统安全的方法，物联网芯片包括：识别单元，位于非安全区域，用于接收请求指令，并识别请求指令的类型；发送单元，位于非安全区域，与识别单元相连，用于当识别请求指令为第一类型指令时，发送第一类型指令至所述安全区域；调用单元，位于安全区域，用于接收第一类型指令；第一处理单元，位于安全区域，与调用单元相连，用于对第一类型指令进行处理。本发明通过在识别出请求指令类型，将第一类型指令转发至安全区域进行处理，确保了执行第一类型指令的安全性，并且只能获取安全区域的服务，而无法获取安全区域的资源，有效防止了恶意用户对安全区域的资源进行窃取。

Description

物联网芯片、终端及实现终端系统安全的方法
技术领域
本发明涉及物联网技术领域，具体而言，涉及一种物联网芯片、终端及实现终端系统安全的方法。
背景技术
物联网终端主要解决把本地传感器信息经过无线模块发送到云端，以及从云端获取指令对本地传感器进行配置。因此物联网终端主要包含两个组成部分：传感器管理和无线收发，或简单称为应用层和通信层。目前物联网终端主要有两种解决方案：一是双芯片方案：应用层由MCU芯片实现，通信层由专用通信芯片实现；二是单芯片方案：通信芯片除运行协议栈外，仍开放部分计算资源，供用户编程。但双芯片方案需要两颗芯片，成本和功耗较高，而单芯片方案应用层和通信层两部分代码同时运行在一个处理器上，存在相互干扰，实时性稳定性交叉，且通信协议栈属于核心代码，恶意用户可以通过编程进行窃取，安全性较低。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。
为此，本发明的第一个方面在于提出了一种物联网芯片。
本发明的第二个方面在于提出了一种终端。
本发明的第三个方面在于提出了一种实现终端系统安全的方法。
有鉴于此，根据本发明的第一个方面，提出了一种物联网芯片，物联网芯片包含安全区域和非安全区域，物联网芯片包括：识别单元，位于非安全区域，用于接收请求指令，并识别请求指令的类型；发送单元，位于非安全区域，与识别单元相连，用于当识别请求指令为第一类型指令时，发送第一类型指令至所述安全区域；调用单元，位于安全区域，用于接收第一类型指令；第一处理单元，位于安全区域，与调用单元相连，用于对第一类型指令进行处理。
本发明提供的物联网芯片，基于Trustzone技术(Trustzone技术是系统范围的安全方法，针对高性能计算平台上的大量应用，包括安全支付、数字版权管理、企业服务)，物联网芯片提供了一个安全区域和一个非安全区域，位于非安全区域的识别单元接收到请求指令以及识别请求指令的类型，当请求指令为第一类型指令时，通过发送单元将第一类型指令转发至安全区域的调用单元，再由调用单元调用安全区域的第一处理单元对该第一类型指令进行处理。本发明通过在非安全区域识别出请求指令类型，将第一类型指令转发至安全区域进行处理，确保了执行第一类型指令的安全性。
需要说明的是，非安全区域的指令进入安全区域，只能获取安全区域的服务，而无法获取安全区域的资源，有效防止了恶意用户对安全区域的资源进行窃取，进一步保证了物联网芯片的核心安全区域的安全性。
根据本发明的上述物联网芯片，还可以具有以下技术特征：
在上述技术方案中，优选地，第二处理单元，位于非安全区域，与识别单元相连，用于当识别请求指令为第二类型指令时，对第二类型指令进行处理。
在该技术方案中，当识别单元识别到请求指令为第二类型指令时，通过非安全区域的第二处理单元对该第二类型指令进行处理，不同类型的指令在不同的区域进行处理，保证了物联网芯片的安全性。
在上述任一技术方案中，优选地，当识别请求指令为第一类型指令时，关闭第二处理单元。
在该技术方案中，当识别到请求指令为第一类型指令时，该指令需要在安全区域进行处理，此时，关闭非安全区域的第二处理单元，保证芯片的两个区域不同时工作，互相之间不造成干扰，确保了芯片的稳定性和安全性。
在上述任一技术方案中，优选地，当第一类型指令处理结束后，关闭第一处理单元。
在该技术方案中，当第一类型指令处理结束后，此时，不需要第一处理单元继续进行工作，则将第一处理单元进行关闭，保证芯片的两个区域不同时工作，互相之间不造成干扰，确保了芯片的稳定性和安全性。
