返回案例列表
Matter
OEM
Provisioning

月产百万台 Matter 设备,零密钥泄露

一家领先的欧洲 Matter OEM 与 Snowball OBIS 合作,在三个国家的五家 ODM 工厂中实现每月超过一百万台设备的生产,并确保所有私钥均在 HSM 中安全生成和存储。

客户
欧洲领先的 Matter OEM 制造商
产品线
IoT 安全
行业
智能家居
发布时间
2026-04-07
概览
一家领先的欧洲 Matter OEM 需要在五家由 ODM 运营的工厂中实现每月超过一百万台设备的出货,同时确保私钥绝不离开 HSM。现有行业方案无法满足其需求。

1. 客户背景

一家领先的欧洲 Matter OEM,在全球 50 多个市场拥有 400 多家零售门店。该公司既是 Matter 设备制造商,也是 VID 范围的产品认证机构(VID Scoped PAA),负责管理 Matter 设备认证信任链顶层的根 CA。

生产部署规模:

21
产品
1M+
设备 / 月
5
工厂
5
SoC
4
芯片厂商
0
暴露密钥

客户于 2025 年启动 Matter 商业化生产,并于 2026 年 1 月推出首批产品。2026 年期间,其月产量已突破一百万台设备,并仍在持续增长,同时还有更多产品正在开发中。

2. 为什么这很难

该 OEM 的安全团队提出了两个不可妥协的要求:

  • 任何私钥或对称密钥都绝不能以明文形式出现在工厂环境中 —— 包括设备烧录站、系统内存或数据传输过程中。
  • 设备私钥必须在设备内部生成,并且永不导出。

这些原则本身很明确,但要在大规模生产环境中真正落地实施,却并不容易。挑战不仅在于保护 OEM 的签名基础设施,更在于如何在一个分布式制造环境中,保障整个设备密钥注入与身份配置(provisioning)流程的安全性:

  • 由 ODM运营、分布在三个国家的五家工厂
  • 多个 ODM 团队,但缺乏足够的密码学专业能力
  • 五种 SoC 平台,其安全能力并不一致
  • 跨国制造网络,且网络连接质量参差不齐

这种复杂的组合情况迫使团队不得不评估业界常见的三种标准方案,并最终全部予以否决。

3. 为什么传统方案并不适用

团队评估了三种行业内常见的标准方案。这些方案在某些环境下能够发挥作用,但都无法满足该客户的实际需求。

3.1 芯片厂商 pre-provisioning

每家芯片厂商都采用不同的密钥注入格式、流程以及交付周期。而客户的产品组合覆盖了四家芯片供应商、共 21 款产品,这使得整体运维流程难以实现标准化和规模化。

此外,这种模式的能力边界仅停留在芯片制造阶段。对于后续生产后的运维需求,例如:

  • 凭证轮换(credential rotation)
  • 重新配置(reprovisioning)
  • OEM 自主控制的设备认证(attestation)流程

都缺乏可行的实施路径。

3.2 云端 PKI 服务

基于云的设备安全配置依赖于制造过程中稳定、实时的网络连接。但在泰国、越南和中国的工厂之间,跨境网络连接稳定性并不一致。任何一次网络中断,都可能同时影响多个工厂正在进行的生产批次。此外,该方案默认 ODM 工厂团队能够自行集成并维护安全配置系统。但大多数团队并不具备内部密码学或 PKI 相关专业能力。

3.3 每工厂部署 PKI + HSM

这一方案最终被证明在运营层面不可行。每增加一个新产品、新 SoC 平台,或新的安全配置流程,OEM 安全团队都需要亲自前往工厂现场,执行新的密钥注入仪式(key injection ceremony)。这也意味着,需要将敏感密钥基础设施的日常运维控制权,交给 ODM 运营的工厂团队。

问题不只是一次性的部署成本,而是会形成一个长期循环:

  • 大量人工操作
  • 持续性的跨国差旅
  • 以及对加密资产控制力的下降
方案 OEM 对密钥使用的控制能力 审计可见性 为什么不适用
芯片厂商预置(Chip Vendor Pre-Provisioning) 控制权委托给芯片供应商 由供应商事后提供报告 涉及 4 家供应商的 SKU 与需求预测管理负担过重; 库存不可退回;无法支持生产后的生命周期管理
云端 PKI 服务(Cloud PKI Service) 通过云端 PKI 策略进行实时控制 云端集中化、实时可见 云成为单点故障;跨境网络不稳定会导致生产线在批处理中断; 现场集成工作缺乏 ODM 负责人
每工厂部署 PKI + HSM(Per-Factory PKI + HSM) 注入时可控,但随后控制权逐渐转移至工厂 事后审计,数据分散在 5 个工厂 需要反复进行现场密钥注入仪式; 密钥注入后 OEM 失去日常控制权

4. 重新定义问题

SNOWBALL 是通过一家 ODM 合作伙伴以及一家芯片供应商的独立推荐进入该项目的。SNOWBALL 提出的并不仅仅是一个更好的 PKI 服务,或更好的工厂 HSM。问题的核心并不在工具本身,而在于整个运营模式。

传统三种方案都基于同一个默认假设:决定某个加密操作是否被允许的系统,必须同时在同一个地方执行该操作。

而 OnBoard™ IoT Security (OBIS) 将这两项职责进行了分离。

  • OEM 在云端保持控制权
  • 工厂只负责本地执行

该平台由以下部分组成:

