Security by Reconfiguration

Flexible FPGA-Programmierung gegen Hacker-Angriffe

| Autor / Redakteur: Thomas Drilling / Stephan Augsten

Gefördertes Forschungsprojekt wollen hardware-basierte Schutzschaltungen zur Laufzeit modifizieren,was interessante Ansatzounkte zum Schutz vor Hackerangriffen bietet.
Gefördertes Forschungsprojekt wollen hardware-basierte Schutzschaltungen zur Laufzeit modifizieren,was interessante Ansatzounkte zum Schutz vor Hackerangriffen bietet. (Bild: FZI)

IT-Wissenschaftler arbeiten im Verbundprojekt „Security by Reconfiguration“ an Methoden, in Field-Programmable Gate Arrays (FPGA) gespeichertes Know-how gegen Hacker-Angriffe abzusichern.

Entwickler von sicherheitskritischen Anwendungen und Kommunikationsanlagen müssen ihre Implementierungen und Sicherheitsschlüssel vor Hacker-Angriffen auf Software- und Hardware-Ebene schützen. Methoden zum Schutz eingebetteter Systeme vor physikalischen Angriffen stehen im Fokus des Projekts Security by Reconfiguration.

Partner des Projekts sind das FZI Forschungszentrum Informatik, das Deutsche Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz, die Technische Universität Hamburg-Harburg, die Robert Bosch GmbH und die Mixed Mode GmbH.

Modifikationen zur Laufzeit erhöhen Sicherheit

Field-Programmable Gate Arrays (FPGA) bieten dabei aufgrund ihrer flexiblen Programmierung einen interessanten Ansatzpunkt für die Rahmen des Projektes entwickelten Methoden. Die IT-Wissenschaftler wollen die Strukturen Hardware-basierter Schutzschaltungen zur Laufzeit kontinuierlich so modifizieren, dass physikalische Angriffe auf Verschlüsselungsalgorithmen erheblich erschwert werden.

Hierzu entwickeln sie zunächst dynamische Implementierungsstrategien für FPGAs. Diese sollen z. B. Verschleierungsmechanismen ermöglichen und erlauben als Gegenmaßnahme für Implementierungsangriffe das Maskieren von Daten. Sicherheitskritische, FPGA-basierte Modellsimulationen für Komponenten aus der Automobilindustrie werden dabei für Tests und die Evaluation der Hardware-Modifikation herangezogen.

Autoindustrie als Blaupause für neue Anwendungsbereiche

Nachdem sich die Methoden in Modellsimulationen bewährt haben, wollen die Wissenschaftler des FZI sie für den Einsatz in verschiedensten Anwendungsbereichen umschreiben. Ziel der FZI-Wissenschaftler ist es, die Methoden für allgemeine Anwendungen, wie zum Beispiel zur Signalverarbeitung, und verschiedenste FPGA-Modelle nutzbar zu machen.

Das Projekt „Security by Reconfiguration“ wird vom Bundesministerium für Bildung und Forschung über eine Laufzeit von drei Jahren mit insgesamt 2,9 Millionen Euro gefördert. Nach Abschluss im März 2020 sollen die Ergebnisse in Produkte der Projektpartner integriert oder als Dienstleistung beispielsweise über die Mixed Mode GmbH vertrieben werden.

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