今年8月去拉斯维加斯参加Defcon的人,拿到的徽章会后不用扔进抽屉——拆下核心模块,它能接着当一把真正的硬件安全密钥用。更特别的是,这颗芯片的封装方式允许用红外光从背面照进去,肉眼比对电路和公开代码是不是一回事。
这次操刀的是硬件黑客Andrew "bunnie" Huang,芯片叫Baochip-1x,他做了三年。往年徽章比的是机械齿轮、密码谜题,今年比的是硅片本身能不能被检验。这个转向本身就是个态度:黑箱信任不够,得让人自己看。
徽章里长了颗“看得见”的芯片
Baochip-1x基于台积电22ULL工艺,核心是350MHz的VexRiscv处理器,支持RV32-IMAC指令集,配2MiB SRAM和4MiB RRAM非易失存储,另有四颗最高700MHz的PicoRV32协处理器专门处理输入输出。操作系统是Rust写的Xous,支持MicroPython、C、Rust开发。
作为安全令牌,它能做FIDO硬件认证、TOTP一次性密码、密码管理,Huang说未来也有做HSM的潜力。徽章上还带个摄像头,专门扫二维码——分辨率很低,默认只取黑白数据,不支持存照片,算是照顾了Defcon一贯的隐私规矩。这次会做27,000块。
拼版流片,才是芯片能落地的真正原因
自研芯片走一次流片动辄要花大钱。三年前一家叫Crossbar的公司找上门,想做一颗开源安全芯片却不知道怎么下手。Huang答应帮忙,条件是让他的CPU搭Crossbar的流片车——两家共用一次晶圆制造,省去单独开一条产线的成本。
“他们把我放上去,等于一份钱拿两个产品”,Huang这么形容。这种拼版合作在芯片行业不算稀罕,只是没人愿意公开谈。最终结果是同一块晶圆上跑出两个版本:Crossbar自己的商用ARM版,和Huang的开源RISC-V版——Baochip其实就是禁用了Crossbar处理器核心之后的那颗芯片。GitHub仓库用CERN-OHL-W-2.0协议公开了RTL代码、VexRiscv配置和各版本硅片对应的快照。
红外光能看穿什么,看不穿什么
“耳听为虚,眼见为实”这句话放在这里得打个问号——这次连“眼见”能证明什么,都值得掂量。红外成像能确认芯片尺寸、走线布局、大功能模块是不是长在该在的位置,但证明不了晶体管级别的功能是否被动过手脚,也确定不了具体工艺细节。真正扎实的验证,得靠X光扫描、开封、光学显微镜、电学特性测试、固件提取这一整套组合拳,红外光只是其中最容易上手的第一步。
- 提醒.Baochip并非“完全开源”。CPU核心、加密引擎、固件、Xous操作系统这些确实公开可查,但总线架构、锁相环、USB模块、模拟/混合信号电路,以及部分制造细节和自检电路,仍然是专有或未公开的。
可审计不等于更安全
拿现有坐标系比一比就清楚了。OpenTitan由机构级团队开发,但不能保证每一颗基于它流片的芯片都安全;Precursor这类项目用闭源的Xilinx FPGA,物理检查电路板也验证不了裸片本身;YubiKey固件不可审计,却靠大规模实战部署攒出了信誉。开放设计优化的是“可检视”,成熟商用产品优化的是“已验证”,这是两条不同的路,谁也替代不了谁。
透明是态度,不是战绩。
Huang自己也没打算把话说满。他估计Baochip能扛住几万美元级别的攻击资源,但一个有几百万美元、配备成熟硬件分析实验室的对手,大概率还是能攻破它。他甚至欢迎Defcon的黑客们去挑刺——公开发布本身就意味着零日漏洞会被找出来,这比在实验室里自吹自擂更值钱。
27,000名与会者会不会真把这枚令牌换成保护日常账户的钥匙,才是这场实验真正的压力测试。红外光能不能在会场现场揪出设计和实物不符的问题,值得后续盯一盯。