综述：有风险责任却无自主权：关键基础设施中硬件可信性的结构性悖论

《Safety Science》：Risk ownership without agency: The structural paradox of hardware trustworthiness in critical infrastructures

　　

**摘要**

关键基础设施日益依赖数字硬件，其失效或被攻破可能对安全、安保和可靠性造成严重后果。然而，采购成品硬件的组织可能在以下条件下仍然承担运营责任：即对物理硬件完整性进行集成电路级别的实证检验所需的信息、专业知识、基础设施、参考基准或权限受到限制。本整合性概念综述发展了"无能动性的风险所有权"这一结构悖论，作为分析框架来审视运营责任与验证能力之间的分离。硬件木马作为说明性案例，展示了未经授权的修改机会以及实证检验所需条件如何在硬件生命周期中发生变化。通过理论综合，分析将硬件安全保证和集成电路生命周期的技术知识与吉登斯、卢曼以及里特尔和韦伯的组织与制度来源及社会学视角联系起来。在这一综合中，分析区分了物理硬件完整性与硬件可信度判断。文章考察了此类判断和持续依赖决策的两种不同基础：通过物理硬件完整性技术检验产生的发现，以及通过组织和制度安排支持获得的程序性信心。该悖论描述的是一种由生命周期位置和访问权限塑造的或然条件，而非下游行为体的普遍无能。文章确定了其适用范围条件，说明了其实用含义，并概述了该框架如何支持实证研究以及对可能减少或重新组织运营责任与验证能力之间分离的技术和制度安排进行评估。

**1. 引言**

想象一下国家电网系统运营商（TSO）控制室在快速升级的故障期间的场景。警报从全国各地传来，自动保护和控制系统的反应出人意料且相互矛盾，操作人员竭力防止局部停电发展为全国性大停电。他们最终稳定了系统，但随后的调查发现没有任何熟悉的电力系统故障能够解释这一系列事件。天气条件、电力需求和已知设备故障无法提供充分的解释。常规的通过软件或网络入侵实施的 cyber attack 也被考虑在内。然而固件签名仍然有效，配置似乎未变，网络监控也没有显示明显的入侵痕迹。受影响设备在部署前还通过了功能和验收测试。因此怀疑转向负责测量、保护和控制功能的硬件。一种可能的解释是，某个被植入集成电路（IC）电路中的未经授权修改，且被设计为在特定条件出现之前保持休眠状态。调查可能无法确定这一解释是否正确，但运营决策不能等待。TSO仍必须确定哪些设备可以继续使用。

这一场景是虚构的，但背后的担忧并非毫无根据。已发表报告提出了隐藏硬件机制能够改变或禁用关键功能的可能性，尽管所讨论的事件不一定被确定性地归因于物理硬件修改（Adee, 2008; Harrison et al., 2021）。硬件安全研究同样表明，未经授权电路可能如何在IC设计或制造过程中被引入，以及此类修改为何难以检测和归因（Tehranipoor和Koushanfar, 2010; Xiao et al., 2016）。这些报告和技术发现并未确立硬件被攻破发生的频率。然而它们促使我们审视负责组织在关键系统行为引发对物理硬件完整性的担忧且该担忧可能始终无法解决时，如何形成判断并采取行动。

此类关于物理硬件完整性的不确定性出现在关键基础设施广泛数字化转型的更大背景下，数字化转型产生了新的相互依赖性和新兴风险形式（Rinaldi et al., 2001; Almklov et al., 2018; Le Coze和Dupré, 2022; Le Coze和Antonsen, 2023）。在电力系统中，数字测量、监控、保护和控制设备支撑着状态估计、拥塞管理、平衡、潮流调节以及发电、输电、系统运营和电力市场之间的协调等过程（Waltoft-Olsen, 2026; Sridhar et al., 2012; Ashok et al., 2017）。尽管这种数字化可以提高运营灵活性、效率和可视性，但也增加了对嵌入式数字硬件按预期运行的依赖性。设备故障和非预期行为可能导致长时间停电、级联中断以及对依赖关键基础设施的后果（Kj?lle et al., 2012; Stankovski et al., 2023）。电网运营商还依赖电力变压器等关键组件，这些组件可能需要漫长的采购和安装过程，并运行数十年（Zú?iga-Balanta et al., 2023）。

开篇场景说明了硬件可信度的一个挑战：当物理完整性无法被确定性地建立时，负责组织可以基于何种依据合理地认为硬件值得依赖？这一挑战超越了受影响的设备，扩展到电力系统中关键功能所依赖的所有嵌入式数字硬件。因为更高层级的安全和安保功能依赖于底层组件的正确行为，物理硬件完整性的攻破可能破坏这些功能所依赖的假设。因此物理硬件完整性可能以不同方式与安全、安保和可靠性相关，尽管这些仍然是分析上不同的系统关切。

数字供应链风险通常在与软件安全的关联中被讨论，包括通过延长的和全球分布的供应链引入恶意代码的可能性（Lysne, 2018）。关键基础设施所依赖的物理硬件也产生类似的关切。硬件木马（HT）提供了一种技术类别，用于审视集成电路级别未经授权的修改可能性。本文以硬件木马作为说明性案例来考察实证评估物理硬件完整性的可行性如何在IC生命周期中变化，而非作为硬件被攻破普遍性的依据。文章聚焦于一个跨领域的治理问题：当组织仍然对硬件使用承担运营责任，但其检验物理硬件完整性的能力受到限制时可能产生的问题。对抗性硬件攻破也提出了一个问题：根据Florin（2013）所描述的含义，是否应该将其理解为一种新兴风险——即现有的治理结构和可用知识可能不足以支持有信息的社会风险管理。

在这一更广泛的治理背景下，"技术依赖型企业"（TDE）一词指的是运营依赖于从外部供应商采购的成品数字硬件的关键基础设施组织。当硬件作为成品采购时，该组织位于IC设计和制造的下游，而生产阶段的制品和环境仍处于负责这些阶段的行为体控制之下。硬件安全保证（HSA）研究已产生了大量方法来解决硬件木马等威胁（Tehranipoor和Koushanfar, 2010; Xiao et al., 2016; Mukherjee et al., 2022; Naveenkumar和Sivamangai, 2024）。然而，这些方法中的许多依赖于对设计制品或上游生产阶段的访问，以及可能耗资巨大的专业专业知识和测试环境（Xiao et al., 2016; Waltoft-Olsen et al., 2025）。当相关的技术检验方法存在但下游行为体访问应用和解释这些方法所需条件的权限受到限制时，就会出现一个分析性问题：TDE如何形成硬件可信度判断并治理持续依赖。概念框架可以通过将运营责任和验证能力的分布与影响此类判断和决策的组织及制度安排联系起来来帮助解决这一问题。

一些TDE可能拥有或通过设计访问、测试设施、外部实验室或硬件分析获得专门能力。因此本文不假设普遍无能，而是聚焦于IC级别检验所需条件受到限制或实际不可行的下游情境。此类检验不同于系统级测试和安全控制，后者可能产生关于功能行为或特定安全属性的发现，但不建立底层硬件的物理完整性。在这些条件下，供应商信息、认证结果、采购要求和符合性评估可能成为硬件可信度判断和持续依赖决策的重要基础。这些机制和信息来源在分析上应与IC级别的物理硬件完整性实证检验保持区分。

因此，本文采用整合性概念综述方法，因为该问题跨越了处理同一条件不同方面的知识领域。HSA和IC生命周期的研究考察技术威胁、检验方法及其实际前提条件，而风险治理和社会学视角则关注责任、依赖和不确定条件下的决策。这些领域之间的关系对于运营责任持续但验证能力受限的下游关键基础设施组织而言，在概念上尚未得到充分阐明。