  • 用于 OEM 管理与治理的云端门户
  • 部署在 ODM 工厂的 Factory Service 软件
  • 产线上的烧录站软件
  • 部署在工厂内部、作为信任根的 EdgeHSM 设备

OEM 负责授权操作,工厂只能执行已被授权的操作。

5. 为什么这个架构能够真正落地

5.1 OEM 始终保持集中控制

所有工厂操作——包括:

  • 签发 Matter DAC 证书
  • 配置 OTA 密钥
  • 开启 Secure Debug
  • 烧录固件

都必须获得 OEM 签发的授权。每个授权都会严格限定:

  • 产品版本
  • 工厂
  • 生产数量
  • 时间窗口

工厂无法超出这些边界进行操作。

5.2 EdgeHSM 在本地强制执行策略

每个工厂都部署了一台基于 EAL5+ 安全芯片构建的 EdgeHSM 设备。

EdgeHSM 会在允许任何配置操作之前验证授权。任何超出授权范围的请求都会被自动拒绝。

所有敏感加密材料始终处于硬件安全边界内部:

  • 设备私钥在 SoC 内部生成
  • 私钥永远不会离开设备
  • 只有 CSR(证书签名请求)会被发送出去用于签发证书
  • OEM 签名密钥始终保存在 HSM 内部

任何工厂操作员、ODM 合作方或生产系统,都不会接触到明文私钥。

5.3 即使云端中断,生产仍可继续

当授权包被下发至 EdgeHSM 后,工厂可以在授权有效期内离线运行。制造过程不依赖持续的云连接。即使跨境网络出现故障:

  • 正在进行的生产批次仍可继续
  • 多个授权可并行运行
  • 审计日志会在网络恢复后自动同步

5.4 ODM 负责部署,而不是自行开发

OBIS 作为完整系统交付。ODM 团队只需要安装:

  • Factory Service
  • EdgeHSM
  • 烧录站软件

而不需要自行构建定制化的安全配置基础设施。这也是新工厂能够在数天内上线,而不是耗费数月的关键原因。

6. 工作流程

6.1 OEM 定义产品

OEM 在 OBIS 中创建产品,配置所需的加密资产,并定义制造规则,例如:最大允许生产数量。随后,ODM 会被邀请加入该产品工作区。

6.2 ODM 准备产品版本

ODM 上传经过 OEM 批准的 Secure Boot 密钥签名的固件,并配置:

  • 工厂数据
  • 配网参数(commissioning parameters)
  • 芯片安全设置

生成的 Product Version 会成为一个可复现的生产快照。

6.3 OEM 批准生产

OEM 审核并批准 Product Version,并将其锁定为授权生产基线。

6.4 ODM 创建生产批次

ODM 创建与以下信息绑定的生产批次:

  • 指定工厂
  • 生产数量
  • 生产时间窗口

工厂可以随着时间创建多个批次,但累计产量永远不能超过 OEM 设定的总额度。

6.5 设备在产线上完成配置

加密后的 Production Batch 会被下发至 EdgeHSM。烧录站在 EdgeHSM 的控制下执行设备身份配置(provisioning):

  • 在芯片内部生成密钥
  • 签发证书
  • 自动写入设备记录

6.6 生产记录自动同步回 OEM

生产与审计记录会在几分钟内同步回云端门户。OEM 安全团队可以通过统一仪表板监控所有工厂的生产状态。

6.7 Secure Debug 返修无需暴露密钥

当返修设备需要重新开启 Secure Debug 时,系统可以在 OEM 已批准的授权范围内直接完成操作。EdgeHSM 会在硬件内部完成相关加密操作,并始终将认证密钥保留在硬件安全边界内。整个过程无需人工处理密钥,也无需额外升级审批流程。

7. 权衡与取舍

任何系统都不可能完全没有运营成本。该 OEM 也接受了若干现实层面的权衡与取舍:

  • 新 SoC 平台接入仍需要初始集成工作,但相关集成可在不同产品与 ODM 之间复用
  • 每个工厂都需要部署实体 EdgeHSM 设备
  • 仍需与 MES、SAP 或工厂追溯系统进行轻量级集成

8. 成果

规模化成果(Scale Achieved)

  • 21 款产品已进入量产
  • 每月出货超过 100 万台设备
  • 5 家工厂实现远程部署,无需 OEM 或 SNOWBALL 人员现场参与
  • 完成 4 家芯片供应商、5 个 SoC 平台的集成

安全成果(Security Outcomes)

  • 所有设备私钥均在芯片内部生成,且永不导出
  • 整个供应链中的 OEM 签名密钥始终受 HSM 安全边界保护
  • 制造过程中不存在任何明文私钥暴露

运营成果(Operational Outcomes)

  • 新增工厂、产品和 SoC 时,无需重建安全架构
  • 不存在芯片供应商锁定(vendor lock-in)
  • 无需反复进行现场密钥注入仪式或 OEM 差旅
  • 即使云端或网络中断,生产仍可持续运行
  • 每台设备都可从授权、工厂批次到单机进行完整追溯

9. 了解更多

Snowball 团队
团队成员
LinkedIn
Snowball Technology 成立于 2013 年,致力于通过可信、面向未来的安全基础设施,推动行业实现可扩展且可持续的发展。公司的核心团队来自 NXP 安全服务部门,在设备安全领域拥有十余年的深厚经验。目前,Snowball Technology 拥有超过 100 名员工,其中三分之二以上为研发人员。公司已通过 ISO 9001、ISO 14001 和 ISO 27001 等国际标准认证。