დაუცველობის აღმოჩენა და სმარტ ბარათებისა და კრიპტო პროცესორების ჰაკერების შეტევების წინააღმდეგობის შეფასება ჩაშენებული დაცვით

ბოლო ათწლეულის განმავლობაში, საიდუმლოების მოპოვების ან სხვა არაავტორიზებული მოქმედებების განხორციელების მეთოდების გარდა, თავდამსხმელებმა დაიწყეს მონაცემთა უნებლიე გაჟონვისა და პროგრამის შესრულების მანიპულირება გვერდითი არხებით.

თავდასხმის ტრადიციული მეთოდები შეიძლება იყოს ძვირი ცოდნის, დროისა და დამუშავების უნარის თვალსაზრისით. მეორეს მხრივ, გვერდითი არხის შეტევები შეიძლება იყოს უფრო ადვილად განხორციელებული და არა დესტრუქციული, რადგან ისინი ავლენენ ან მანიპულირებენ ფიზიკურ თვისებებს, რომლებიც ხელმისაწვდომია ნორმალური მუშაობის დროს.

გვერდითი არხის გაზომვების დასამუშავებლად სტატისტიკური მეთოდების გამოყენებით ან ჩიპის პირად არხებში ხარვეზების შეტანით, თავდამსხმელს შეუძლია რამდენიმე საათის განმავლობაში მიიღოს წვდომა მის საიდუმლოებაზე.

ყოველწლიურად გაცემული 5,000 მილიონზე მეტი ჭკვიანი ბარათი და ახალი ჩაშენებული კრიპტოგრაფიული ტექნოლოგიები შემოდის ბაზრებზე, იზრდება საჭიროება როგორც ბიზნესის, ისე კონფიდენციალურობის უსაფრთხოების უზრუნველსაყოფად.

ნიდერლანდებში Riscure-მა შექმნა ინსპექტორი, რომელიც უზრუნველყოფს R&D ლაბორატორიებს, ასევე მწარმოებლებს უსაფრთხოების საფრთხის აღმოჩენის ახალ, მაღალეფექტურ შესაძლებლობებს.

ინსპექტორის რისკის სისტემა მხარს უჭერს სხვადასხვა გვერდითი არხის ანალიზის (SCA) ტექნიკას, როგორიცაა ენერგიის მოხმარების ანალიზი (SPA/DPA), დრო, RF, ასევე ელექტრომაგნიტური ანალიზი (EMA) და დარღვევის (FI) შეტევები, როგორიცაა ძაბვის ხარვეზები, საათის ხარვეზები და ლაზერული მანიპულირება. სისტემის ჩაშენებული ფუნქციონალობა მხარს უჭერს მრავალ კრიპტოგრაფიულ ალგორითმს, აპლიკაციის პროტოკოლებს, ინტერფეისებს და ინსტრუმენტაციას.

სისტემა საშუალებას გაძლევთ გააფართოვოთ და განახორციელოთ ახალი მეთოდები და მორგებული აპლიკაციები დაუცველობის აღმოსაჩენად.

Inspector SCA გვერდითი არხის ანალიზის სისტემა მოიცავს:

• Power Tracer;
• ელექტრომაგნიტური ჟღერადობის EM Probe სადგურის მონტაჟი;
• icWaves ტრიგერების გენერატორი;
• CleanWave ფილტრი;
• მიმდინარე ზონდი მიმდინარე ზონდი.

მთავარ "სიკეთეებს" შორის შეგვიძლია გამოვყოთ ძირითადი:

• ეს არის ერთიანი, ინტეგრირებული ინსტრუმენტი გვერდითი არხის ანალიზისა და ხარვეზის ინექციის ტესტირებისთვის;
• ინსპექტორი აკმაყოფილებს EMVco და CMVP საერთო კრიტერიუმების სერტიფიცირებულ გვერდითი არხის ტესტირების მოთხოვნებს;
• ეს არის ღია გარემო, რომელიც მოიცავს მოდულების წყაროს კოდს, რითაც საშუალებას იძლევა შეიცვალოს არსებული მეთოდები და შეიტანოს ახალი ტესტირების მეთოდები, რომლებიც შეიძლება შეიმუშაოს მომხმარებლის მიერ ინსპექტორისთვის;
• სტაბილური და ინტეგრირებული პროგრამული უზრუნველყოფა და აპარატურა მოიცავს მონაცემთა მაღალსიჩქარიან შეგროვებას მილიონობით კვალში;
• პროგრამული უზრუნველყოფის გამოშვების ექვსთვიანი ციკლი მომხმარებლებს აცნობებს უახლეს ტექნიკას გვერდითი არხების ტესტირების სფეროში.

ინსპექტორი ხელმისაწვდომია სხვადასხვა ვერსიით ერთ პლატფორმაზე:

• ინსპექტორი SCA გთავაზობთ ყველა საჭირო ვარიანტს DPA და EMA გვერდითი არხის ანალიზის შესასრულებლად.
• ინსპექტორი FI გთავაზობთ სრულ შეცდომის ინექციის ფუნქციონირებას (პერტურბაციის შეტევები), ასევე დიფერენციალური ხარვეზის ანალიზს (DFA).
• ინსპექტორი კორე და ს.პ (სიგნალის დამუშავება) გთავაზობთ ძირითად SCA ფუნქციონირებას, რომელიც განხორციელებულია ცალკეულ მოდულებში, რათა უზრუნველყოს ხელმისაწვდომი პროგრამული პაკეტი მონაცემთა შეძენის ან შემდგომი დამუშავებისთვის.