该综述通过发展"无能动性的风险所有权"结构悖论作为分析框架来弥补这一空白。它将运营责任、验证能力、硬件可信度判断以及特定生命周期和访问条件下的程序性信心联系起来。其贡献在于对这些关系的概念规定和界定，为实证考察它们在组织实践中是否以及如何表现出来提供了基础。

**当技术依赖型企业对硬件使用仍承担运营责任而其实证检验物理硬件完整性的能力受到限制时，应如何理解硬件可信度？**

这一问题将注意力引导至实际验证能力所涉及的要素、它如何分布于不同生命周期位置，以及在由外部行为体执行检验活动时检验活动如何分配。分析考察了关于物理硬件完整性的实证发现和程序性信心如何以不同方式贡献于硬件可信度判断和持续依赖决策。就此而言，本文通过澄清技术发现以及组织和制度安排如何在不确定条件下为判断和行动提供不同基础，贡献于风险治理的讨论。

本文结构如下。第2节概述概念综述方法。第3节界定本综述采用的硬件可信度理解，并引入硬件木马作为说明性案例来考察IC生命周期中的实证验证。第4节建立理论视角。第5节发展"无能动性的风险所有权"结构悖论概念。第6节通过综合现有方法的局限性并考察该条件对TDE、政策和研究的后果来分析这一条件的更广泛影响。第7节总结全文。

**2. 概念综述方法**

理解关键基础设施组织在IC级别检验物理硬件完整性的能力受到限制时如何形成硬件可信度判断，需要整合技术和社会科学知识。技术研究刻画了未经授权修改可能如何发生、相关的检验机会如何在硬件生命周期中出现，以及特定的检验方法能够确立什么。社会科学研究支持分析当此类检验受到限制时责任、专业知识、权限和依赖如何被组织化。在实践中，这些维度在涉及采购、部署和持续依赖的决策中汇聚。整合性概念综述可以关联这些知识体系，支持跨学科边界的翻译，并为实际风险治理和实证研究提供分析基础。风险科学与其他科学的交叉工作也可能使知识在领域间流通并创造概念发展的机会（Antonsen et al., 2025）。

为发展这一贡献，本文采用以理论综合为组织的整合性概念综述。遵循Jaakkola（Jaakkola, 2020），互补的知识流被整合以发展一个集成的概念论述。综述围绕发展并界定所提出框架所需的文献体系进行组织。综合的价值在于在共同的论述中关联问题的技术、组织和制度方面，同时保持它们各自不同的分析功能。

来源基础围绕三个知识领域被目的性和迭代性地发展，选择这些领域是因为它们在解决研究问题方面具有互补作用。来源选择由对这些领域的分析相关性指导，优先考虑那些刻画技术问题及其生命周期条件、界定或发展框架中使用的理论概念、综合已有检验方法，或规定相关制度和监管安排的工作。

首先，关于硬件木马、HSA和IC生命周期的研究为确定未经授权修改可能发生的位置以及反制措施旨在实现什么提供了技术基础（Tehranipoor和Koushanfar, 2010; Xiao et al., 2016）。早期关于设备可信度、硬件逆向工程和下游验证可行性的研究进一步为分析下游检验及其实际前提条件提供了信息（Waltoft-Olsen et al., 2023; Waltoft-Olsen et al., 2024; Waltoft-Olsen et al., 2025）。

其次，关于标准、认证、监管、采购和供应商关系的文献及制度来源，说明了在检验受限时责任和评估实践是如何组织的。第三，卢曼关于信任与信心（Luhmann, 1988）的区分；吉登斯关于制造风险和技术不确定性的论述（Giddens, 1999），以及里特尔和韦伯关于棘手问题的构想（Rittel and Webber, 1973）提供了理论视角，用于解释不确定性下的依赖、责任以及持续的治理问题。总之，这些领域提供了互补的技术、组织、制度和理论材料，以应对研究问题。将这些领域结合起来赋予了综合论述一种社会技术导向，通过检查技术检验条件与塑造硬件可信度判断和关于继续依赖决策的组织流程及更广泛制度环境之间的关系。人类行动者通过涉及专业知识、解释、采购、评估、升级和运营决策的组织角色进入分析。这种导向与在社会技术安全和风险分析中整合技术和社会科学知识的呼吁是一致的（Aven 和 Yl?nen, 2018）。分析是迭代进行的，在框架开发和完善过程中，在技术和制度材料以及理论视角之间来回移动。综合工作涉及四个相互关联的分析步骤。首先，分析区分了对物理硬件完整性的经验检验和对硬件可信度的判断以及关于继续依赖的决策。其次，考察了跨相关生命周期阶段的技术方法，将其与影响其实际使用和解释的访问、信息、设备、专业知识和运行条件联系起来。第三，这些技术条件与运营责任分配以及用于评估和决策的组织及制度安排有关联地被考虑。第四，理论视角被用于解释这些关系，同时考虑生命周期和访问条件的对比，以界定正在发展的框架的范围。这些分析步骤为将运营责任与验证能力联系起来，并阐明其分离变得更为或更为显著的条件提供了基础。技术和制度示例用于说明论点及其范围；它们不被视为抽样数据集或组织实践的经验检验。因此，通过本综述发展的结构性悖论作为一个分析框架呈现，而不是一个经过经验验证的因果模型。根据雅科拉对清晰概念设计和明确阐述所用理论及其分析作用的强调（Jaakkola, 2020）；框架的严谨性在于概念清晰、推理连贯以及透明地解释所选知识领域和理论视角是如何被使用和连接的。收集一手现场数据超出了本综述的范围，因为研究问题关乎如何概念化运营责任与验证能力之间的关系，而不是该关系在特定组织中是否存在、发生的频率或后果如何。因此，本综述不提供原始经验证据来确立 HTs 的普遍性、特定硬件的完整性、特定组织的行动方式，或在实践中运营责任与验证能力分离的广泛程度。本综述范围之外的经验调查需要建立此类模式并评估其后果。此处开发的框架提供了概念、关系和范围条件，通过这些条件可以结构化此类调查。

3. 背景
要检查硬件可信度判断形成的条件，首先有必要区分物理硬件的状态与支持依赖该硬件的判断和安排。本文中，硬件完整性指物理硬件的状态，包括是否遭受未经授权的修改。硬件可信度关乎硬件是否可合理地被视为值得依赖，基于做出判断的行动者所可获得的信息。硬件信任关乎在对其物理完整性的不确定性下依赖硬件的意愿。本文中，相关不确定性既关乎硬件是否对应其预期实现且无未经授权的修改，也关乎行动者能从可用信息和验证机会中合理得出什么结论的约束。“保证”一词在不同领域具有不同含义。在安全科学中，保证指有正当理由证明安全主张由证据支持（Hawkins et al., 2011, Leveson, 2011, Rushby, 2015），而 NIST 网络安全术语表包括以信心为中心的定义，即预期安全控制是有效的，或系统安全功能执行安全策略（National Institute of Standards and Technology, n.d.）。本文中，保证仅用于硬件安全保证（HSA）范围内，HSA 作为技术方法的总称，旨在减少未经授权修改的机会或生成与物理硬件完整性经验检验相关的信息。因此，HSA 包括预防和检测两者。预防技术可能加强保护物理硬件完整性的条件，而不直接检验产生的硬件，而检测和检验技术可以产生与评估其物理完整性相关的测量、观察或发现。本文未将保证作为独立的分析概念使用。硬件完整性、硬件可信度和硬件信任相关但不可互换。关于物理硬件完整性的发现可以加强判断硬件可信度的基础，而组织和制度安排塑造了当此类发现不完整或不可用时如何维持期望和依赖。本文中，验证能力指行动者在给定上下文可用条件下进行物理硬件完整性经验检验并解释结果的实际能力。程序性信心指当验证能力受限时，通过组织和制度安排维持关于硬件可信度足够稳定的期望。它在分析上区别于经验检验，并不确立物理硬件完整性，但它可以支持在行动者可验证内容受限下的组织行动和运营决策。因此，硬件可信度的判断可能取决于关于物理硬件完整性的经验发现与程序性信心的不同组合；该组合的程度和性质构成本文考察的一部分。这些区分确立了两个相关但在分析上不同的问题。第一个关于在特定条件下哪些技术方法可以保护或揭示物理硬件完整性。第二个关于当行动者的验证能力受限时，他们如何形成硬件可信度判断并做出关于继续依赖的决策。以下小节通过 IC 生命周期中的 HTs 和 HSA 考察第一个问题，而第 4 节发展了考察第二个问题的解释基础。

