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Embedded Software Engineering Kongress 2022 - Sindelfingen | 05.–09.12.2022
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Eventuelle Sicherheitslücken schließen

Sicheres Mikrochip-Design: Kaiserslauterer Forscher erhalten den "Intel Hardware Security Academic Award 2022"

Forscher haben eine Verifikationsmethode entwickelt, die die Vertraulichkeit eines Mikrochips noch in der Designphase überprüft



Wie lassen sich Hardware-Ökosysteme und darin enthaltene sensible Daten gegen Hacker-Angriffe schützen? Wie können Sicherheitslücken entdeckt werden? Hier sind Lösungen aus der Sicherheitsforschung gefragt. Der Halbleiterhersteller Intel zeichnet mit dem Intel Hardware Security Academic Award besonders innovative Forschungsergebnisse in diesem Bereich aus. Dieses Jahr hat sich ein Team der Technischen Universität Kaiserslautern (TUK) den ersten Preis, dotiert mit 75.000 Dollar, gesichert. Die Forscher haben eine Verifikationsmethode entwickelt, die die Vertraulichkeit eines Mikrochips noch in der Designphase überprüft, so dass eventuelle Sicherheitslücken geschlossen werden können.

Mikrochips finden als integrierte, miniaturisierte Rechnersysteme in vielen Bereichen Anwendung, beispielsweise in Smartphones, in Fahrzeugen, medizintechnischen Geräten oder der industriellen Fertigung. Sie sind zur technischen Grundlage unserer digitalisierten Gesellschaft geworden. Umso wichtiger ist es, dass sie vertrauenswürdig und sicher arbeiten – Grund für den Chiphersteller Intel, mit dem Hardware Security Academic Award bedeutende Fortschritte der weltweiten Sicherheitsforschung auszuzeichnen.

In diesem Jahr hat der Ansatz des Kaiserslauterer Forschungsteams um Prof. Dr. Wolfgang Kunz, Leiter des Lehrstuhls für Entwurf Informationstechnischer Systeme, die Intel-Jury überzeugt. Die Kaiserslauterer Forscher haben eine formale Rechenmethode entwickelt, die automatisch auf einem eigens entwickelten Software-Werkzeug abläuft. Damit lässt sich mathematisch beweisen, dass die Vertraulichkeitseigenschaften eines Mikrochips mit all seinen Komponenten wie gefordert erfüllt werden. Die Juroren hoben insbesondere hervor, dass der vorgeschlagene Ansatz der erste seiner Art sei und großes Potential für die praktische Umsetzung besitze. Die Bewertung erfolgte anhand des Konferenzbeitrags "A Formal Approach to Confidentiality Verification in SoCs (System-on-Chips) at the Register Transfer Level", welchen das Team letztes Jahr veröffentlichte.

Der TUK-Professor bewertet die Auszeichnung wie folgt: "Wir freuen uns sehr über diesen renommierten Preis. Das Thema der Cybersecurity ist ein global intensiv beforschtes Gebiet. Die Auszeichnung durch den weltweit führenden Chiphersteller Intel ermutigt unsere Arbeitsgruppe und bestätigt, dass unsere Ergebnisse international sehr positiv aufgenommen werden." Gemeinsam mit Kunz erhielten den Preis: Dipl.-Ing. Johannes Müller, M.Sc. Mohammad R. Fadiheh, Dipl.-Ing. Anna Lena Duque Antón, apl. Prof. Dr.-Ing. Dominik Stoffel – alle TUK – sowie Thomas Eisenbarth, Professor für IT-Sicherheit an der Universität zu Lübeck, ein Forschungspartner von Kunz.

Die von Intel ausgezeichnete Verifikationsmethode ist eine Weiterentwicklung von UPEC (Unique Program Execution Checking) – einer Rechenmethode, die wie ein digitaler Spürhund funktioniert. Bereits 2019, kurz nachdem die Hardware-Schwachstellen Meltdown und Spectre bekannt wurden, konnten Kunz und seine Arbeitsgruppe mit UPEC derartige Seitenkanäle in Mikrochip-Prozessoren nachweisen. Um das Werkzeug zur Sicherheitsanalyse noch vielseitiger zu machen, haben die Forscher die Rechenmethode Schritt für Schritt weiterentwickelt. Kunz erläutert: "Unser Ziel war es zunächst, nicht nur Seitenkanäle, sondern auch andere Designfehler aufzuspüren, die in einem Mikrochip-Entwurf stecken und die Vertraulichkeit verletzen können, und das für alle Module, aus denen ein solches Hardware-Ökosystem besteht – neben Prozessoren gehören dazu auch Bauteile wie Hardwarebeschleuniger, Kommunikationsschnittstellen, Sensoren und vieles mehr." Das neue Verfahren kommt bereits in der Entwurfsphase für Hardware zum Einsatz. "Dies eröffnet die besten Chancen, die Vertraulichkeitseigenschaften eines Mikrochips zu verifizieren", weiß Müller, der die Fähigkeiten von UPEC im Rahmen seiner Doktorarbeit erweitert und skaliert hat.