在上述任一技术方案中，优选地，第一类型指令为通信请求指令；第二类型指令为应用请求指令。
在该技术方案中，第一类型指令在芯片的安全区域中进行处理，可以为通信请求指令，例如运行专门的通信协议栈软件；第二类型指令在芯片的非安全区域中进行处理，可以为应用请求指令，例如运行传感器管理、数据分析、通信模块控制程序等，通过将应用请求指令运行在非安全区域，通信协议栈运行在安全区域确保了通信协议栈代码的安全性和不同类型指令处理的稳定性和实时性。
本发明的第二个方面，提出了一种终端，包括上述任一技术方案中的物联网芯片。
根据本发明的终端，包含上述物联网芯片，因而具备该物联网芯片的全部有益效果，在此不再赘述。
本发明的第三个方面，提出了一种实现终端系统安全的方法，用于上述的终端，方法包括：接收请求指令，并识别请求指令的类型；当识别请求指令为第一类型指令时，终端进入安全工作模式，发送第一类型指令至终端的调用单元；调用单元调用终端的第一处理单元对第一类型指令进行处理；当识别请求指令为第二类型指令时，终端进入非安全工作模式，终端的第二处理单元对第二类型指令进行处理。
本发明提供的实现终端系统安全的方法，接收请求指令并识别请求指令的类型，当识别请求指令为第一类型指令时，终端进入安全工作模式，将第一类型指令发送到调用单元，由调用单元调用第一处理单元对该第一类型指令进行处理，当识别请求指令为第二类型指令时，终端进入非安全工作模式，由第二处理单元对该第二类型指令进行处理。本发明通过识别请求指令类型，根据请求指令的类型选择终端的工作模式，运用安全工作模式和非安全工作模式分别处理不同的请求指令，保证了不同的工作模式直接不会互相干扰，确保了系统的稳定性和安全性。
需要说明的是，在终端的安全工作模式下，只能获取芯片的服务，不能获取资源，有效防止了恶意用户对安全工作模式的资源进行窃取，进一步保证了系统的安全性。
根据本发明的上述实现终端系统安全的方法，还可以具有以下技术特征：
在上述技术方案中，优选地，当识别请求指令为第一类型指令，终端进入安全工作模式时，关闭第二处理单元。
在该技术方案中，当识别到请求指令为第一类型指令时，该指令需要在安全工作模式下进行处理，此时，关闭第二处理单元，保证终端的两种工作模式之间不造成干扰，确保了终端的稳定性和安全性。
在上述任一技术方案中，优选地，当第一类型指令处理结束后，终端进入非安全工作模式，关闭第一处理单元。
在该技术方案中，当第一类型指令处理结束后，此时，不需要在安全工作模式下进行工作，则将第一处理单元进行关闭，保证终端的两种工作模式之间不造成干扰，确保了终端的稳定性和安全性。
在上述任一技术方案中，优选地，第一类型指令为通信请求指令；第二类型指令为应用请求指令。
在该技术方案中，第一类型指令在终端的安全工作模式下进行处理，可以为通信请求指令，例如运行专门的通信协议栈软件；第二类型指令在终端的非安全工作模式下进行处理，可以为应用请求指令，例如运行传感器管理、数据分析、通信模块控制程序等，通过将应用请求指令运行在非安全区域，通信协议栈运行在安全区域确保了通信协议栈代码的安全性和不同类型指令处理的稳定性和实时性。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述部分中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1示出了本发明的一个实施例的安全操作的控制系统的示意框图；
图2示出了本发明的另一个实施例的安全操作的控制系统的示意框图；
图3示出了本发明的一个实施例的实现终端系统安全的方法流程图；
图4示出了本发明的另一个实施例的实现终端系统安全的方法流程图。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不限于下面公开的具体实施例的限制。
本发明第一方面的实施例，提出一种物联网芯片，物联网芯片包含安全区域和非安全区域，图1示出了本发明的一个实施例的安全操作的控制系统的示意框图。如图1所示的物联网芯片100包括：