3.1. 经验验证：以硬件木马威胁为例
HTs 是引入 ICs 的恶意修改（Wolff et al., 2008, Vosatka et al., 2018）。它们的可能插入和检测与 IC 生命周期密切相关，该生命周期涵盖规范、设计、制造、组装和部署（Chakraborty et al., 2009, Xiao et al., 2016）。此处，后制造指物理 IC 制造后进行的检验，因此包括部署前和部署后进行的检验，而后部署更具体地指硬件部署在其预期运行环境后进行的检验。以下讨论使用 HTs 检查未经授权的修改机会以及预防和检验的前置条件如何随生命周期阶段变化，首先考虑对抗性定位，然后是 HT 对策的功能和前置条件。

3.1.1. IC 生命周期中的对抗性定位
文献通常根据其在 IC 供应链中的位置区分对手。在此基础上，Xiao 等人（2016）提出了潜在 HT 插入点的综合模型，包括第三方 IP 供应商、片上系统（SoC）开发者和半导体（IC）代工厂。此处，该模型在概念上用于突出 TDEs 的对抗性访问与经验验证可行性之间的不对称性。一组情景涉及第三方 IP 供应商，其贡献在设计阶段早期进入。在这些情况下，不受信任的 IP 块可能在 IC 达到制造之前被整合到否则可信的设计中。其他情景涉及 SoC 开发者，他们在后期的设计和集成阶段运作，可能自己恶意行事或依赖于生成不可信输出的电子设计自动化（EDA）工具。另一组涉及半导体代工厂，它们控制制造阶段，即使设计本身是可信的，也可以修改设计的物理实现。对于采购商用现货组件的 TDEs，这些上游威胁模型是从下游生命周期位置遇到的。物理硬件完整性的详细检验可能取决于设计或布局参考以及专门的逆向工程过程（Xiao et al., 2016, Botero et al., 2021）。从这个位置出发，此类企业可能缺乏此类检验所需的设计和制造信息的常规访问权限（Waltoft-Olsen et al., 2025）。部署后 HT 插入创造了一种独特的威胁。黄在 2019 年微软蓝帽会议上的展示说明了硬件拦截可能涉及已制造组件或设备的修改或替换，包括部署后（Microsoft Israel, 2019）。尽管与设计或制造期间的 IC 级 HT 插入不同，此示例突出了一种相关的不对称性，即干预机会与下游行动者可获得的信息和检验机会之间的不对称性。表 1 补充了这一生命周期叙述，展示了代表性 HT 类型在插入阶段、可检测性和对系统完整性潜在影响方面的差异。

表 1. HT 威胁的示例定位。

| HT 类型/插入阶段 | 可见性/可检测性 | 对系统完整性的潜在影响 |
| :--- | :--- | :--- |
| 常开 HT（IC 布局修改） | 低；表现为难以与工艺变化区分开的细微功率或延迟异常 | 高；持续数据泄漏、性能下降、潜在功能损坏 |
| 逻辑级触发 HT（设计阶段） | 极低；保持休眠状态直到满足罕见触发条件 | 极高；在特定条件下的针对性干扰、数据外泄或破坏 |
| 参数木马（制造过程微调） | 极低；可能隐藏在掺杂剂（Becker et al., 2013）或阈值电压变化中，可能需要破坏性分析才能揭示 | 高；性能下降、可靠性丢失或诱发的故障条件 |
| 拦截替换 IC（下游替换） | 中；可能通过封装检查或电气指纹检测 | 高；假冒设备可能绕过信任锚或插入预制造负载 |

3.1.2. 通过跨 IC 生命周期的 HT 对策进行硬件安全保证
Xiao 等人（2016）回顾了包括木马检测、信任设计、分割制造在内的方法。为了分析清晰，本文根据两个更广泛的功能组织这些方法：木马预防和木马检测。预防技术旨在减少 HT 插入机会或限制能够修改设计或物理实现的行动者。检测技术旨在识别设计验证、后制造测试或后续检验期间可能的未经授权的修改。设计时技术。设计时技术可在制造前支持预防和检测。逻辑锁方法（Roy et al., 2008）引入键控修改，使正确功能依赖于授权密钥，旨在保护设计免受未经授权使用或复制。分割制造将制造过程分布在多个设施中，以限制不信任的制造行动者可获得的设计信息（Vemuri and Chen, 2021）。确保 EDA 工具链安全（Xiao et al., 2016）解决了一个潜在的 attack surface，HT 可能通过它被引入或验证结果被扭曲。一些设计时对策不仅旨在防止 HT 插入，还通过嵌入将设计意图与经验可观察行为联系起来的特征来扩展下游验证。此类技术包括融入可检查属性、结构约束或运行时可验证信号的信任设计方法，以便在制造后启用部分验证（Xiao et al., 2016）。后制造技术。后制造技术旨在通过结构检验、行为分析或侧信道测量在测试、专门检验或运行期间检测可能的 HT 存在。其适用性和可解释性可能取决于设计时协助、合适的参考信息或其他区分未经授权的修改与正常变异的方法。示例包括硬件逆向工程（HRE），通过扫描电子显微镜（SEM）或 X 射线成像提取和分析 IC 结构（Tehranipoor et al., 2023, Courbon et al., 2015, Botero et al., 2021）；基于 ML 的异常检测，对运行时间或侧信道特征偏差进行分类（Huang et al., 2020, Farahmandi et al., 2020）；以及侧信道指纹，利用功率、电磁（EM）和时序信号揭示异常模式（Liu et al., 2014, Cheng et al., 2024）。MERO（罕见事件多次激发）（Chakraborty et al., 2009）使用测试模式反复激发罕见的内部逻辑条件，从而通过后制造功能测试增加触发和检测 HT 的概率。AI 驱动的后制造技术。最近的基于 ML 的侧信道方法说明了后制造 HT 检测如何超越与传统制造黄金芯片的对比。

He等人（2022）提出了一种无需黄金芯片的电磁方法，该方法利用从RTL信息生成的电磁频谱作为参考，与实测轨迹进行对比。Golabi等人（2025）将深度学习和蒙特卡洛 dropout应用于功耗侧信道数据，以检测硬件木马（HTs）、对检测到的变体进行分类，并识别低置信度预测。已报告的性能因检测任务和HT基准的不同而异，且在受控评估条件下获得。实际应用取决于测量质量和设置、对工艺变异和变化运行条件的鲁棒性，以及专业设备和专业技术知识的可获得性。测量噪声和正常变异也可能导致假阳性或假阴性，影响可以合理地得出哪些结论。

部署后适用性。制造后技术的存在不应等同于其部署后的可行性。某些方法可应用于已部署的硬件，但需满足不同的访问条件和运行条件。HRE可对已部署设备中的组件进行操作，但通常需要专门的检查和可能具有破坏性的样品制备（Tehranipoor等人，2023；Courbon等人，2015；Botero等人，2021）。运行时监控和某些侧信道方法可能支持在运行期间进行检查，但前提是具备适当的仪器、参考信息、设计支持和测量条件（Liu等人，2014；Cheng等人，2024）。因此，部署后适用性不仅取决于技术是否能在已制造的IC上操作，还取决于执行者所获得的访问权限、设备、参考信息、专业知识和运行条件。