Die Expertise von Kunz und seiner Arbeitsgruppe ist gefragt. So sind die TUK-Forschenden etwa am Projekt "Scale4Edge" beteiligt, gefördert vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF). Das Programm ist eingebettet in die Leitinitiative "Vertrauenswürdige Elektronik" des BMBF. In diesem Rahmen entwickelt das Forschungsteam die UPEC-Verifikationsmethode für Mikrochip-Prozessoren mit dem Ziel einer späteren Vermarktung. Gemeinsam mit Prof. Dr. Thomas Eisenbarth, Universität zu Lübeck, forscht Kunz zudem zur Sicherheit und Verlässlichkeit von sogenannten Out-of-Order-Prozessoren, die die Abarbeitung von Programmen durch spezielle Optimierung der zeitlichen Abläufe auf Hardwareebene beschleunigen. Das Projekt "HaSPro: Verifizierbare Hardwaresicherheit für Out-of-Order Prozessoren" wird seit 2020 durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft im Schwerpunkt "Nano Security" gefördert. (TU Kaiserslautern: ra)

eingetragen: 26.08.22
Newsletterlauf: 28.11.22

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Meldungen: Security & Safety-Services

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Dell Technologies bietet eine neue Dienstleistung zur Absicherung gegen Cyberangriffe etwa mit Ransomware an. Mit dem "Incident Recovery Retainer Service" können sich Unternehmen proaktiv für eine schnelle Wiederherstellung ihrer Daten und Systeme nach einem Sicherheitsvorfall rüsten.

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Aqua Security, Spezialistin für Cloud Native Security, hat die branchenweit erste und einzige Garantie für Cloud Native Security vorgestellt. Kunden, die "Aquas Cloud Native Application Protection Platform" (CNAPP), unter Berücksichtigung der Best Practices, vollständig implementiert haben und trotzdem Opfer eines Cloud-Native-Angriffs werden, erhalten bis zu 1 Million US-Dollar Schadenersatz.

XIoT-Bestandsaufnahme ist Grundlage für CPS-Sicherheit

Claroty bringt mit ihrer neuen Cloud-basierten Cybersecurity-Plattform"xDome" Unternehmen ein deutliches Plus an Resilienz im operativen und Cyber-Bereich. Die Lösung bietet die Einfachheit und Skalierbarkeit von SaaS, ohne dabei Kompromisse bei der Breite und Tiefe der Transparenz, beim Schutz und der Überwachung der Systeme einzugehen.

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Grundlagen

Big Data bringt neue Herausforderungen mit sich

Die Digitale Transformation zwingt Unternehmen sich mit Big Data auseinanderzusetzen. Diese oft neue Aufgabe stellt viele IT-Teams hinsichtlich Datenverwaltung, -schutz und -verarbeitung vor große Herausforderungen. Die Nutzung eines Data Vaults mit automatisiertem Datenmanagement kann Unternehmen helfen, diese Herausforderungen auch mit kleinen IT-Teams zu bewältigen. Big Data war bisher eine Teildisziplin der IT, mit der sich tendenziell eher nur Großunternehmen beschäftigen mussten. Für kleinere Unternehmen war die Datenverwaltung trotz wachsender Datenmenge meist noch überschaubar. Doch die Digitale Transformation macht auch vor Unternehmen nicht halt, die das komplizierte Feld Big Data bisher anderen überlassen haben. IoT-Anwendungen lassen die Datenmengen schnell exponentiell anschwellen. Und während IT-Teams die Herausforderung der Speicherung großer Datenmengen meist noch irgendwie in den Griff bekommen, hakt es vielerorts, wenn es darum geht, aus all den Daten Wert zu schöpfen. Auch das Know-how für die Anforderungen neuer Gesetzgebung, wie der DSGVO, ist bei kleineren Unternehmen oft nicht auf dem neuesten Stand. Was viele IT-Teams zu Beginn ihrer Reise in die Welt von Big Data unterschätzen, ist zum einen die schiere Größe und zum anderen die Komplexität der Datensätze. Auch der benötigte Aufwand, um berechtigten Zugriff auf Daten sicherzustellen, wird oft unterschätzt.

