Viimase kümne aasta jooksul on ründeviiside hulka lisandunud mitte ainult saladuste jälitamise või muude volitamata toimingute meetodid, vaid ka tahtmatu andmeleke ning programmide täitmise protsessi manipuleerimine kõrvalkanalite kaudu.
Traditsioonilised ründemeetodid võivad nõuda palju aega, teadmisi ja arvutusvõimet. Seevastu kõrvalkanali rünnakud võivad olla kergemini teostatavad ja hävitamata, kuna need põhinevad füüsiliste omaduste tuvastamisel või haldamisel, mis on normaalsetes töötingimustes kergesti kättesaadavad.
Statistiliste meetodite abil kõrvalkanali mõõtmiste töötlemiseks või sisseehitatud kanalitesse häirete sisestamise kaudu saavad ründajad pääseda saladustele ligipääsu mõne tunni jooksul.
Igal aastal valmib üle 5,000 miljoni nutikaardi ning turule tulevad uued sisseehitatud krüptograafilised tehnoloogiad, mis suurendab vajadust kaitsta nii ettevõtlust kui ka isiklikku elu.
Hollandis on ettevõte Riscure arendanud süsteemi Inspector, mis pakub teaduslaboritele ning tootjatele uusi, kõrgtehnoloogilisi ohutuvastusvahendeid.
Riscure Inspector süsteem toetab erinevaid kõrvalkanali analüüsi (SCA) meetodeid, nagu elektrivõimsuse analüüs (SPA/DPA), süütemeetod, raadiolained ning elektromagnetanalüüs (EMA) ja häirimisrünnakud (FI), sealhulgas pingetuhkearvud, taktimärkide tõrked ja laserimanipulatsioonid. Süsteemi sisseehitatud funktsioonid toetavad mitmeid krüptograafilisi algoritme, rakendusprotokolle, liideseid ja mõõteseadmeid.
Süsteem võimaldab teil laiendada ja rakendada uusi meetodeid ning oma rakendusi haavatavuste tuvastamiseks.
Süsteemi kõrvalkanali analüüsi Inspector SCA kuuluvad:
- võimsuse jälgija Power Tracer;
- elektromagnetilise sondimise EM Probe Station paigaldamine;
- triggeri generaator icWaves;
- CleanWave filter;
- voolu sond Current Probe.
Peamiste "lisade" seas võib esile tõsta:
- See on integreeritud tööriist kõrvalkanalite analüüsiks ja testimiseks, tekitades tõrkeid;
- Inspector vastab EMVco ja CMVP sertifitseeritud kõrvalkanalite testimise nõuetele;
- See on avatud keskkond, mis sisaldab moodulite lähtekoodi, võimaldades seeläbi muuta olemasolevaid meetodeid ja lisada uusi testimisviise, mida kasutaja võib Inspector'i jaoks välja töötada;
- Stabiilne ja integreeritud tarkvara ja riistvara sisaldab kõrgkiiruslikku andmekogumist miljonite jälgimiste kohta;
- Kuue kuu tarkvaraversiooni väljalaske tsükkel võimaldab kasutajatel olla kursis kõige värskemate meetoditega välitestimiseks.
Inspector'i pakutakse erinevates variantides ühel platvormil:
- Inspector SCA pakub kõik vajalikud valikud kõrvalkanalite DPA ja EMA analüüsi läbiviimiseks.
- Inspector FI pakub täielikku funktsionaalsust tõrgete eemaldamiseks (häirete rünnakud), samuti tõrgete diferentsiaalanalüüsi (DFA).
- Inspector Core ja SP (signaalide töötlemine) pakub SCA peamist funktsionaalsust, mis on ellu viidud eraldi moodulitena, et tagada juurdepääsetav tarkvarapakett andmete kogumiseks või edasiseks töötlemiseks.
Inspector SCA
Pärast mõõtmise tulemuste saamist on saadaval mitmesugused signaalide töötlemise meetodid, et luua hulgaliselt jälgimisi, millel on kõrged signaalitasemed ja madalad müratasemed. On välja töötatud signaalide töötlemise funktsioonid, mis arvestavad peeneid erinevusi elektromagnetilise jälgimise, energia tarbimise jälgimise ja RF (raadio) jälgimise signaalide töötlemises. Inspector pakub võimsaid graafilisi jälgimise esitusviise, mis võimaldavad kasutajatel läbi viia ajalis-analüüsi või uurida jälgimisi, näiteks SPA haavatavuste kontrollimiseks.
DPA rakendamine ECC puhul
Paljude turvamise rakenduste puhul, mis loetakse tänapäeval vastupidavaks SPA-le, keskendutakse testimise käigus tavaliselt diferentsiaalsete testimismeetodite (st DPA/CPA) kasutamisele. Selleks pakub Inspector laia valikut kohandatavaid meetodeid, mis käsitlevad suurt hulka krüptograafilisi algoritme ning laialdaselt kasutatavaid algoritme nagu (3)DES, AES, RSA ja ECC.
