目前，行動裝置安全對於個人用戶、企業和政府機構都至關重要。隨著技術的進步，我們透過行動裝置管理的個人和財務資訊量呈指數級增長，因此保護此類資料已成為重中之重。為此，包括高通在內的業內公司已投入巨資開發尖端的硬體安全解決方案，其中高通安全處理單元 (SPU)作為其驍龍處理器中的關鍵組件脫穎而出。
如果您想知道如何在使用行動裝置時保護您的生物辨識資料、支付資訊或數位憑證的安全，那麼您應該了解高通的SPU（安全處理單元）。它不僅支援安全關鍵型操作，而且是離線數位貨幣支付和敏感應用中的安全認證等創新功能的基礎。在本文中，您將清晰全面地了解SPU是什麼、它的工作原理以及為何它對保護當今的行動裝置至關重要。
什麼是 Qualcomm 安全處理單元 (SPU)？
高通安全處理單元（SPU）是整合到高階驍龍處理器中的獨立安全子系統。它的主要功能是在手機硬體內部創建一個完全隔離且安全的區域，使關鍵和敏感操作能夠在不受作業系統、應用程式或潛在攻擊者未經授權存取的情況下運行。
我們正在研究一種嵌入硬體中的“數位保險箱”，它負責管理、儲存和執行與加密金鑰、密碼、生物識別數據和金融交易相關的流程。它的設計旨在抵禦邏輯攻擊和物理攻擊——從軟體漏洞利用到專家進行的高級電子操控。
為什麼 SPU 在現代設備中必不可少？
傳統上，行動安全依賴軟體和基礎加密。然而，隨著威脅日益複雜，所需的安全措施也越來越多。如今的網路攻擊旨在攻破硬體並竊取數據，即使作業系統已被入侵。單平台單元(SPU)在此發揮著至關重要的作用，因為它完全獨立於主系統運行，即使 Android 系統或任何外部應用程式遭到入侵，也能執行關鍵功能。
因此，SPU對於實現從行動支付、銀行資訊安全儲存到數位身分管理、企業存取控制和機密文件管理等各方面都至關重要。甚至生物辨識認證功能（指紋、臉部、虹膜或語音）也在此安全環境中處理，從而保護使用者資料。
高通安全處理單元的主要技術特性
- 獨立執行環境SPU 擁有獨立的處理和記憶體資源，與 CPU 和其他元件完全分離。這確保了其管理的資料不會被作業系統、應用程式或惡意軟體存取。
- 抵抗物理攻擊：它不僅可以防禦惡意軟體，還可以抵禦物理篡改或逆向工程嘗試，這在攻擊者可能實際佔有設備的情況下至關重要。
- 安全加密金鑰管理：與加密金鑰的產生、儲存和使用相關的所有操作都在 SPU 內執行，從而防止裝置的任何其他元素提取它們。
- 與國際標準的兼容性高通的 SPU 符合 FIPS 140-2/3 和通用標準等國際標準，其安全性透過 NIST 等公認組織的認證和定期審核得到驗證。
Snapdragon 內部的 SPU 是如何運作的？
在最新的驍龍晶片中，SPU架構是基於可信任運算原則。其內部配備了專用的控制器、韌體以及獨立的運行時環境，從而防止外部幹擾。此外，整合了Type 1虛擬機管理程序，進一步增強了這種獨立性，使不同的應用程式和資料不僅與作業系統隔離，還能與其他可能同時在裝置上運行的應用程式隔離。
例如，如果您在同一台裝置上擁有不同的設定檔（個人和工作），SPU 可以防止其中一個設定檔的資訊被另一個設定檔訪問，即使兩個會話同時開啟。這在專業和企業設備管理環境中是一項非常有價值的功能。
主要功能及實際應用
- 先進的生物辨識認證：透過指紋、臉部或語音辨識進行使用者辨識的所有相關流程均在 SPU 內進行專門管理，從而最大限度地降低了冒充或竊取生物特徵資料的風險。
- 行動支付和金融交易：SPU 負責管理支付憑證（包括卡片和數位貨幣）的儲存和處理，確保金融交易的 即使在離線環境中也安全它對於銀行應用中的安全 SIM 卡管理和身份驗證也至關重要。
- 內容認證：在配備 SPU 和 TruePic 等技術的裝置上，可以保證影像和影片的真實性，這對於法律訴訟或數位證據至關重要。
- 保護文件和數位身份從政府憑證到商業或大學服務存取權限，SPU 是您最敏感資訊的可信賴的保管人。
主要安全標準和認證