影响硬件木马对策的实际约束。综合来看，这些方法表明，预防与检查依赖于不同的生命周期条件。预防技术通常依赖于对设计或制造阶段的访问权限，以及影响设计、工具链或生产进程的能力。检测与检查技术则可能依赖于适当的仪器、参考信息、专业知识和受控测量条件。这些不同的先决条件往往集中在上游或专门化的生命周期位置上，可能不会常规地向以成品形式采购硬件的TDEs（技术依赖型企业）提供。由此产生的状况既涉及上游应用预防措施的机会受限，也涉及硬件到达下游行为者后验证能力受限的问题。这为考察当TDEs无法直接影响相关上游流程且其实证检查权限受到限制时，评估与决策如何组织提供了基础。

3.2 通过法规、标准与认证安排建立程序性信任

在概述了实证验证的技术维度后，本小节考察法规要求、标准和认证体系如何为组织评估和决策提供公认参考点。

在欧洲层面，《网络韧性法》（CRA）（欧洲议会和欧盟理事会，2024）和《网络与信息安全指令2》（NIS2）（欧洲议会和欧盟理事会，2022）通过不同的法律机制确立了网络安全义务。CRA是一项法规，为含数字元素的产品确立网络安全要求，并对相关经济经营者设定义务；而NIS2则要求成员国将涵盖实体的网络安全风险管理和报告义务（包括能源部门实体）转化为国内法。在国家层面，《电力准备条例》（Kraftberedskapsforskriften）（挪威水利与能源局，2012）和《能源法》（Energiloven）（挪威水利与能源局，1990）对挪威供电领域的实体施加了安全和准备义务。这些法律工具在产品、组织和部门层面构建了问责结构，但其要求本身并不构成对IC层面物理硬件完整性的实证检查。

ISO/IEC 27001（ISO/IEC，2022）和IEC 62443（IEC和ISA，无年份）等标准为信息安全管理和工业自动化与控制系统安全提供了相关要求和流程。NIST SP 1800-34（Boyens等人，2022）为通过安全设备认证和固件证明等机制验证计算设备中的组件和固件提供了实践指南和参考架构。在产品和组件评估层面，通用准则（Common Criteria，ISO/IEC 15408）（ISO/IEC，无年份）为根据指定的安全要求评估产品提供了框架，而FIPS 140-3（美国国家标准与技术研究院，2019）则规定了用于验证密码模块的安全要求。

这些安排在法律、组织和评估层面扮演不同角色，但每种安排都可以为采购、评估和问责提供公认参考点。它们对程序性信任的贡献取决于每种工具所要求、评估或记录的内容。

4 硬件可信性的理论框架

对硬件可信性的分析借鉴了社会学视角，这些视角关注在技术复杂性条件下，依赖、期望、风险和知识如何被组织。这些视角用于解释组织如何在验证能力相对于运营责任和物理硬件完整性均匀分布不均的情况下维持依赖并采取行动。它们并不决定该完整性是否已被确立。

Giddens（1999）有助于解释技术发展如何产生制造风险和不确定性条件，在这些条件下决策和责任仍然存在。Luhmann对信任与信心的区分（Luhmann，1988）为本论文中发展的程序性信心概念提供了依据，而Rittel和Webber（1973）则提供了理解干预措施为何可能改变而非消除运营责任与验证能力之间分离的基础。这些视角作为互补的解释性资源，用于发展无能动性下的风险所有权结构悖论。

4.1 Giddens：制造风险与现代性

Giddens（1999）将制造风险概念化为通过现代化进程产生的风险，而非仅来自外部或自然条件。科学和科技发展可能创造新的风险环境，历史经验对这些环境提供的指导有限，而科学知识本身可能仍然不确定或存在争议。在此条件下，关于风险的决策和责任归属变得越来越困难。

本文以解释性方式而非作为硬件验证理论来应用Giddens的论述。其相关性在于揭示了技术产生的不确定性如何与决策需求及责任分配并存。在IC供应链中，专业化和规模将设计信息、制造控制和相关技术能力集中在上游位置，而TDEs仍需对其所用系统的运营决策负责（Xiao等人，2016；Waltoft-Olsen等人，2025）。

应用于硬件可信性，这一视角有助于解释为何下游组织在自身验证能力受限时，可能依赖标准、认证体系、供应商文档和专业评估者。这种依赖反映的是技术能力、专业知识和责任如何在硬件生命周期中分配，而非组织关注或行动缺失。

4.2 Luhmann：复杂性下的信任与信心

Luhmann（1988）区分了信任与信心，将其视为不确定性下维持期望的不同方式。信任涉及在感知到的备选方案中进行选择，同时接受失望或失败的可能性。信心则描述了一种期望基本被视为理所当然、替代方案不被主动考虑的情境。两者都使行动在知识或控制不完整的情况下成为可能，但它们对不确定性和可能失败的认知方式有所不同。

这一区分被应用于物理硬件完整性的不确定性。TDEs可能在确定硬件是否与其预期实现一致且未遭受未授权修改方面的机会受限，但仍需就采购、部署和运营做出决策。标准、认证体系、供应商声明、合同安排和组织惯例可以通过公认的参考点来维持对硬件可信性的期望。

程序性信心是本论文对Luhmann信心论述在组织条件下的分析性应用；它不是Luhmann提出的术语。它描述了在验证能力受限时，这些参考点如何稳定期望，而不意味着它们确立了物理硬件完整性。程序性信心与硬件信任及可能加强、削弱或挑战其基础的实证发现保持分析上的区别。

4.3 Rittel和Webber：棘手问题与结构持续性

Rittel和Webber（1973）将棘手问题描述为定义、可能应对和后果相互依赖的问题。干预措施可能改善此类问题的特定方面而不产生最终解决，因为它们也可能改变问题被理解和治理的条件。

在此应用中，这一视角关注的是那些改变了特定技术或制度条件但不一定消除运营责任与验证能力之间分离的干预措施。技术发展可能扩展某些形式的实证检查，而监管和组织措施可能改善问责、协调或决策。Rittel和Webber的相关性不在于将硬件可信性严格分类为棘手问题，而在于其视角有助于解释为何改进可能改变结构悖论的形式或后果而不最终解决它。

4.4 整合逻辑

这些视角不构成单一的因果序列，也没有任何一个单独指定运营责任与验证能力之间的分离。它们的整合将技术产生的不确定性、不确定性下期望的维持以及技术和制度干预的局部性联系起来。这些关系为第5节结构悖论的发展提供了依据。

表2将连接实证检查、验证能力和不确定性下期望维持的概念进行了映射。

表2. 连接实证检查、验证能力和不确定性下期望的概念映射

| 概念 | 概念来源 | 本论文中的含义 | 分析作用 |
|------|----------|----------------|----------|
| 实证验证 | 本论文，借鉴HSA文献 | 在定义条件下通过观察、测试或测量检查物理硬件完整性 | 为关于物理硬件完整性的主张提供有界的技术基础 |
| 验证能力 | 本论文 | 行为者在给定上下文条件下对物理硬件完整性进行实证检查和解释的实际能力 | 将技术方法与行为者能够有意义地应用和解释它们的情境条件联系起来 |
| 信任/硬件信任 | Luhmann（Luhmann和Gambetta，1988）；本论文中应用 | 信任涉及在感知到的替代方案之间进行依赖，同时接受失望的可能性。硬件信任涉及在物理完整性仍然不确定时愿意依赖硬件 | 捕捉行为者在不确定性下愿意依赖的状态 |
| 信心 | Luhmann（Luhmann和Gambetta，1988） | 期望基本被当作理所当然而维持，不主动考虑替代方案 | 为理解期望如何在复杂性下支持行动提供理论基础 |
| 程序性信心 | 本论文，受Luhmann（Luhmann和Gambetta，1988）启发 | 在验证能力受限条件下，通过组织和制度安排维持对硬件可信性足够稳定的期望 | 说明当验证能力受限时，期望如何支持组织行动 |

