Schutzmantel für Eingebettete Systeme

15.1.2019

Nicht jeder Einbrecher braucht eine Brechstange – manchem genügt ein Bohrer, der dünner als 1 mm ist, um an Daten zu kommen. Gelingt der Angriff, kann das gravierende Folgen haben, vor allem in sensiblen Bereichen wie kritischer Infrastruktur, im Banken- und Finanzwesen oder im Gesundheitsbereich. Unternehmen und Hacker liefern sich seit langem ein heftiges Wettrennen und die technologischen Kniffe werden immer ausgefeilter.

© Fraunhofer EMFT / Bernd Müller

Manipulationsschutzfolie, die um ein Elektronikgehäuse gewickelt wurde.

© Fraunhofer EMFT

»Nur im Falle einer völlig intakten Folie können gespeicherte Daten entschlüsselt werden.«, erklärt Matthias Hiller vom Fraunhofer AISEC.

»Vor diesem Hintergrund reicht es nicht mehr aus, den Manipulationsschutz ausschließlich auf Softwareebene anzusiedeln«, sagt Martin König von der Fraunhofer-Einrichtung für Mikrosysteme und Festkörper- Technologien EMFT. In der Zusammenarbeit zwischen der Fraunhofer EMFT und den Fraunhofer-Instituten für Angewandte und Integrierte Sicherheit AISEC und Mikroelektronische Schaltungen und Systeme IMS ergänzen sich die Kompetenzen aus den Bereichen Folienentwicklung, Sicherheit und Mikroelektronik. Die Chips sollen schon auf Systemebene vor unerwünschten Angriffen schützen: Die Lösung besteht aus einer Manipulationsschutzfolie mit einer elektrisch leitfähigen Gitterstruktur, die um die gesamte Platine gewickelt wird. »Nach dem Start werden individuelle Fertigungsschwankungen in der Folie als Physical Unclonable Function (PUF) vermessen, um die Unversehrtheit von innen heraus zu überprüfen«, erklärt Matthias Hiller vom Fraunhofer AISEC. Wird das Gitter im Betrieb beschädigt, initiiert dies automatisch ein Löschen der kritischen Informationen wie zum Beispiel kryptografischer Schlüssel.

Großes Interesse

Das System bietet einen zuverlässigen Schutz bei Bohrangriffen bis zu einem Durchmesser von 300 μm. Es gibt aber bereits Ansätze, um diesen Schutz künftig noch weiter zu verbessern. Schon während der Entwicklungsphase dürfen sich die Fraunhofer-Forschenden über Interesse aus der Industrie freuen. »Das Feedback von potenziellen Kunden, die sich unsere Lösung schon näher angesehen haben, hilft uns sehr, um unsere Schutzfolie noch stärker auf die Bedürfnisse der späteren Nutzer auszurichten«, so König. Um die Schutzfolie weiter auf den Einsatz in der Praxis vorzubereiten, wird das Forschungsteam sie außerdem in komplexen Angriffsszenarien ausgiebig auf Sicherheitslücken testen. »Um die Schutzwirkung unserer Folie zu wahren, ist auch die Integrität der integrierten Messschaltungen ausgiebig zu prüfen«, sagt Alexander Stanitzki vom Fraunhofer IMS. Datendiebe dürften es in Zukunft also schwerer haben, an die begehrten Informationen im Inneren der Chips heranzukommen.