SPU 的主要優勢之一在於其符合國際標準的官方認證。諸如 NIST 根據 FIPS 140-2 發布的相關技術文件和驗證，以及通用準則評估等，均證實 SPU 能夠通過嚴苛的物理和邏輯攻擊防禦測試。這使得各國政府、中央銀行和製造商能夠在安全漏洞不容許的領域，並信賴高通的技術解決方案。
實際上，這意味著審計過程驗證所使用的加密演算法（AES-GCM、HMAC-SHA2-384/512、ECDSA、RSA、TDES 等），並且 SPU 準備好滿足安全資料處理、支付和用戶隱私的監管要求。
SPU 與其他安全解決方案
市場上還有其他選擇，例如Google的 Titan M或蘋果的 T2 安全晶片，以及 ARM 的 TrustZone。然而，高通的 SPU之所以脫穎而出，不僅是因為它技術先進，還因為它與驍龍生態系統深度集成，使其能夠隨著每一代處理器的更新而演進，並遠端接收更新和新增功能。要了解這項技術如何整合到不同的設備中，您可以閱讀我們關於智慧型手機安全的文章。
另一個差異化因素是其獨立認證和實施靈活性的支援：SPU 可用於高階手機、穿戴式裝置、生物辨識卡和各種連接設備，從而可在多個行業中採用。
製造商和用戶的優勢
- 設備製造商：他們可以透過行銷更安全、獲得國際認證並適應銀行、政府或商業等高要求行業的產品來獲得競爭優勢。
- 最終用戶：享受更安全、更舒適的用戶體驗，因為您知道您的支付資料、身份驗證或任何敏感資訊都是安全的。 屏蔽硬體 防止主軟體被竊、攔截或存在漏洞。
- 支付和身份驗證的靈活性：SPU 允許多種支付方式（非接觸式、生物識別、離線等），並且支援身分識別或存取服務的數位憑證，即使沒有網路連線。
- 安全性更新和動態定制由於其架構，製造商和合作夥伴可以遠端快速部署新功能或安全性補丁，適應新的威脅，而無需依賴整個作業系統的變更。
挑戰、爭議和穩健性證據
安全並非絕對。例如，在QSEE（高通安全執行環境）等安全環境中發現的漏洞證明了這一點，這些漏洞與ARM的TrustZone技術相關。儘管高通及其合作夥伴已針對關鍵漏洞（例如CVE-2019-10574）發布了安全補丁，但這仍然表明，持續的研究和硬體安全改進至關重要。此外，不同製造商和替代作業系統之間的爭議也表明，硬體安全模組（例如SPU）的存在，對於一個相對安全的系統而言，可能決定它是否容易受到複雜的攻擊，尤其是暴力破解或物理篡改等攻擊。
將 SPU 融入數位生態系統：線下支付和數位貨幣
SPU最重要的進步之一是其能夠使用央行數位貨幣（CBDC）進行離線支付。由於高通與IDEMIA等公司的合作，即使行動裝置未連接互聯網，憑證和資金現在也可以在本地安全儲存和使用。這不僅為已開發市場帶來了機會，也為網路連接有限或銀行基礎設施薄弱的地區帶來了機會。
目前全球超過90%的央行都在探索開發自己的數位貨幣，而SPU的可靠性是此類解決方案能夠大規模部署、確保用戶信心和符合監管要求的關鍵。
與原始設備製造商合作並進行全球部署
SPU並非封閉技術。高通一直積極與原始設備製造商 (OEM) 和技術合作夥伴攜手合作，協助他們在全球數百萬台裝置上整合和客製化基於SPU的身份驗證和支付解決方案。憑藉其強大的升級和適配能力，驍龍生態系統在確保安全性的同時，也兼顧了創新和使用者體驗，始終處於安全領域的前沿。
要了解有關這些系統的重要性的更多信息，您可以訪問我們的文章，了解如何查看和退出活動的 WhatsApp 會話以保護您的憑證和個人資料。
安全性比較和實際用例
高通安全處理單元 (SPU) 的多功能性體現在眾多應用場景：從保護行動支付和網路銀行安全，到安全管理大學或企業憑證，再到企業網路設備身份驗證和多媒體內容版權保護。儘管市面上有其他解決方案，但高通 SPU 憑藉其深度整合、可升級性和權威認證，成為業界當之無愧的領導者。此外，您還可以在我們關於如何查看和關閉活躍 WhatsApp 會話的文章中找到更多保護行動資訊安全的建議。
雖然沒有任何系統可以完全避免漏洞，但高通安全處理單元的設計理念及其完全隔離關鍵進程和資料的能力，仍然是當今行動領域抵禦物理和邏輯威脅的最佳屏障之一。請分享此信息，讓更多人了解它。