5 结构悖论

5.1 无能动性下的风险所有权

风险所有权在此指一种组织位置，即TDE对其硬件使用保留运营责任，对其采购、部署和持续运营的决策负责，并暴露于这些决策的运营后果之中。能动性在本框架中具有刻意界定的含义：它专门指负责行为者所获得的验证能力，而非一般意义上的组织行动能力缺失。它依赖于对相关设计信息、工件和参考点的访问权限；专业专长和测试基础设施；以及获得访问权限或委托IC级测试和分析的充分授权。

当运营责任和义务持续存在而验证能力受限时，无能动性下的风险所有权便出现了。在这些条件下，关于采购、部署和持续运营的决策可能更严重地依赖合规框架、认证体系、供应商认证和外部生成的发现作为程序性信心的基础。

该悖论在以下情况下最为显著：组织以成品形式采购硬件、承担其使用的运营责任，并且对设计和来源信息、相关工件和参考点、生产环境、专业专长、测试基础设施的访问受限，或获得访问相关技术能力或委托关于物理硬件完整性的IC级测试和分析的授权不足。当组织控制设计或制造的相关部分、通过合同、监管或制度安排获取信息、工件和专长、或从专业评估能力获得可解释的发现时，该悖论变得不那么显著。因此其严重程度因生命周期位置、访问条件、技术和解释能力以及制度授权而异。这种特定意义上的能动性受限并不意味着下游组织完全无法行动；它们可能保留采购、监控、运营、替换或以其他方式治理硬件的相当能力，同时在IC层面调查其物理完整性的能力上受到限制。该概念不等同于验证能力有限、外包或供应链依赖。验证能力有限识别了一种约束，而外包和供应链依赖描述的是此类约束可能产生的安排方式。

该悖论仅当受限的验证能力与持续的硬件依赖运营责任及问责制相结合时才浮现。它也不等同于有意的风险接受，因为相关风险可能未被充分表征，从而无法成为明确的决策对象。下文将阐述与有意风险接受的区分。因此，该概念描述的是在特定生命周期和访问条件下的一种分级的、有条件的结构趋势，而非终端设计实体中普遍存在的条件。图 1 总结了结构悖论的分析范围和核心关系。

下载：下载高分辨率图像 (313KB) 下载：下载全尺寸图像
图 1. 无能动性风险所有权结构悖论的分析范围。生命周期位置和访问条件塑造了验证能力。当运营责任持续存在而验证能力受限时，悖论便产生。它引导人们关注在这些条件下，硬件可信度判断和关于持续依赖的决策是如何形成的。当责任与验证能力更加紧密对齐时，其相关性会降低。

当获取关于物理硬件完整性发现的机会受限时，继续运营不应自动被解释为常规意义上的有意风险接受。有意风险接受通常预设相关风险已被充分表征，从而成为明确的决策对象，并与运营目标进行权衡。对于对抗性硬件木马，这些条件可能无法满足，因为关于物理硬件完整性的发现（如果可供下游行动者获取），可能仅提供部分或依赖语境的指示，而更强的归因可能仅在激活或事件发生后才会出现。因此，事前风险评估的基础可能仍然受限。

当可用信息不足以表征和评估时，潜在的硬件妥协可能不会成为下游运营商的明确决策对象。继续运营可能反而由程序性信心和缺乏可观察事件来支持。因此，该风险可能既未被正式接受，也未被主动拒绝，而是留在组织决策中未解决。这是对结构决策条件的陈述，而非关于个人信念或意图的陈述。

5.2. 悖论的表现

下列示例说明了该悖论如何在不同的生命周期和访问条件下产生。它们在分析上使用，并非作为关于特定组织的经验发现呈现。输电系统运营商对其基础设施的安全、安全和韧性运营承担责任，而他们对所采购硬件物理完整性进行实证检查的能力可能因其下游生命周期位置而受到限制。在这种情况下，硬件可信度判断可能依赖于供应商证明和针对功能要求的系统级测试。供应商证明有助于程序性信心，而系统级测试产生关于可观察功能的发现。这些来源执行不同的功能，且仅凭其中之一无法确立集成电路层面的物理硬件完整性。该示例展示了在访问底层硬件信息仍受限制的情况下，它们如何为采购、部署和运营决策提供信息。

类似的模式可能出现在工业互联网 (IIoT) 中，关键基础设施运营商依赖通过全球分布式生产网络供应的传感器、监测设备和控制组件。当可追溯性和对设计或生产信息的访问有限时，组织可能较少有机会指定关于上游物理硬件完整性的要求以及后续检查所需的条件，或在交付后应用相关的硬件安全评估 (HSA) 方法。这会将运营责任与检查物理硬件完整性所需的验证能力分离开来。该模式取决于生命周期位置和访问条件，而非工业互联网设备本身固有。

当这些条件与扩大对上游流程访问权的制度安排进行对比时，悖论的边界变得更加清晰。诸如美国国防部可信晶圆厂计划（可信访问计划办公室，无日期，McGregor, 2024, Ezra, 无日期）之类的主权举措，以及国防联邦采购法规补充规定下的相关要求，说明了如何通过政治权威、合同控制和专用工业基础设施来加强设计、制造和供应链的监督。此类安排可能加强可追溯性、受控流程的监督以及访问与检查物理硬件完整性相关的专门测试能力。然而，这并不意味着每个组件都经过实证检查，或所有可能的未经授权修改都能被排除。相反，它们表明，当行动者能够塑造上游流程并获得进行和解释相关检查所需资源时，悖论可能会减轻。

5.3. 结构悖论的意义

缺乏可比权威或访问权的终端设计实体，在维持硬件可信度预期时，可能仍更依赖供应商文档、认证结果和外部行动者进行的评估。因此，悖论的严重性随生命周期位置、对相关信息和环境的访问、技术和解释能力以及制度权威而变化。该悖论的分析意义在于将受限的验证能力与组织失败或不充分的风险管理区分开来。它引导人们关注当硬件使用责任持续存在但实证检查访问受限的情况下，硬件可信度判断和关于持续依赖的决策是如何形成的。

6. 讨论

基于前几节开发的整合性概念综合，讨论考虑了第 5 节定义的下游条件下，结构悖论在技术、组织和监管领域的影响。讨论首先考虑现有方法的约束和认知边界，然后处理对终端设计实体、政策和监管、研究以及框架范围的影响。关键基础设施运营商广泛依赖监管框架、采购标准、认证方案和合规实践来组织不确定性下的责任、问责和决策。这些机制可以支持安全和可问责的运营，但其组织功能与分析上它们能支持的关于物理硬件完整性的主张仍然是不同的。

6.1. 综合：现有方法的约束和边界

正如第 5.1 节所述，当可用方法和信息不支持对物理硬件完整性做出确定性判断时，继续运营不应自动被解释为有意风险接受。安全案例、基于论证的保障和独立审查通常依赖于可跨越系统生命周期检查的危险、假设和主张。对于对抗性硬件木马，下游行动者可能缺乏制定和支持关于物理硬件完整性特定主张所需的信息、访问权和检查条件。这并不意味着既定的安全和保障实践无效；它限制了这些实践在多大程度上能够解决集成电路层面的隐蔽未经授权修改。

先前的硬件木马研究已经证明了组件层面的可能功能后果，但将这些演示转化为运营事故场景或损失途径需要系统级假设以及关于组件来源、生产条件和共享依赖的信息。一旦硬件作为成品采购，下游行动者可能无法获取这些信息。因此，他们可能无法确定在系统层面被视为独立的组件是否共享共同来源或漏洞。困难在于事故场景在概念上并非无法构建，而是当相关组件和生产信息不可用或结论不明时，其依据可能仍然不确定。

