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Neuartige Sicherheitschips verhindern Hardwarefälschungen

19.07.2012
FP7 Projekt UNIQUE erzielte herausragende Projektergebnisse

Das Projekt UNIQUE "Foundations for Forgery-Resistant Security Hardware" ist ein von der EU gefördertes Forschungsprojekt im Siebten Rahmenprogramm (RP7) im Umfang von rund 3 Millionen Euro und endete erfolgreich im Mai 2012.

Das Projektkonsortium entwickelte neuartige Sicherheitschips, die es ermöglichen, Angriffe auf Hardwarekomponenten signifikant zu erschweren. Die sichere Speicherung von geheimen Daten gehört ebenso zu den Anwendungsgebieten dieser neuartigen Technologie, wie auch die eindeutige Identifizierung von Hardware.

UNIQUE - Mission

Hardware wird immer komplexer und benötigt daher stärkere Sicherheitsmechanismen, um gegen unautorisierte Angriffe geschützt zu werden. Bösartige Attacken, wie einerseits die unerlaubte Entwicklung und Produktion von Nachbauten bzw. Imitaten, oder andererseits die Manipulation bestehender Produkte führen zu weitreichenden wirtschaftlichen sowie gesellschaftlichen Schäden.

Das Fälschen und Duplizieren von Gütern und geistigem Eigentum hat in den letzten Jahren enorm zugenommen, was nicht nur eine Bedrohung für die IT-Branche darstellt, sondern auch zu Problemen in der industriellen Produktion, der Pharmaindustrie und der nationalen Sicherheit führt. Die derzeitig am Markt vertretenen hardwarebasierenden Sicherheitslösungen, wie beispielsweise das Einsetzen der sogenannten ICs (integrierte Schaltungen; Englisch: integrated circuits) bieten nicht genügend Schutz vor unautorisierten Angriffen. Dies liegt vor allem in der Tatsache, dass jene ICs mit relativ geringem Aufwand geklont werden können und so zu schützende Daten in unbefugten Besitz gelangen.

Um den Anteil an Fälschungen am Weltmarkt zu verringern bzw. die Möglichkeit eines Angriffs zu unterbinden, erforschte und entwickelte das UNIQUE Projektteam innovative Chips und analysierte deren Eigenschaften, um die eindeutige und nicht klonbare Markierung und Identifizierung von IT-Produkten zu ermöglichen. An Hand von Physically Unclonable Functions (PUFs) gelang es UNIQUE erstmals, ICs zu generieren, welche zwar messbar, jedoch nicht klonbar sind. Diese Eigenschaft liegt in der eigenen Grundstruktur der in elektronischen Geräten eingesetzten Mikrochips. Jeder einzelne dieser Chips hat seine eigene nicht modellierbare physikalische Grundstruktur - vergleichbar mit der DNA eines Menschen - und ist somit einmalig ("UNIQUE"). Neben dieser Eigenschaft sind PUFs zusätzlich eine sehr effiziente und vor allem kostengünstige Alternative im Vergleich zu anderen hardwarebasierenden Sicherheitslösungen und bieten darüber hinaus ein sehr breitläufiges Anwendungsfeld.

Das UNIQUE Konsortium fokussierte sich innerhalb der Projektlaufzeit auf den Aufbau und die Weiterentwicklung von PUF-basierenden Sicherheitslösungen mit dem Ziel, einerseits die Grundlagen dieser neuen Technologie zu erforschen und andererseits auf die Evaluierungstechniken auszuweiten, um zukünftige IT-Umgebungen sichererer gestalten zu können. Die für die Realisierung der gesicherten Hardware Komponenten verwendeten integrierten Schaltungen sollen vor allem die Sicherheit in der Elektronik-, Automobil-, Flugzeug- und Pharmaindustrie sowie kritische Infrastrukturen und behördliche Anwendungen wesentlich erhöhen.