Bösartige E-Mail- und Social-Engineering-Angriffe

Ineffiziente Reaktionen auf E-Mail-Angriffe sorgen bei Unternehmen jedes Jahr für Milliardenverluste. Für viele Unternehmen ist das Auffinden, Identifizieren und Entfernen von E-Mail-Bedrohungen ein langsamer, manueller und ressourcenaufwendiger Prozess. Infolgedessen haben Angriffe oft Zeit, sich im Unternehmen zu verbreiten und weitere Schäden zu verursachen. Laut Verizon dauert es bei den meisten Phishing-Kampagnen nur 16 Minuten, bis jemand auf einen bösartigen Link klickt. Bei einer manuellen Reaktion auf einen Vorfall benötigen Unternehmen jedoch circa dreieinhalb Stunden, bis sie reagieren. In vielen Fällen hat sich zu diesem Zeitpunkt der Angriff bereits weiter ausgebreitet, was zusätzliche Untersuchungen und Gegenmaßnahmen erfordert.

Zertifikat ist allerdings nicht gleich Zertifikat

Für Hunderte von Jahren war die Originalunterschrift so etwas wie der De-facto-Standard um unterschiedlichste Vertragsdokumente und Vereinbarungen aller Art rechtskräftig zu unterzeichnen. Vor inzwischen mehr als einem Jahrzehnt verlagerten sich immer mehr Geschäftstätigkeiten und mit ihnen die zugehörigen Prozesse ins Internet. Es hat zwar eine Weile gedauert, aber mit dem Zeitalter der digitalen Transformation beginnen handgeschriebene Unterschriften auf papierbasierten Dokumenten zunehmend zu verschwinden und digitale Signaturen werden weltweit mehr und mehr akzeptiert.

Datensicherheit und -kontrolle mit CASBs

Egal ob Start-up oder Konzern: Collaboration Tools sind auch in deutschen Unternehmen überaus beliebt. Sie lassen sich besonders leicht in individuelle Workflows integrieren und sind auf verschiedenen Endgeräten nutzbar. Zu den weltweit meistgenutzten Collaboration Tools gehört derzeit Slack. Die Cloudanwendung stellt allerdings eine Herausforderung für die Datensicherheit dar, die nur mit speziellen Cloud Security-Lösungen zuverlässig bewältigt werden kann. In wenigen Jahren hat sich Slack von einer relativ unbekannten Cloud-Anwendung zu einer der beliebtesten Team Collaboration-Lösungen der Welt entwickelt. Ihr Siegeszug in den meisten Unternehmen beginnt häufig mit einem Dasein als Schatten-Anwendung, die zunächst nur von einzelnen unternehmensinternen Arbeitsgruppen genutzt wird. Von dort aus entwickelt sie sich in der Regel schnell zum beliebtesten Collaboration-Tool in der gesamten Organisation.

KI: Neue Spielregeln für IT-Sicherheit

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DDoS-Angriffe nehmen weiter Fahrt auf

DDoS-Attacken nehmen in Anzahl und Dauer deutlich zu, sie werden komplexer und raffinierter. Darauf machen die IT-Sicherheitsexperten der PSW Group unter Berufung auf den Lagebericht zur IT-Sicherheit 2018 des Bundesamtes für Sicherheit in der Informationstechnik (BSI) aufmerksam. Demnach gehörten DDoS-Attacken 2017 und 2018 zu den häufigsten beobachteten Sicherheitsvorfällen. Im dritten Quartal 2018 hat sich das durchschnittliche DDoS-Angriffsvolumen im Vergleich zum ersten Quartal mehr als verdoppelt. Durchschnittlich 175 Angriffen pro Tag wurden zwischen Juli und September 2018 gestartet. Die Opfer waren vor allem Service-Provider in Deutschland, in Österreich und in der Schweiz: 87 Prozent aller Provider wurden 2018 angegriffen. Und bereits für das 1. Quartal dieses Jahres registrierte Link11 schon 11.177 DDoS-Angriffe.

Fluch und Segen des Darkwebs

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