第 3 节表明，实证检查的约束不仅源于技术难度，还源于访问和能力如何在硬件生命周期中分布。设计数据和制造控制仍集中在上游，这可能限制硬件到达运营环境后可供终端设计实体使用的验证能力。Huang 的拦截示例（Microsoft Israel, 2019）进一步说明了妥协也可能发生在下游，而有意义的检查仍然依赖于适当的访问、仪器、参考点和专业知识。新兴的基于机器学习 的制造后技术可能拓宽某些形式的实证检查，但在受控评估条件下报告的性能不应等同于部署后运营条件下的可行性或可靠性（He 等人，2022, Golabi 等人，2025）。此类发展可能扩展某些形式的验证能力并改变悖论的实际边界，但并未消除运营责任和验证能力之间的潜在分离。

标准和合格评定框架将特定的组织和网络安全目标转化为指定要求，据此可评估产品、系统或流程。合规性可以通过表明在评估范围内已处理定义的要求、过程和控制来支持可问责的采购和风险治理。然而，符合网络安全要求不应被视为等同于证明安全性。通过数字组件实施或依赖数字组件的安全相关功能可能依赖于安全机制，其正确运行预设了底层硬件的完整性。如果该物理完整性受损，这些安全机制及依赖的安全相关功能所依赖的假设可能不再成立。物理硬件妥协也可能通过性能下降或故障影响可靠性。然而，关于可靠性的发现本身并不能确定是否存在未经授权物理修改。

例如，ISO/IEC 27001（ISO/IEC, 2022）建立了信息安全管理系统的要求，并包括与供应商关系和 ICT 供应链安全相关的控制措施，而 IEC 62443（IEC and ISA, 无日期）强调工业自动化和控制系统的 secure 开发生命周期实践和过程成熟度。这些标准提供了评估符合定义网络安全过程和控制措施的结构性要求，但两者均不要求检查集成电路层面的物理硬件完整性，也不规定诸如物理检查、逆向工程或基于侧通道的分析等技术。因此，合规性表明在相关评估范围内已处理指定要求；它并不确立物理硬件完整性，也不能排除可能破坏特定安全相关功能所依赖的安全机制的妥协。

硬件可信度还经常通过安全启动、固件验证和硬件信任根等机制来接近。这些机制可以支持对已加载授权固件、启动过程遵循预期信任链或特定安全功能按规格运行的信心。它们可能实施在单个组件或平台中，但本身并不检查底层物理硬件是否对应其预期实现且无未经授权修改。因此，相关的区别不仅仅在于系统级和组件级安全之间，而在于保护或证明固件、配置和启动过程的机制与检查集成电路层面物理硬件完整性的方法之间。此类机制可能为对特定安全属性产生信心提供有意义依据，而关于未经授权物理修改的不确定性仍未解决。

认证和验证框架在预定义范围内正式化评估。例如，在通用准则（ISO/IEC, 无日期）下进行的评估通过指定的文档、分析和测试活动，针对定义的安全目标评估产品。FIPS 140-3（美国国家标准与技术研究院，2019）指定了评估密码模块的安全要求，包括关于物理安全和防篡改响应的要求。由此产生的认证和验证支持在其适用评估范围内的主张；这两个框架都不旨在确立底层集成电路中不存在隐蔽的未经授权修改。

政策和监管要求、标准和认证方案可以缓解流程级风险，规范采购实践并组织问责，但它们支持的主张受其要求和评估范围限制。合规性可以表明已处理指定的过程、控制或功能，而物理硬件完整性的实证检查则依赖于不同的方法、信息、专业知识和访问条件。因此，本文既考察硬件可信度与这些机制支持的主张之间的关系，也考察验证能力、运营责任和程序性信心如何在硬件生命周期中组织。

6.2. 硬件可信度的技术和制度维度

验证能力取决于技术方法，也取决于访问权、权威、专业知识、基础设施以及在硬件生命周期中的位置。组织和制度安排通过组织问责、提供公认参考点以及在实证检查受限时支持决策来发挥不同作用。因此，分析考虑了技术检查能支持什么以及预期和决策是如何组织的。这种解释将第 4 节开发的互补视角应用于技术检查与组织和制度安排之间的关系。它阐明了这些维度如何对硬件可信度治理做出不同贡献。

相关见解可来源于对高危害和高风险系统的安全研究。Hopkins（Hopkins, 2009）表明，过程安全指标和主动监控可以关注安全关键控制是否正在运行。他还强调，安全相关活动的度量并非安全本身的度量。Le Coze（Le Coze, 2019）展示了安全如何由组织战略和高风险组织内部掌权者的决策所塑造。

这些贡献拓宽了分析范围，展示了监控实践和组织战略如何影响哪些内容受到关注以及决策是如何做出的。然而，与硬件可信性的比较是有限的。运营监控、组织常规和战略决策可能支持协调、问责和对可观察异常的响应，但它们本身并不能提供对集成电路 (IC) 物理实现的访问，也无法确定是否存在隐蔽的未授权修改。它们在此处的相关性在于，当此类确定无法获得时，它们如何塑造关注和行动。结构性悖论所描述的状况表现出与制造风险和棘手问题相关的特征。它受到专门化和全球分布的生产安排的影响，这些安排创造了下游参与者无法控制的依赖关系。技术、组织和监管干预可能减少特定约束，扩展选定的验证能力形式，或加强决策基础，而未必消除运营责任与验证能力之间的分离。以下小节考察了这一状况对输电配电实体 (TDEs)、政策监管和研究的影响。

6.3. 对输电配电实体 (TDEs) 管理硬件可信性的影响

对于 TDEs 而言，结构性悖论在有关采购、部署和运营的组织决策中显现出来。当设计信息、生产环境、专门专业知识以及合适的测试基础设施的访问受到限制时，对硬件可信性的判断可能更多地依赖于采购要求、供应商声明、认证计划、遵守适用的监管要求以及符合相关标准。这些机制可以支持负责任的决策，但它们本身并不能在集成电路层面确立物理硬件完整性。先进的硬件木马 (HT) 预防方法可能在某些环境中减少未授权修改的机会，而检测方法可以支持实证检验。然而，许多此类方法依赖于下游运营商通常无法获得的 上游访问或专门能力。

举例来说，考虑一个采购数字保护继电器以部署在变电站中的输电系统运营商。这一假设场景代表了一种可能的下游配置，而不是对所有 TDEs 采购流程的一般描述。在部署之前，运营商可以指定功能和安全要求，审查供应商文档和认证结果，并进行验收测试，以确定继电器是否按照规范运行。然而，运营商将有关物理硬件完整性的担忧转化为可执行采购要求的能力，可能取决于可用的专业知识、采购时间线和成本约束、合适替代品的可用性，以及其与供应商和制造商的合同和商业影响力。即使可以制定此类要求，运营商也可能无法获得在集成电路层面实证检验物理硬件完整性所需的设计和生产信息、参考点或评估条件。

如果继电器后来出现异常行为，运营商可以检查配置、固件、事件记录和网络活动，将该设备与其他单元进行比较，更换它，或请求供应商进行分析。这些行动可能支持遏制，并有助于区分某些可能的原因，但它们可能无法确定异常是否起源于未授权的物理硬件修改。然而，运营商必须决定是否隔离、更换或继续运行该设备。这一假设场景说明了即使无法通过运营商可用的方法和信息确定硬件的物理完整性，运营决策也必须做出。

这些限制的实际意义取决于 TDEs 可用的知识、时间、财务资源和组织激励。它们的影响进一步受制于组织相对于供应商和制造商的合同地位和商业影响力。这些条件影响组织是否能够提供有关硬件完整性和可验证性的要求，获取更多信息或技术承诺，寻求外部检验，延迟部署，更换设备，或基于已有的文档、认证结果和功能测试结果继续推进。

当相关检验能力成本高昂、耗时或难以访问和解释时，采购要求、认证结果、供应商声明和文件化的一致性可能成为组织决策的主要依据。这些机制可以证明指定的流程、要求和责任已得到处理，但它们不执行与物理硬件完整性实证检验相同的功能。与第 4.1 节中开发的制造风险解释一致，此类依赖发生在与制造风险相关的 不确定条件下，在这种情况下，尽管实证检验受到限制，组织决策和责任仍然存在。

