Matrix, Bild: Pixabay.com

Im Verbundprojekt „Security by Reconfiguration“ arbeiten Entwickler und Wissenschaftler an Lösungen, um in FPGA gespeichertes Know-how vor Angriffen zu schützen. Bild: Pixabay.com

"Weil Angreifer ein immer besseres Verständnis über kryptographisch verschlüsselte Sicherheitssysteme entwickeln, können sie Fehler in der Implementierung von Hard- und Software ausnutzen,“ sagt Thomas Bruckschlögl, Wissenschaftler am FZI Forschungszentrum Informatik. „Dieses Einfallstor für Implementierungsangriffe auf das Sicherheitssystem wollen wir im Projekt schließen.“

Field-Programmable Gate Arrays (FPGA) lassen sich flexibel programmieren und genau da setzen die Methoden an, die die Entwickler und Wissenschaftler erarbeiten: Sie wollen die Strukturen Hardware-basierter Schutzschaltungen zur Laufzeit kontinuierlich so modifizieren, dass physikalische Angriffe auf Verschlüsselungsalgorithmen erheblich erschwert werden. Dazu müssen sie zunächst dynamische Implementierungsstrategien für FPGAs entwickeln, die Verschleierungsmechanismen oder Maskierungen von Daten als Gegenmaßnahmen für Implementierungsangriffe bieten. Sicherheitskritische FPGA-basierte Modellsimulationen für Komponenten aus der Automobilindustrie dienen zum Test und für die Evaluation der Modifikation der Hardware.

Schutzmaßnahmen an Systeme anpassen

Nachdem sich die Methoden in Modellsimulationen bewährt haben, wollen die Wissenschaftler des FZI sie für den Einsatz in verschiedensten Anwendungsbereichen umschreiben. „Die Herausforderung liegt darin, die Eigenschaften unterschiedlicher FPGAs mit den Anforderungen einzelner Schutzmaßnahmen in Einklang zu bringen. Dafür erstellen wir Modellierungen, mit denen geeignete Gegenmaßnahmen für Implementierungsangriffe konfiguriert werden können“, erklärt Thomas Bruckschlögl, wissenschaftlicher Mitarbeiter des FZI.

iel der FZI-Wissenschaftler ist es, die Methoden für allgemeine Anwendungen, wie zum Beispiel zur Signalverarbeitung, und verschiedenste FPGA-Modelle nutzbar zu machen. Nach Abschluss des Projekts im März 2020 sollen die Ergebnisse in Produkte der Projektpartner integriert oder als Dienstleistung beispielsweise über das Unternehmen Mixed Mode vertrieben werden. hei