EM kiipide kiirgus parima asukoha määramiseks DEMA rakendamisel
Põhiomadused
- See lahendus ühendab energiatarbimise analüüsi (SPA/DPA/CPA), elektromagnetilised (SEMA/DEMA/EMA-RF) ja kontaktivabad testimismeetodid (RFA).
- Andmete kogumise kiirus suureneb oluliselt, kui osaleb oskilloskoop, mis on tihedalt integreeritud Inspektoriga.
- Kellimpulsise jitteri ja randomiseerimise vältimiseks kasutatakse täiustatud joondamismeetodeid.
- Kasutaja võib konfigureerida krüptoanalüüsi mooduleid, mis toetavad põhivaatlusi ja kõrge järgu rünnakuid kõigi peamiste algoritmide, nagu (3)DES, AES, RSA ja ECC, puhul.
- Kasutatakse erinevatele valdkondadele spetsiifiliste algoritmide, sealhulgas SEED, MISTY1, DSA, sealhulgas Camellia, täiendavat tuge.
Riistvara
PC Inspector SCA tööjaamale lisaks kasutab riistvara, mis on optimeeritud kõrvalkanalite ja signaalide kogumise jaoks:
- Energiatarbimise jälgija (Power Tracer) SPA / DPA / CPA nutikaartidel
- EM-probe jaam (EM Probe station) SEMA / DEMA / EMA RF jaoks
- Vooluprobe (Current Probe) SPA / DPA / CPA sisseehitatud seadmetes
- CleanWave filter Micropross MP300 TCL1 / 2 RFA ja RF EMA jaoks
- IVI-ühilduv osillograaf
Hindatavad objektid vajavad sageli mõõtmisi, vahetusi ja riistvarade haldamist, mis on vajalikud SCA täitmiseks. Tööriista Inspector paindlik riistvarahalduse haldaja, avatud arenduskeskkond ja laiad liidestamisvõimalused tagavad kindla aluse kvaliteetsete mõõtmisteks kasutaja seadmetega.
Inspector SCA
Juhtiv siseturbeinsener Joh John Connor ütleb süsteemi kohta:
“Inspector on radikaalselt muutnud meie toodete vastupidavuse hindamise viisi diferentseeritud DPA. Selle jõud seisneb selles, et see integreerib andmete kogumise ja analüüsi protsessid, mis võimaldavad meil kiiresti hinnata uut krüptograafilise riistvara projekti efektiivsust. Veelgi enam, selle suurepärane graafiline liides võimaldab kasutajal visualiseerida energiatarbimise signatuure kogutud diskreetsetes andmetes individuaalselt või samal ajal — see on hindamatu, kui valmistada andmeid DPA jaoks rünnaku ajal – samas kui selle võimsad analüütilised raamatukogud toetavad kõige sagedamini kasutatavaid kommertskrüptimisalgoritme. Aegsed tarkvarauuendused ja tehnoloogiad, mida toetab Riscure, aitavad meil oma tooteid turvalisena hoida.
Inspector FI
Inspector FI – rikke sisseviimine (Fault Injection) – pakub laia funktsioonide valikut, et viia läbi rikke sisseviimise testimist nutikaarditehnoloogiate ja sisseehitatud seadmete valdkonnas. Toetatud testimismeetodid hõlmavad kella tsüklite rikkeid, pingereid ja optilisi rünnakuid laserseadmete abil. Rikke kaudu sisseviimiseks mõeldud rünnakud – tuntud ka kui häirimise rünnakud – muudavad kiibi käitumist, põhjustades kasutatavat tõrget.
Inspector FI abil saavad kasutajad testida, kas võtme saamine on võimalik, põhjustades tõrkeid kiibi krüptograafilistes operatsioonides, ületades kontrolli, nagu autentimine või elutsükli seisund, või muutes programmi täitmise protsessi kiibil.
Ulatuslikud konfigureeritavad valikud
Inspector FI pakub palju kohandatavaid kasutaja parameetreid lülitite ja häirimiste programmeerimiseks, nagu erineva kestvusega tipptasemel impulsid, impulsi kordamine ja pingetaseme muutused. Tarkvara esitab tulemused, näidates oodatud käitumist, kaardi lähtestamisi ja ootamatut käitumist koos üksikasjaliku logimisega. DFA rünnakumoodulid on saadaval peamiste krüpteerimisalgoritmide jaoks. Kasutades 'meistrit', saavad kasutajad luua ka kohandatud häirimisprogrammi API-ga.
Põhiomadused
- Erinevuse ja kergelt taasesitatava täpsuse ning sünkroonimise jaoks kõigi riistvarade häirimiste tegemisel (glitchingu).