识别单元102，位于非安全区域，用于接收请求指令，并识别请求指令的类型；
发送单元104，位于非安全区域，与识别单元相连，用于当识别请求指令为第一类型指令时，发送第一类型指令至所述安全区域；
调用单元106，位于安全区域，用于接收第一类型指令；
第一处理单元108，位于安全区域，与调用单元相连，用于对第一类型指令进行处理。
本发明提供的物联网芯片，基于Trustzone技术，物联网芯片提供了一个安全区域和一个非安全区域，位于非安全区域的识别单元102接收到请求指令以及识别请求指令的类型，当请求指令为第一类型指令时，通过发送单元104将第一类型指令转发至安全区域的调用单元106，再由调用单元106调用安全区域的第一处理单元108对该第一类型指令进行处理。本发明通过在非安全区域识别出请求指令类型，将第一类型指令转发至安全区域进行处理，确保了执行第一类型指令的安全性。
需要说明的是，非安全区域的指令进入安全区域，只能获取安全区域的服务，而无法获取安全区域的资源，有效防止了恶意用户对安全区域的资源进行窃取，进一步保证了物联网芯片的核心安全区域的安全性。
图2示出了本发明的另一个实施例的安全操作的控制系统的示意框图。如图2所示的物联网芯片200包括：
识别单元202，位于非安全区域，用于接收请求指令，并识别请求指令的类型；
发送单元204，位于非安全区域，与识别单元相连，用于当识别请求指令为第一类型指令时，发送第一类型指令至所述安全区域；
调用单元206，位于安全区域，用于接收第一类型指令；
第一处理单元208，位于安全区域，与调用单元相连，用于对第一类型指令进行处理；
第二处理单元210，位于非安全区域，与识别单元相连，用于当识别请求指令为第二类型指令时，对第二类型指令进行处理。
在该实施例中，当识别单元识别到请求指令为第二类型指令时，通过非安全区域的第二处理单元对该第二类型指令进行处理，不同类型的指令在不同的区域进行处理，保证了物联网芯片的安全性。
在本发明的一个实施例中，优选地，当识别请求指令为第一类型指令时，关闭第二处理单元。
在该实施例中，当识别到请求指令为第一类型指令时，该指令需要在安全区域进行处理，此时，关闭非安全区域的第二处理单元，保证芯片的两个区域不同时工作，互相之间不造成干扰，确保了芯片的稳定性和安全性。
在本发明的一个实施例中，优选地，当第一类型指令处理结束后，关闭第一处理单元。
在该实施例中，当第一类型指令处理结束后，此时，不需要第一处理单元继续进行工作，则将第一处理单元进行关闭，保证芯片的两个区域不同时工作，互相之间不造成干扰，确保了芯片的稳定性和安全性。
在本发明的一个实施例中，优选地，第一类型指令为通信请求指令；第二类型指令为应用请求指令。
在该实施例中，第一类型指令在芯片的安全区域中进行处理，可以为通信请求指令，例如运行专门的通信协议栈软件；第二类型指令在芯片的非安全区域中进行处理，可以为应用请求指令，例如运行传感器管理、数据分析、通信模块控制程序等，通过将应用请求指令运行在非安全区域，通信协议栈运行在安全区域确保了通信协议栈代码的安全性和不同类型指令处理的稳定性和实时性。
本发明第二方面的实施例，提出一种终端，包括上述任一技术方案中的物联网芯片。
根据本发明的终端，包含上述物联网芯片，因而具备该物联网芯片的全部有益效果，在此不再赘述。
本发明第三方面的实施例，图3示出了本发明的一个实施例的实现终端系统安全的方法流程图。如图3所示的实现终端系统安全的方法包括：
步骤302，接收请求指令，并识别请求指令的类型；
步骤304，当识别请求指令为第一类型指令时，终端进入安全工作模式，发送第一类型指令至终端的调用单元；
步骤306，调用单元调用终端的第一处理单元对第一类型指令进行处理；
步骤308，当识别请求指令为第二类型指令时，终端进入非安全工作模式，终端的第二处理单元对第二类型指令进行处理。
