什麼是 HSM？
硬體安全模組 (Hardware Security Module, HSM) 是嵌入在 MCU 內部的獨立安全核心。它擁有獨立的處理器、記憶體與加密引擎，用於執行敏感的安全運算 (如 AES, RSA, ECC) 並安全地儲存金鑰。HSM 是車用資安的信任錨點 (Trust Anchor)。
測試挑戰
HSM 通常作為一個黑盒子運作，應用層 (Host Core) 透過特定的驅動程式 (如 SHE, EVITA) 與其通訊。驗證 HSM 的功能正確性面臨以下挑戰：
- 封閉性: 無法直接觀測 HSM 內部狀態。
- 複雜性: 加密演算法的輸入輸出必須精確符合標準 (如 NIST 測試向量)。
- 效能要求: 需驗證加密運算的吞吐量 (Throughput) 與延遲 (Latency)。
驗證方法與工具
1. 密碼學演算法驗證
驗證 HSM 實作的演算法 (如 AES-128-GCM, SHA-256) 是否符合標準。
- 工具：vSecPrim 提供一套密碼學函式庫，可作為黃金參考 (Golden Reference) 比對 HSM 的運算結果。其取得的具體認證項目請洽歐特莫夫確認——這在需要提交認證證據的專案裡是必須先問清楚的一環。
- 方法: 使用已知的測試向量 (Test Vectors) 注入 HSM，比對輸出是否一致。
2. 金鑰管理功能測試
驗證金鑰的生成、導入、導出與銷毀流程。
- 測試案例:
- 嘗試導出被標記為 “不可導出” 的金鑰 (應失敗)。
- 驗證金鑰更新計數器 (Counter) 是否正確遞增 (防止重放攻擊)。
3. 隨機數生成器 (RNG) 測試
高品質的隨機數是安全的基礎。
- 標準: 使用 NIST SP 800-22 或 AIS-31 標準測試套件，分析 HSM 生成的隨機數序列的統計特性。
4. 整合測試
在 CANoe 中模擬真實的車載通訊場景，驗證 HSM 在 SecOC (Secure Onboard Communication) 中的表現。
- CANoe: 可以模擬發送帶有 MAC (Message Authentication Code) 的安全訊息，驗證 ECU (HSM) 是否能正確驗證並接收。
5. HSM 的基礎軟體側
驗證之外，HSM 的功能也要有對應的基礎軟體來驅動。Vector 的 MICROSAR 產品線包含 HSM 相關的模組（原廠訓練課程即列有 MICROSAR veHSM），負責金鑰管理、加解密服務與與 Host Core 的介接。若您的專案同時要做 HSM 的實作與驗證，歐特莫夫可以把兩側一起規劃，避免「軟體端做完才發現驗證方法對不上」。
透過嚴格的 HSM 功能驗證，車輛安全架構的地基才算真正紮實。