- Rünnaku kavandamise stsenaariumid, kasutades võimsat käsureasüsteemi ja integreeritud IDE Inspector.
- Laialdased Inspector'i konfigureerimise valikud automatiseeritud testimiseks häirimise meetodil.
- Laserseade mitme glitchingu jaoks tagaplaadi ja esipaneeli jaoks, mis on valmistatud vastavalt kasutaja soovile häirimise meetoditest testimiseks.
- DFA moodulid populaarsete krüpteerimisalgoritmide, sealhulgas RSA, AES ja 3DES teostamiseks.
- Mitme punkti laseriga uuendamine võimaldab mõjutada mikroskeemi korraga mitmes kohas.
- Operatsioonidest sõltuv sünkroniseerimine, kasutades icWaves'i käivitigeneraatort, võib takistada vastumeetmete rakendamist ja vältida proovide kadu.
Riistvara
Inspector FI-d saab kasutada järgmiste riistvarakomponentidega rünnakute läbiviimiseks:
- VC Glitcher koos täiendava tõrke tugevdamisega
- Dioodlaseriga ja täiendava mitme punkti uuendamisega jaam
- PicoScope 5203 või IVI-ühilduv osillograaf
Inspector FI koos VC Glitcher'i tõrke generaatori, icWaves'i käivitigeneraatorti, tõrke tugevdamisega Glitch Amplifier ja Laser Stationiga
VC Glitcher generaatori loob süsteemi Inspectoriga seotud riketega tuuma. Kasutades ülikiiret FPGA tehnoloogiat, on võimalik genereerida riketeid ainult kahe nanosükli jooksul. Riistvara pakub kasutajasõbralikku programmeerimisliidest. Kasutaja loodud riketega programm laaditakse FPGA-sse enne testimist. VC Glitcher sisaldab rikkeid, mis on põhjustatud pingetasemest ja taktsignaalidest, samuti väljundkanalit laserjaama juhtimiseks.
Diodilaserijaam koosneb kohandatud optikaga võimsatest diodilaagritest, mida VC Glitcher juhib kiiresti ja paindlikult. Seade viib optilise testimise uuele tasemele, pakkudes efektiivseid mitmeid rikkeid, täpset energiatarbimise juhtimist ja kiiret ning ettearvatavat reaktsiooni impulsside vahetamiseks.
Tänu dioodlaserjaama uuendamisele mitme punktiga versiooniks saab testida mitmeid alasid erinevate sünkroniseerimise ja toitepingega parameetritega.
Käivitamine signaalide põhjal koos impulsi generatsiooni trigerigeneraatoriga icWaves.
Kellade impulsside jitter, juhuslikud katkestused protsessis ja andmetest sõltuv protsessi kestus nõuavad paindlikku rikkevahetust ja kõrvalkanali andmete kogumist. Inspector süsteemi icWaves generaator loob triggerimpulsi reaalaegsete erinevuste tuvastamiseks mikroskeemi toite või EM signaali mudelist. Seade sisaldab spetsiaalset kitsaspektrilist filtrit, et tagada mudeliga vastavuse tuvastamine isegi mürarikka signaali korral.
FPGA-põhises seadmes mudeliga kokkuviimiseks kasutatav standardne jälgimine saab olla muudetud Inspector'i signaalitöötluse funktsioonide abil. Tarkkaart, mis tuvastab rikke ilmumise, võib käivitada kaitsemehhanismi, et eemaldada salajased andmed või blokeerida kaardi. Komponent icWaves saab samuti kasutada kaardi sulgemiseks iga kord, kui energiatarve või EM-profiil erineb normist.
Laserjaam Laser Station (LS) mitme punkti juurdepääsu valikuga,
mikroskoobi ja koordinaattabeliga
Integreeritud arenduskeskkond (IDE)
Inspector'i arenduskeskkond on kavandatud tagama kasutajale maksimaalset paindlikkust SCA ja FI rakendamiseks igasugustel eesmärkidel.
- Avas API: lihtsustab uute moodulite rakendamist
- Allikakood: iga moodul kaasneb oma allikakoodiga, mis võimaldab mooduleid kohandada kasutaja soove või kasutada neid uuteks mooduliteks.
Inspector FI
Inspector ühendab tõrkeanalüüsi ja kõrvalkanalite analüüsi meetodid ühte kõrge jõudlusega paketti.
Tõrke kasutamise käitumise analüüsi näide:
Küljekanali rünnakute valdkond areneb kiiresti, ning iga aastaga avaldatakse uusi teadusuuringute tulemusi, mis muutuvad avalikuks teadaandeks või muudavad skeemide ja standardite sertifitseerimise kohustuslikuks. Inspector võimaldab kasutajatel olla kursis uute arengute ja regulaarselt välja antavate tarkvarauuendustega, mis rakendavad uusi meetodeid.
Allikas: habr.com