本发明提供的实现终端系统安全的方法，接收请求指令并识别请求指令的类型，当识别请求指令为第一类型指令时，终端进入安全工作模式，将第一类型指令发送到调用单元，由调用单元调用第一处理单元对该第一类型指令进行处理，当识别请求指令为第二类型指令时，终端进入非安全工作模式，由第二处理单元对该第二类型指令进行处理。本发明通过识别请求指令类型，根据请求指令的类型选择终端的工作模式，运用安全工作模式和非安全工作模式分别处理不同的请求指令，保证了不同的工作模式直接不会互相干扰，确保了系统的稳定性和安全性。
需要说明的是，在终端的安全工作模式下，只能获取芯片的服务，不能获取资源，有效防止了恶意用户对安全工作模式的资源进行窃取，进一步保证了系统的安全性。
图4示出了本发明的另一个实施例的实现终端系统安全的方法流程图。如图4所示的实现终端系统安全的方法包括：
步骤402，接收请求指令，并识别请求指令的类型；
步骤404，当识别请求指令为第一类型指令时，终端进入安全工作模式时，关闭第二处理单元；以及
步骤406，终端进入安全工作模式，发送第一类型指令至终端的调用单元；
步骤408，调用单元调用终端的第一处理单元对第一类型指令进行处理；
步骤410，当第一类型指令处理结束后，终端进入非安全工作模式，关闭第一处理单元；
步骤412，当识别请求指令为第二类型指令时，终端进入非安全工作模式，终端的第二处理单元对第二类型指令进行处理。
在该实施例中，当识别到请求指令为第一类型指令时，该指令需要在安全工作模式下进行处理，此时，关闭第二处理单元，保证终端的两种工作模式之间不造成干扰，确保了终端的稳定性和安全性。
另外，当第一类型指令处理结束后，此时，不需要在安全工作模式下进行工作，则将第一处理单元进行关闭，保证终端的两种工作模式之间不造成干扰，确保了终端的稳定性和安全性。
在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种物联网芯片，其特征在于，所述物联网芯片包含安全区域和非安全区域，所述物联网芯片包括：
识别单元，位于所述非安全区域，用于接收请求指令，并识别所述请求指令的类型；
发送单元，位于所述非安全区域，与所述识别单元相连，用于当识别所述请求指令为第一类型指令时，发送所述第一类型指令至所述安全区域；
调用单元，位于所述安全区域，用于接收所述第一类型指令；
第一处理单元，位于所述安全区域，与所述调用单元相连，用于对所述第一类型指令进行处理；
第二处理单元，位于所述非安全区域，与所述识别单元相连，用于当识别所述请求指令为第二类型指令时，对所述第二类型指令进行处理；
当识别所述请求指令为第一类型指令时，关闭所述第二处理单元；
所述第一类型指令为通信请求指令，所述通信请求指令为运行专门的通信协议栈软件；
所述第二类型指令为应用请求指令，所述应用请求指令包括运行传感器管理、数据分析、通信模块控制程序中任一种。
2.根据权利要求1所述的物联网芯片，其特征在于，
当所述第一类型指令处理结束后，关闭所述第一处理单元。
3.一种终端，其特征在于，
包括如权利要求1或2所述的物联网芯片。
4.一种实现终端系统安全的方法，用于如权利要求3所述的终端，其特征在于，所述方法包括：
接收请求指令，并识别所述请求指令的类型；
当识别所述请求指令为第一类型指令时，所述终端进入安全工作模式，发送所述第一类型指令至所述终端的调用单元；
所述调用单元调用所述终端的第一处理单元对所述第一类型指令进行处理；
当识别所述请求指令为第二类型指令时，所述终端进入非安全工作模式，所述终端的第二处理单元对所述第二类型指令进行处理；
当识别所述请求指令为第一类型指令，所述终端进入安全工作模式时，关闭所述第二处理单元；
所述第一类型指令为通信请求指令，所述通信请求指令为运行专门的通信协议栈软件；
所述第二类型指令为应用请求指令，所述应用请求指令包括运行传感器管理、数据分析、通信模块控制程序中任一种。
5.根据权利要求4所述的实现终端系统安全的方法，其特征在于，
当所述第一类型指令处理结束后，所述终端进入非安全工作模式，关闭所述第一处理单元。
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