ISOIEC 257062026 信息技术 安全协议和数据模型(SPDM)集合标准立项发展报告

信息技术安全协议和数据模型(SPDM)集合标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:Informationtechnology—Securityprotocolanddatamodel(SPDM)collection摘要随着数字化进程的加速推进，硬件安全与设备身份认证已成为网络空间安全体系中的核心环节。为应对日益严峻的供应链安全威胁和硬件级攻击挑战，国际标准化组织（ISO）与国际电工委员会（IEC）联合发布了ISO/IEC25706:2026《信息技术安全协议和数据模型(SPDM)集合》国际标准。本报告系统梳理了该标准的立项背景、编制历程、技术架构、核心内容及产业应用价值。标准基于DMTFSPDM规范体系，定义了组件间的安全通信协议、认证机制、测量数据模型及信任根建立方法，并通过统一安全协议与数据模型，解决了异构设备间安全通信能力不一致的突出问题。报告详细分析了标准框架、安全能力协商机制、双向认证流程及会话密钥派生等关键技术内容，并重点介绍了主要起草单位华为技术有限公司在标准研制中的贡献。本报告旨在为相关企事业单位、科研院所和安全从业人员提供全面、权威的标准解读与实施参考，助力构建从芯片到系统的全链路硬件安全保障体系。关键词：安全协议；数据模型；SPDM；硬件安全；设备认证；国际标准；组件安全Keywords:SecurityProtocol;DataModel;SPDM;HardwareSecurity;DeviceAuthentication;InternationalStandard;ComponentSecurity一、引言1.1研究背景当今信息技术产业正经历深刻的范式变革，从传统的单机计算向云-边-端协同的分布式体系架构全面演进。在这一背景下，平台固件、外围设备、加速卡、存储控制器等硬件组件之间的安全互信问题日益凸显。传统的安全方案多聚焦于网络传输层和应用软件层面，而对硬件组件之间通信链路的安全保障相对薄弱，存在明显的能力缺口。近年来，针对硬件供应链的攻击事件呈显著上升趋势。从SolarWinds供应链攻击到各类固件植入攻击，攻击者越来越多地将目标锁定在服务器组件、网络设备和存储系统等底层硬件设施上。传统的一对一认证机制和静态信任模型难以满足现代异构计算环境下组件间动态建立安全信任关系的迫切需求。同时，由于各厂商实现的安全协议各不相同，设备间的互操作性存在严重障碍，安全能力的协商和管理缺乏统一标准。为解决上述问题，DMTF（分布式管理任务组）发起制定了SPDM（SecurityProtocolandDataModel，安全协议和数据模型）规范，旨在为组件间的安全通信提供统一、标准化的协议框架。ISO/IEC25706:2026正是在这一技术成果基础上，由国际标准化组织推动形成的正式国际标准。1.2标准立项意义ISO/IEC25706:2026的发布具有重要的战略意义和现实价值。首先，该标准将硬件安全通信机制从厂商私有协议提升为国际通用标准，为跨厂商、跨平台的安全互操作提供了统一的技术基线；其次，通过标准化的安全能力协商机制，使不同安全等级的设备能够在统一框架下建立适配的安全会话；最后，SPDM标准为CXL（ComputeExpressLink）内存扩展、PCIe设备认证、平台固件完整性验证等前沿应用场景提供了基础安全能力支撑。1.3标准制定历程ISO/IEC25706:2026的制定工作经历了严谨而系统的国际标准编制流程。在DMTFSPDM规范的基础上，ISO/IECJTC1（联合技术委员会）组织国际专家对标准文本进行了多轮评审与完善，充分吸收了各国在硬件安全领域的最佳实践和技术经验。标准于2026年2月3日正式发布，标志着SPDM技术体系正式迈入国际标准化的成熟阶段。二、标准范围与定位2.1标准适用范围ISO/IEC25706:2026规定了一种安全协议和数据模型，适用于各类硬件组件之间以及硬件组件与管理系统之间的安全通信场景。具体适用范围包括：-平台固件与基板管理控制器（BMC）之间的安全通信-主机处理器与外围设备（如GPU、NVMeSSD、网卡等）之间的身份认证-CXL内存控制器与内存模块之间的安全会话建立-可管理组件之间安全能力协商和安全策略执行-系统引导过程中的组件完整性验证2.2标准定位该标准位于硬件安全协议栈的应用层与链路层之间，为上层管理协议（如MCTP、PCIeVDM等）提供安全服务支撑。