安全啟動(Secure Boot)是一種程序或系統設計的功能，在確保在啟動或重新啟動時系統能夠運行在最低風險的狀態下。通常包括以下幾個步驟：

• 身份驗證和授權：確保只有授權的用戶或程序才能夠啟動系統或訪問敏感資源。
• 環境檢查：系統會進行一系列檢查，確保硬體、軟體和網絡環境符合預期的安全標準，如檢查防火牆設置、漏洞是否需要更新等。
• 啟動驗證：系統可能要求用戶輸入密碼、驗證碼或其他身份驗證方式，以確保使用者是經授權的。
• 安全模式啟動：在某些情況下，系統可以進入安全模式，這意味著僅啟動必要的系統服務和程序，以減少潛在的安全風險。

在微控制器和微處理器中實施的安全功能，為了確保系統啟動過程中只執行經過身份驗證和可信賴的軟/硬體。有助於防止未經授權或惡意軟/硬體在設備上運行，從而提高系統的整體安全性。

安全啟動通常運作方式如下：

1. 啟動程序驗證(Bootloader Verification)
2. 數字簽名驗證(Digital Signature Verification)
3. 信任鏈(Chain of Trust)
4. 安全啟動密鑰(Secure Boot Key)
5. 安全啟動配置(Secure Boot Configuration)

啟動程序驗證(Bootloader Verification)

安全啟動過程通常從存儲在唯讀記憶體中（ROM）或設備的安全部分的啟動程序開始。啟動程序中會有下一階段，啟動程序或操作系統使用的數位簽章或哈希(Hash)。

數位簽章驗證(Digital Signature Verification)

在啟動過程中，啟動程序檢查下一階段啟動程序或操作系統的數位簽章，以確保其完整性和真實性。此簽章是使用設備製造商或開發者持有的私鑰生成的。

信任鏈(Chain of Trust)

如果數位簽章驗證成功，啟動程序允許加載並執行下一階段應用程序或操作系統。創建了一個信任鏈，其中啟動過程中的每個後續階段都在執行之前進行驗證。

安全啟動配置(Secure Boot Configuration)

設備製造商或開發者可以通過指定設備上允許運行的軟/硬體組件來配置安全啟動過程。可以包括列入白名單的特定設備或通訊指令、黑名單中已知的非法設備，或強制執行其他安全策略。

安全啟動的好處與挑戰

好處

1. 保護免受惡意軟/硬體的侵害：防止未經授權或惡意軟/硬體在設備上運行
2. 數據完整性：確保在設備上運行的軟體未被篡改或損壞。
3. 信任鏈：啟動程序到操作系統和應用程序建立一個安全的信任鏈，確保只有可信賴的軟/硬體組件被執行。

挑戰

1. 複雜性：實施安全啟動需要謹慎的設計和配置，以確保它不會意外地鎖定合法的軟/硬體更新或修改。
2. 維護：需要定期更新和維護，以確保安全啟動過程對不斷變化的威脅保持安全。

由於科技技術日新月異，各式傳感器和微控制器的成本，與體積也逐漸降低縮小，使得IoT產品被廣泛的製作運用，使我們更容易實現智慧工廠與智慧家庭等應用。

當所有裝置都可藉由網路，進行遠端控制與資料傳輸，惡意攻擊者也能透過相同管道竊取裝置的訊息內容，或是對裝置進行控制。

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• UEFI Secure Boot Customization.https://media.defense.gov/2020/Sep/15/2002497594/-1/-1/0/CTR-UEFI-SECURE-BOOT-CUSTOMIZATION-20200915.PDF/CTR-UEFI-SECURE-BOOT-CUSTOMIZATION-20200915.PDF
•  Microchip Technology Inc. Secure Authentication ICs. https://www.microchip.com/en-us/products/security/security-ics
• Microchip Technology Inc. Trust Platform Design Suite. https://www.microchip.com/en-us/products/security/trust-platform/tpds
• The whys and hows of secure boot, August 10, 2017 - Nathan Padoin. https://www.embedded.com/the-whys-and-hows-of-secure-boot/
• Building security into IoT and IIoT end devices, April 20, 2017 Lee Teschler. https://www.microcontrollertips.com/building-security-iotiiot-end-devices/