前 言
当前,全球科技竞争加剧、供应链安全备受瞩目,开源特性有望成为中国构建自主可控产业链,摆脱对国外技术依赖的重要支撑。作为开源技术的代表,RISC-V(第五代精简指令集)已经构建起相应的生态系统,基于RISC-V架构的处理器从嵌入式软件系统到高性能计算等众多应用场景中得到了广泛应用。
处理器作为软硬件系统的核心部件,正面临着日益复杂的安全威胁,如恶意软件攻击、数据泄露、硬件漏洞利用和处理器架构攻击等。开源特性使得RISC-V处理器的设计透明,同时也引入了后门指令等主动攻击的威胁,对处理器的安全提出了更高的要求。
中国移动正在积极推动RISC-V处理器的应用,加强RISC-V生态的建设,希望为产业各方带来更为广阔的市场契机,也为SIM卡实现全国产化奠定坚实基础。本白皮书旨在明确中国移动对于智能卡RISC-V处理器的架构设计及安全技术要求,希望能为产业在规划设计RISC-V处理器相关技术、产品和解决方案时提供参考和指引。
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1概述
缺少自主可控的处理器核是我国芯片领域亟待解决的问题,更是长期困扰我国半导体产业发展的难题。我国在十四五规划纲要中明确指出,鼓励、引导芯片技术国产化,聚焦于攻克底层基础关键技术问题。RISC-V(第五代精简指令集)作为一套开源开放且自由免费的指令集架构,为我国芯片设计提供了一条自主可控的全新技术路径,成为芯片产业变革的新引擎。随着技术的迭代升级,RISC-V架构应用领域不断拓展,已应用于人工智能、物联网、汽车电子、航天军工、工业自动化等多个领域。据统计,目前已有超过300家企业基于RISC-V架构开展了芯片产品的研制工作。预计在未来几年内,RISC-V芯片的出货量将以每年50%的速度增长,到2030年出货量将达到170亿颗,市场规模有望突破900亿美元。
我国正积极拥抱RISC-V技术,将其作为有效打破半导体领域技术封锁的核心路径,各地政府出台了相关政策,积极推动RISC-V架构芯片产业的发展和规模应用。2023年,工信部指导成立RISC-V工作委员会,加速生态建设和商用落地。2025年3月4日,国家网信办、工信部、科技部等八部门联合起草发布《全国RISC-V芯片发展指导意见》,首次将RISC-V纳入国家战略,《意见》旨在推动RISC-V生态自主可控发展,更明确提出要重视RISC-V架构安全性技术研究工作,加快RISC-V测评体系建设工作,支持企业开展RISC-V安全防护技术研究等。北京、上海、雄安等地也纷纷出台相关政策及措施积极推动RISC-V相关的产业发展行动计划,开展共性技术攻关和产业生态共建,打造具有全球影响力的重大创新策源地。
处理器作为调度中枢,是信息处理和程序运行的最终执行单元,在智能卡芯片中,处理器还需配合密码算法协处理器等专用模块共同完成运算,对外提供安全服务。与ARM和x86不同,RISC-V的指令集完全开源,开发者可以自由扩展指令,甚至定制专属功能模块。这也导致不同RISC-V实现方案存在差异,安全机制的设计与实现水平参差不齐,也加剧了安全标准碎片化风险。当前,针对处理器的安全威胁已屡见不鲜,恶意软件攻击、数据泄露等风险同样波及RISC-V架构处理器,如近期研究人员便针对RISC-V处理器挖掘出寄存器端口争用、GhostWrite等漏洞。而智能卡芯片对安全要求极高,因此明确智能卡RISC-V处理器的安全要求、统一安全标准体系,已成为确保其安全应用、充分释放架构潜力的核心前提。
本白皮书旨在明确中国移动对于智能卡中RISC-V处理器的发展方向、架构设计及安全要求,希望能够为产业界在RISC-V处理器相关技术研发及产品设计时提供参考。

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