然而，关于硬件生命周期的技术和组织素养可以改善 TDEs 对其可用信息的解释。对设计、制造、供应链和验证条件的了解可以帮助组织区分功能测试、认证结果、供应商文档和外部评估可以合理支持什么。这种素养还可以改善采购要求的制定、对供应商声明的质疑，以及关于何时寻求外部专业知识或额外检验的决策。这种素养增强了解释能力，但它本身并不提供进行集成电路层面检验所需的访问权限、工件、基础设施或权限。

当个别 TDEs 无法维持相关能力时，特定的检验活动可能会分配给部门、政府或其他具有技术能力的外部参与者。正如第 5.2 节讨论的对比安排所说明的那样，这种方法可能扩展对专门专业知识和基础设施的访问。它们也创造了评估者的访问权限、方法、范围、能力以及其结果发现能支持什么的依赖性。因此，集体或委托安排可能减少或重组特定约束，而不会将运营责任从 TDEs 转移出去或消除结构性悖论。

因此，TDEs 面临的情况是由更广泛的制度环境塑造的，该环境影响可以请求什么信息，有哪些评估可用，以及哪些形式的证明被认为是足够的。以下小节考察政策和监管安排如何为这一环境做出贡献。

6.4. 对政策和监管塑造硬件可信性的影响

监管和政策框架定义了义务、评估范围和认可的一致性形式。第 5 节展示了运营责任如何可能仍留在下游参与者手中，而验证能力则受生命周期位置和访问条件的限制。本小节考察了在这些条件下，政策和监管安排如何组织问责、协调和程序信心，而不将一致性视为物理硬件完整性的实证检验。

欧盟 CRA（《网络弹性法案》，欧洲议会和欧盟理事会，2024 年）和 NIS2（《网络和信息系统指令》，欧洲议会和欧盟理事会，2022 年）说明了不同的法律机制。CRA 是一项为具有数字元素的产品建立网络安全要求的法规，而 NIS2 是一项通过国家立法实施的指令。在挪威，《电力应急准备条例》（挪威水资源和能源局，2012 年）根据《能源法》（挪威水资源和能源局，1990 年）通过，对涵盖的电力行业实体施加安全和应急准备义务。国际标准如 ISO/IEC 27001（ISO/IEC，2022 年）和 IEC 62443（IEC 和 ISA，无日期）可以提供基准和认可的尽职调查参考点。这些工具在法律地位、范围和执行上有所不同，但主要定义义务、流程、控制和评估边界，而不是要求在集成电路层面进行物理硬件完整性的实证检验。

法规、规则和标准通常采用可跨不同技术和组织环境应用的要求，而不是规定具体的集成电路层面检验方法。这支持了一致性和适应性，但也让受监管的参与者在其运营环境中解释和实施这些要求。在验证能力受限的情况下，因此，一致性和文件化的尽职调查可以提供负责任的行动的认可依据，而无需解决有关物理硬件完整性的不确定性。

因此，政策和监管安排决定了必须记录什么信息，认可哪些形式的评估，以及如何组织责任。以下讨论使用 ENISA 指南和可信晶圆厂项目来说明对这一状况的不同制度响应。

ENISA 的《供应链攻击威胁态势》（欧盟网络安全局，2021 年）在此用于说明威胁态势工具如何结构化供应链风险的解释、协调和响应。通过提供共享的威胁词汇表、分类方案和推荐实践，此类指南可以通知采购要求、供应商审查、合同保障措施以及对已部署系统的监控。其贡献是制度性的：它可以在组织边界内协调预期和响应，但它本身并不能扩展下游参与者进行和解释实证检验的能力，或解决有关物理硬件完整性的不确定性。

DMEA 可信供应商项目等倡议说明了另一种对下游验证能力受限的制度响应。与其主要协调解释和响应，此类安排利用供应商认证来结构化访问指定的设计、制造及相关服务（可信访问项目办公室，无日期）。它们可能加强上游控制以及对相关流程信息和受控环境的访问，但它们并不将这些能力赋予个别 TDEs。因此，它们是否减少或重组运营责任与验证能力之间的分离，取决于执行了哪些检验活动，以及结果发现、其范围及其约束如何传达给负责的直接参与者。在此类安排下，程序信心可能仍然重要，尽管其制度基础可能得到加强。

实用和政策安排如何保持、减少或重组运营责任与验证能力之间的分离，因此为以下小节考虑的研究议程提供了信息。

6.5. 对研究的影响

既定的安全科学工具，如安全案例、功能危险评估和 ALARP 推理，在危害、故障模式、假设和支持信息能够跨系统生命周期进行阐述和检验时仍然很有价值。将这些工具应用于有关隐蔽硬件木马的主张或场景，将取决于有关组件溯源、生产条件、共享依赖以及设计、制造和部署硬件之间关系的信息可用性。下游参与者可能无法常规获得此类信息。因此，挑战不在于既定的安全科学方法无效，而在于它们的应用所能支持的有关集成电路层面隐蔽未授权修改的主张，取决于对相关生命周期信息的访问和合适的检验条件。未来的研究应考察如何扩展、重组或使验证能力和对相关生命周期信息的访问在安全和风险治理中更具可用性。

对抗性硬件修改也使预先指定应检验什么变得更加复杂。与通过既定故障模式表征的危害不同，未授权修改可能被设计为保持休眠、模仿正常变异，或仅在罕见条件下激活。因此，下游参与者可能面临关于如何获取相关信息的不确定性，以及关于在事故发生前哪些测量、观察或参考点会具有信息价值的不确定性。未来的研究应考察如何在对抗性条件下开发技术上和操作上有意义的检验标准，而不将对可能修改的不确定性视为既定安全和保证实践的缺陷。

未来的研究应纳入采购后条件，并考察整个硬件生命周期中技术、组织和制度背景下的硬件可信性。这包括研究检验实践和访问条件如何跨设计、制造、采购和运营变化，以及结果发现如何能够带着关于方法、范围、不确定性和解释约束的足够信息进行传达。研究还应考察监管要求、合同安排、认证计划和组织实践如何影响此类发现是否能在下游决策中变得可用。虽然硬件木马在这篇论文中作为说明性案例，但底层的分析关注点也可能出现在运营责任和验证能力分离的其他硬件背景中。

未来的研究还应考察如何在保持程序信心与实证检验之间区别的同时，加强程序信心的基础。这包括研究有关物理硬件完整性、认证结果、供应商信息以及外部评估的范围和约束的发现，如何在组织决策中被解释和结合。研究应进一步考察如何将检验活动分配给专门的评估者，从而创造出对其访问权限、能力、方法以及其结果发现能支持什么的依赖性。程序信心仍然相关，因为组织行动必须在知识不完全的情况下继续，但其基础和后果仍然是未来实证研究的问题。

基于第 3 节背景和第 6.1 节综合：现有方法的约束与边界中讨论的制造后方法，未来的研究应考察其部署后的适用性，而不仅仅是基准性能。相关问题包括跨测量设置、工艺变异、运营条件和信号质量的稳健性；假阳性和低置信度结果的解释；以及对设备、参考信息和专业知识的要求。

共享资源（如 Trust-Hub.org）及相关基准测试套件可以支持所提出方法的可复现性和比较评估。利用此类资源开展的研究应当记录数据集、假设、参考条件、检验范围以及不确定性，以便相关发现能够与技术依赖型企业（TDEs）的采购、评估和运营决策的语境联系起来加以解读。此类工作可能会扩展某些形式的验证能力，但应在明确条件下说明其发现能够在何种下游决策中发挥作用。这些研究方向产生于集成电路（IC）生产生态系统之中，在该系统中，设计知识、制造控制和专门的检验能力集中在特定的生命周期环节（Xiao et al., 2016, Waltoft-Olsen et al., 2025）。针对这些问题开展的研究本身受到对制品、设施、参考信息、技术专长以及产业界合作的获取条件的制约。研究应当正视这种分布格局，而非预设在整个硬件生命周期中具有同等的获取条件。因此，所报告的技术性能应当附带说明应用和解读每种评估方法所需条件的明确说明。将这些前提条件显式化，有助于区分那些能够拓宽下游条件下验证能力的方法，以及那些适用性仍然局限于受控或上游环境的方法。