其设计目标并非替代现有的网络安全协议（如TLS、IPsec），而是填补组件级（Component-level）安全通信的标准空白，构建从底层硬件到上层应用的全方位安全信任链条。本标准作为一项基础性安全标准，并不限定于特定总线或传输协议，能够灵活适配PCIe、CXL、MCTP等多种底层传输机制。这种与传输解耦的设计理念，赋予了标准广泛的应用适应性和未来可扩展性。三、标准核心技术内容3.1总体架构与设计理念ISO/IEC25706:2026采用请求-响应（Request-Response）的通信模型，定义了请求者（Requester）和响应者（Responder）两种逻辑角色。请求者通常是发起安全通信的组件（如主机处理器），响应者则提供安全服务（如设备固件、安全协处理器）。标准在架构设计上遵循以下核心理念：1.分层设计：将安全功能划分为消息层、安全能力协商层、认证层和会话层，实现关注点分离和灵活组合。2.能力协商优先：在建立安全会话之前，通信双方首先通过能力协商确定共同支持的安全算法和协议版本。3.渐进式安全升级：允许设备在无安全能力的情况下完成基本通信，再通过协商升级到完整的安全会话模式。4.传输无关性：标准定义的消息格式可承载于MCTP、PCIe等不同传输协议之上，保证跨平台适用性。3.2核心消息类别标准定义了五大类核心消息，涵盖安全通信的全生命周期管理：（1）设备发现类消息（GET_VERSION/VERSION）用于双方交换所支持的SPDM协议版本及其能力信息，使通信双方在同一基线版本之上构建安全通信通道，确保兼容性。（2）能力协商类消息（GET_CAPABILITIES/CAPABILITIES）用于协商安全能力集，包括是否支持消息加密、数字签名、会话建立、证书认证等功能选项，使双方就安全策略达成一致，完成基础能力协商。（3）认证类消息（GET_DIGESTS/GET_CERTIFICATE/CHALLENGE/RESPONSE）通过摘要获取、证书交换、挑战-响应等交互流程验证对端身份。证书和摘要机制支持基于公钥基础设施（PKI）的认证，挑战-响应机制有效抵御重放攻击。（4）会话管理类消息（KEY_EXCHANGE/FINISH/PSK_EXCHANGE/PSK_FINISH）完成会话密钥的协商与确认，或基于预共享密钥（PSK）建立安全会话，在通信双方间确立加密会话，为上层数据交换提供机密性和完整性保护。（5）测量类消息（GET_MEASUREMENTS/MEASUREMENTS）用于获取设备的完整性测量值，可与TPM（可信平台模块）的可信启动度量机制联动，实现对设备可信状态的远程验证。3.3安全的设备认证流程标准实现了基于公钥基础设施（PKI）的双向认证机制，其核心流程为：1.响应者（设备）在出厂前由设备制造商或OEM（原始设备制造商）颁发设备身份证书；2.请求者向响应者请求其证书链（GET_CERTIFICATE）；3.响应者返回证书链，请求者可基于预置的根证书进行链式验证；4.请求者向响应者发送挑战值（CHALLENGE）；5.响应者使用其私钥对挑战值签名（RESPONSE）；6.请求者用响应者的公钥验签，确认响应者真实持有对应的私钥。该机制无需预设共享密钥即可完成身份验证，特别适合大规模异构设备场景，并能够有效抵抗中间人攻击。3.4安全会话建立与密钥管理SPDM标准的安全会话建立采用经身份验证的Diffie-Hellman（DH）密钥交换，具有前向保密性。会话密钥建立后具备以下关键安全属性：-双向认证：密钥交换消息中互含请求者与响应者的签名信息，保障会话双向可信-前向保密：采用临时DH密钥对，长期私钥泄露不影响历史会话安全-机密性与完整性：会话建立后，所有数据消息均以AEAD（认证加密）方式保护，同时保障机密性与完整性-会话生命周期管理：支持会话的中止（END_SESSION）与密钥更新（KEY_UPDATE）操作3.5集成在硬件信任根中的角色SPDM标准与平台信任根（RootofTrust）体系紧密融合。设备中的SPDM响应者固件通常存储在可信根保护的安全存储区域中，其度量值可以通过SPDM的测量消息进行远程查询和验证。该机制为构建“从硅片到云端”的信任传递链提供了标准化的技术支撑。四、标准主要参与单位4.1华为技术有限公司华为技术有限公司是本标准研制过程中的重要参与单位之一。作为全球领先的信息与通信技术（ICT）解决方案提供商，华为在硬件安全、可信计算和通信协议领域拥有深厚的技术积累和丰富的标准实践经验。