UNIQUE - Ergebnisse

UNIQUE gelang es erstmals weltweit sechs verschiedene PUF Typen in einem ASIC (anwendungsspezifische integrierte Schaltung; Englisch: application-specific integrated circuit) erfolgreich zu integrieren und übertraf somit die gesetzten Projektziele bei weitem. Weiters konnte das UNIQUE Konsortium erstmalig mit diesem ASIC die Eigenschaften unterschiedlicher PUF Typen vergleichen. Innerhalb des Projektes konnten zwei Fallbeispiele (Binden von Software an Hardware und wiederverwendbare Zutrittskarten wie z.B. Liftkarten) definiert werden, in welchen Sicherheitsarchitekturen und Sicherheitsprotokolle sowie Bedrohungsmodelle kreiert wurden. Anhand von zwei Demonstratoren konnten die entwickelten Fallbeispiele anschaulich dargestellt werden.

Als eines der Hauptresultate kann die erfolgreiche Entwicklung der sogenannten logically reconfigurable PUFs (LR-PUFs) angeführt werden, welche es ermöglichen den PUF zu rekonfigurieren, also das Verhalten gänzlich zu ändern. Dies eröffnet dem Anwender eine Reihe neuer Einsatzgebiete. Ein weiteres herausragendes Resultat ist die Produktion von insgesamt 192 funktionsfähigen UNIQUE ASICs und die Generierung einer großen Datenbank von statistischen Daten basierend auf PUF-Messungen in unterschiedlichsten Einsatzumgebungen (z.B. Alterungs- und Hitzetests).

Um die getätigte Forschungs- und Entwicklungstätigkeit auch in der Öffentlichkeit publik zu machen, wurden über 45 Papers in renommierten Fachzeitschriften publiziert und das UNIQUE-Konsortium nahm an den wichtigsten Konferenzen in der Sicherheitsbranche teil (z.B. TRUST, DATE, HOST, IEEE). Viele Details zu den zahlreichen wissenschaftlichen Publikationen, Newslettern und besuchten Konferenzen sind auf unserer öffentlichen Projektwebseite zu finden: http://www.unique-security.eu

Projektpartner

Das UNIQUE Konsortium bestand aus Partnern aus Europas führenden Unternehmen in den Bereichen Halbleitertechnik und Sicherheitstechnologie. Weiters nahmen renommierte Universitäten am Projekt teil, um einen optimalen Innovationsgrad zu erreichen und die Grenzen des aktuellen Standes der Technik zu überwinden. Diese Kombination von Partnern war ein Garant für qualitativ hochwertige Arbeit und optimale industrielle Verwertung der Projektergebnisse.

Das UNIQUE Team setzte sich wie folgt zusammen:
Technikon Forschungs- und Planungsgesellschaft mbH (AT), Ruhr- University-Bochum (DE), Katholieke Universiteit Leuven (BE), Technische Universität Darmstadt (DE), Thales Communications and Security SA (FR), Sirrix AG (DE), Intrinsic ID (NL), Intel Performance Learning Solutions Limited (IR)
Kontakt
Projekt Koordinator:
Dr. Klaus-Michael Koch
Technikon Forschungs- und Planungsgesellschaft mbH
Burgplatz 3a
A-9500 Villach
Web: http://www.unique-security.eu / http://www.technikon.com
Disclaimer
Der Inhalt dieses Pressetextes ist Eigentum des UNIQUE Projektkonsortiums. Dieser Pressetext beeinhaltet möglicherweise zukunftsweisende Aussagen bezüglich fortgeschrittener Informations- und Kommunikationstechnologien. Das UNIQUE Projekt (ICT-238811) wurde über das Siebente Rahmenprogramm der Europäischen Union (RP7 / 2007-2013) gefördert.

(The UNIQUE project has received funding from the European Union's Seventh Framework Programme (FP7 / 2007-2013) under grant agreement number ICT-238811.)

Dr. Klaus-Michael Koch | pressetext
Weitere Informationen:
http://www.technikon.com
http://www.unique-security.eu

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