**6.6. 概念贡献与范围**

本综述的原创贡献在于整合了执行不同分析功能的知识体系。关于 HSA（硬件安全分析）和 IC 生命周期的研究刻画了可能的未经授权的修改、相关技术方法以及应用和解读这些方法所需的条件。组织与制度来源阐明了责任与评估安排的组织方式，而社会学视角则有助于在技术复杂性的背景下解读依赖、期望、风险与知识。单独来看，这些知识流派仅能涉及问题的部分方面。它们的综合提供了一个共同的理论叙事，用以说明技术检验的条件如何与运营责任的分配、硬件可信度判断的形成以及持续依赖的治理相关联。

在此基础上，本综述将"验证能力"、"程序性信心"和"无代理权的风险承担"发展为相互关联的分析概念。生命周期位置与获取条件塑造了某一行动者所具备的验证能力。当运营责任持续存在而该能力受到限制时，负有责任的行动者仍然必须形成对硬件可信度的判断，并决定是否以及如何继续依赖。关于物理硬件完整性的实证发现以及关于组织和制度安排的实证发现，为这些判断提供了不同的依据：前者可以为关于硬件完整性的主张提供有界的技术基础，而后者可能在知识不完整的情况下支持程序性信心。"无代理权的风险承担"概念化了运营责任与受限的验证能力发生分离时的结构性条件；它并非被呈现为一种经实证确立或普遍存在的模式。

通过综合所识别出的关系和范围条件，为本研究问题及下文所提出的实证研究议程提供了依据。对参与采购、工程、网络安全、运营、监管和供应链管理相关人员的访谈，可以考察运营责任、验证能力和程序性信心在实践中是如何被理解和组织的。此类研究可以通过比较案例研究以及对采购要求、合同、认证文件和组织流程的分析加以补充。该框架为这些调查提供了分析词汇表，而非预设其发现的模板。其分析焦点在于组织角色、生命周期位置、获取条件和制度安排如何塑造硬件可信度判断以及关于持续依赖决策的依据；它并不提供个体认知或人机交互的模型。

就该框架的实证应用而言，产生了四个研究问题：

1. 该行动者承担哪些运营责任？
2. 该行动者在访问权限、专业知识、方法、基础设施、参考基准和权限方面，具备何种检验物理硬件完整性的能力？
3. 哪些信息和安排为硬件可信度的判断以及关于持续依赖的决策提供依据，包括通过物理硬件完整性技术检验产生的发现、认证结果、供应商信息、合同、组织常规和监管要求？
4. 哪些条件会扩大、缩小或以其他方式改变运营责任与验证能力之间的分离？

如果这些问题有助于识别和解释不同行动者、生命周期环节和制度安排之间的有意义变异，该框架便具有分析价值。如果在所提出的范围条件下，运营责任与验证能力通常是匹配的，或者两者匹配程度的差异对 TDEs 如何形成硬件可信度判断以及做出持续依赖决策没有可辨识的影响，那么该框架将受到质疑。

从实践角度看，技术和制度干预措施可以减少特定的约束，或重新组织验证能力的所在，但不一定能够消除运营责任与验证能力之间的分离。可能的安排包括：为定义的 IC 级检验设立集中式、行业性或政府支持的能力；通过合同或监管规定改善对相关设计、生产、来源和测试信息的获取，或使技术能力较强的外部行动者能够进行检验；以及在采购要求中规定沟通组件替换或可能影响先前评估依据的生产变更。

此类安排可以增强 TDEs 形成硬件可信度判断和做出持续依赖决策的依据，包括改善对相关生命周期信息或外部产生的实证发现的获取，但不应被视为主完整解决方案。提供额外的文件或外部产生的检验结果并不等同于赋予 TDEs 自行开展相关检验所需的制品、设施、专业知识、参考基准和解读能力。即使检验由有能力的外部行动者完成，TDE 仍然需要解读所得发现能够支持什么，并确定这些发现如何影响硬件可信度的判断以及关于持续依赖的决策。因此，依赖关系可能被重构而非消除。

通过第 4.3 节所发展的棘手问题解读来审视，此类干预措施的意义不在于它们是否提供了完整的解决方案，而在于它们如何改变特定的约束、依赖关系以及形成硬件可信度判断的依据。因此，干预措施应当根据其改善的条件、引入的依赖关系以及其结果能够合理支持的主张来进行评估。

因此，本文的贡献并非技术补救方案，而是一个概念框架，用于审视运营责任与验证能力发生分离的条件。通过区分实证检验的实际约束与特定方法和发现所能支持的认识论边界，该框架为未来关于验证活动和相关信息如何在硬件生命周期中被重新组织、分配或与运营责任更紧密地对齐的研究提供了依据。

**7. 结论**

本整合性概念综述探讨了在技术依赖型企业对硬件使用保持运营责任而其实际检验物理硬件完整性的能力受到限制的情况下，如何理解硬件可信度。因此，硬件可信度关乎在负责任的行动者可获得的依据基础上，硬件是否可以合理地被视为值得信赖，而非等同于对物理硬件完整性的直接证明。

"无代理权的风险承担"这一结构性悖论刻画了本文所考察的条件：运营责任仍然保留在下游行动者手中，而他们检验物理硬件完整性的能力受到限制，包括相关验证能力集中在硬件生命周期其他环节的情况。在这些条件下，认证结果、供应商信息、合同安排、组织常规和监管要求可能在 TDEs 形成硬件可信度判断和做出持续依赖决策时变得更加突出。这些机制可以支持程序性信心和持续行动，但它们的突出地位并不能消除该悖论所识别的结构性条件。相反，将这一条件显式化可能有助于进一步考察技术和制度安排能否以及如何得到改进或重新组织，以增强此类判断和决策的依据。

通过将 HSA 和 IC 生命周期的技术知识与组织和制度来源以及关于依赖、风险和不确定性的社会学视角联系起来，该框架提供了一个共同的理论叙事，说明运营责任与验证能力的分配如何塑造硬件可信度判断和关于持续依赖的决策形成的条件。技术、组织和制度干预措施可以减少特定的约束、扩展某些形式的实证检验或重新组织验证活动的实施地点。它们的贡献应根据其所改善的条件、所引入的依赖关系以及其结果能够合理支持的主张来进行评估。

就实证应用而言，该框架产生的四个研究问题为比较行动者、生命周期环节和制度安排提供了基础；考察关于物理硬件完整性的发现如何成为下游决策中可用的信息；以及评估如何将特定的验证活动分配给技术能力较强的行动者，同时运营责任仍保留在 TDE 手中。通过这种方式，该分析通过区分关于物理硬件完整性可以确立什么与当此类知识仍然不完整时组织如何形成判断并采取行动，为风险治理做出了贡献。

**8. 关于稿件撰写过程中使用生成式 AI 及 AI 辅助技术的声明**

在撰写本稿件过程中，作者使用了 OpenAI 的 ChatGPT 来支持语言编辑、提高清晰度、协助稿件组织，并识别需要进一步审查的段落。作者独立确定了稿件的论证、分析、解读和最终措辞，验证了纳入稿件的任何 AI 辅助输出，并对其内容承担全部责任。

**CRediT 作者贡献声明**

André Waltoft-Olsen：撰写——审阅与编辑、撰写——初稿、可视化、方法论、调查、形式分析、概念化。

André Waltoft-Olsen