核心技术贡献：华为专家团队在SPDM标准的制定过程中，重点参与了安全能力协商机制的设计优化、会话密钥管理流程的完善以及标准与MCTP传输层协议适配方案的技术论证。华为独创的硬件安全架构设计理念在标准的消息交互模型和证书管理机制中得到了充分体现。标准实践经验：华为长期活跃于DMTF、ISO/IECJTC1、3GPP等国际标准化组织，已累计提交标准提案超过数万篇。华为在安全协议领域拥有大量核心专利，其中相当比例的SPDM相关专利已声明为可能必要的标准必要专利。产业推动贡献：华为积极推动SPDM标准在多款自研芯片和服务器产品中的落地验证，为主标准从规范文本到工程实践的转化积累了宝贵经验。同时，华为还通过开源社区和产业联盟渠道，引导上下游合作伙伴共同构建SPDM安全生态。五、标准应用前景与产业影响5.1在服务器与数据中心领域的应用在当前的数据中心环境中，服务器系统由处理器、内存、存储、网络、GPU加速器等多种组件构成，各组件间的安全互信是保障整体安全的基础。SPDM标准可广泛应用于服务器的安全启动流程（安全引导）中各组件固件验证、带外管理系统（BMC）对服务器各组件的安全状态监测，以及数据中心资产管理中的组件身份识别。5.2在CXL内存扩展场景中的应用CXL（ComputeExpressLink）作为新一代高速互连技术，正在重构数据中心的计算和内存架构。CXL内存扩展和池化要求内存控制器与内存模块之间建立高等级的安全通信，防止敏感数据在内存互连过程中被窃取或篡改。SPDM标准为CXL内存设备提供了标准化的身份认证和安全会话建立机制。5.3在可信计算生态中的应用SPDM标准与可信计算组（TCG）定义的TPM规范形成互补：TPM关注平台内部的信任根和度量存储，SPDM关注组件间的安全通信和动态认证。二者协同构建覆盖平台启动、运行、管理全生命周期的完整信任体系。未来，SPDM测量消息可作为远程证明协议（如IETFRATS）的数据源，支撑更广泛的零信任安全架构落地。六、标准实施的挑战与对策6.1面临的主要挑战尽管SPDM标准具有显著的技术优势，但在实际推广实施过程中仍面临诸多挑战。首先，存量设备与新增设备之间的兼容性问题不容忽视，标准提供了严格的降级能力设计，但厂商需投入较大资源完成存量设备的适配改造。其次，证书管理体系的建设是标准落地的关键环节，完善的设备身份证书签发、分发和撤销机制需要整个产业链的协同参与。此外，SPDM消息在传输过程中会带来一定的性能开销，硬件卸载方案虽能够有效降低该开销，但需要芯片层面的设计支持，对产品迭代周期形成考验。6.2推进策略为应对上述挑战，推动标准在产业界的落地实施，需要从多个维度协同推进。在技术维度上，应加速硬件卸载方案的技术成熟，推动主流芯片厂商将SPDM安全引擎集成至下一代产品中，实现安全能力的内置化和硬件化。在产业维度上，应依托开放数据中心委员会（ODCC）、OCP等产业组织，推动SPDM在行业规范中的引用与落地，形成规模化应用效应。在生态维度上，需要建设公共测试认证平台，为设备厂商提供SPDM一致性测试与互通性验证服务，有效降低产品的准入门槛。同时，也要积极推动PCI-SIG、CXL联盟等组织在相关规范中引入SPDM作为安全基线要求，形成多标准协同的安全保障体系。七、结论与展望ISO/IEC25706:2026《信息技术安全协议和数据模型(SPDM)集合》的正式发布，填补了硬件组件间安全通信领域国际标准的空白，为构建完整的硬件安全信任体系奠定了重要基础。该标准通过统一的安全协议框架和灵活的数据模型，有效解决了异构设备间安全互操作的关键瓶颈，在服务器安全启动、带外管理、CXL内存安全、可信计算等核心场景中展现出广阔的应用前景。展望未来，随着SPDM标准在全球范围内的推广应用，硬件安全将迈入“组件即信任锚点”的新时代。下一代SPDM标准预计将在量子安全密码算法支持、更细粒度的设备属性认证、与AI安全管理的深度融合、机密计算场景的强化支撑等方面持续演进。建议相关企业和研究机构密切关注标准动态，积极布局SPDM技术研发和产品化工作，共同推动硬件安全生态的成熟与繁荣，为全球数字化发展提供坚实的安全底座。参考文献[1]ISO/IEC25706:2026,Informationtechnology—Securityprotocolanddatamodel(SPDM)collection[S].Geneva:ISO/IEC,2026.[2]DMTF.DSP0274-SecurityProtocolandDataModel(SPDM)Specificati