ინსპექტორი SCA

გაზომვის შედეგების მიღების შემდეგ, ხელმისაწვდომია სიგნალის დამუშავების სხვადასხვა ტექნიკა მრავალი მაღალი სიგნალის, დაბალი ხმაურის კვალის შესაქმნელად. შემუშავებულია სიგნალის დამუშავების ფუნქციები, რომლებიც ითვალისწინებენ დახვეწილ განსხვავებებს EM კვალს, დენის კვალს და RF სიგნალის კვალი დამუშავებას შორის. ინსპექტორის მძლავრი გრაფიკული კვალის პრეზენტაცია მომხმარებლებს საშუალებას აძლევს განახორციელონ დროის ანალიზი ან შეამოწმონ კვალი, მაგალითად, SPA მოწყვლადობისთვის.

DPA-ს შესრულება ECC-ის დანერგვისას

უსაფრთხოების მრავალი იმპლემენტაციისთვის, რომელიც დღესდღეობით ითვლება SPA რეზისტენტულად, ტესტირების აქცენტი, როგორც წესი, კეთდება დიფერენციალური ტესტირების მეთოდებზე (მაგ., DPA/CPA). ამ მიზნით, ინსპექტორი გთავაზობთ კონფიგურირებადი მეთოდების ფართო სპექტრს, რომელიც მოიცავს კრიპტოგრაფიული ალგორითმების ფართო სპექტრს და ფართოდ გამოყენებულ ალგორითმებს, როგორიცაა (3)DES, AES, RSA და ECC.

ჩიპის EM გამოსხივება საუკეთესო მდებარეობის მოსაძებნად DEMA-ს დანერგვისას

ძირითადი მახასიათებლები

• ეს გამოსავალი აერთიანებს ენერგიის ანალიზს (SPA/DPA/CPA), ელექტრომაგნიტურ (SEMA/DEMA/EMA-RF) და უკონტაქტო ტესტირების მეთოდებს (RFA).
• მონაცემთა შეძენის სიჩქარე მნიშვნელოვნად გაუმჯობესებულია ინსპექტორთან ოსცილოსკოპის მჭიდრო ინტეგრაციის გამო.
• გათანაბრების გაფართოებული ტექნიკა გამოიყენება საათის ჟიტერისა და რანდომიზაციის თავიდან ასაცილებლად
• მომხმარებელს შეუძლია კრიპტოანალიზის მოდულების კონფიგურაცია, რომლებიც მხარს უჭერენ პირველადი და მაღალი რიგის შეტევებს ყველა ძირითად ალგორითმზე, როგორიცაა (3)DES, AES, RSA და ECC.
• გამოიყენება დომენის სპეციფიკური ალგორითმების გაფართოებული მხარდაჭერა, მათ შორის SEED, MISTY1, DSA, მათ შორის Camellia.

აპარატურა

PC Inspector სამუშაო სადგურის გარდა, SCA იყენებს აპარატურას, რომელიც ოპტიმიზებულია გვერდითი არხის მონაცემებისა და სიგნალის მისაღებად:

• Power Tracer SPA/DPA/CPA სმარტ ბარათებზე
• EM Probe სადგური SEMA / DEMA / EMA RF-სთვის
• ჩაშენებულ მოწყობილობებზე SPA/DPA/CPA მიმდინარე ზონდი
• CleanWave ფილტრი Micropross MP300 TCL1/2 RFA და RF EMA-სთვის
• IVI-თან თავსებადი ოსცილოსკოპი

შეფასებული ობიექტები ხშირად საჭიროებენ გაზომვებს, გადართვას და აპარატურულ კონტროლს, რაც აუცილებელია SCA-ს შესასრულებლად. ინსპექტორის მოქნილი ტექნიკის მენეჯერი, ღია განვითარების გარემო და ინტერფეისის ვრცელი ოფციები მყარ საფუძველს იძლევა მაღალი ხარისხის გაზომვებისთვის მორგებული აპარატურის გამოყენებით.

ინსპექტორი SCA

შიდა უსაფრთხოების წამყვანი ინჟინერი ჯო ჯონ კონორი ამბობს სისტემის შესახებ:
„ინსპექტორმა მოახდინა რევოლუცია ჩვენი პროდუქციის დიფერენციალური წინააღმდეგობის შეფასებაში. ენერგიის მოხმარების შეტევა DPA. მისი სიძლიერე მდგომარეობს იმაში, რომ იგი აერთიანებს შეგროვებისა და ანალიზის პროცესებს, რაც საშუალებას გვაძლევს სწრაფად შევაფასოთ ახალი კრიპტოგრაფიული აპარატურის დიზაინის ეფექტურობა. უფრო მეტიც, მისი უმაღლესი გრაფიკული ინტერფეისი საშუალებას აძლევს მომხმარებელს ვიზუალურად აღიქვას ენერგეტიკული ხელმოწერები შეგროვებული დისკრეტული მონაცემებიდან ინდივიდუალურად ან ერთდროულად - ფასდაუდებელია DPA-სთვის მონაცემების მომზადებისას თავდასხმის დროს - მაშინ როცა მისი ძლიერი ანალიტიკური ბიბლიოთეკები მხარს უჭერენ ყველაზე ხშირად გამოყენებულ კომერციულ დაშიფვრის ალგორითმებს. Riscure-ის მიერ მხარდაჭერილი პროგრამული უზრუნველყოფის და ტექნოლოგიის დროული განახლებები გვეხმარება შევინარჩუნოთ ჩვენი პროდუქციის უსაფრთხოება.”

ინსპექტორი FI

Inspector FI - Fault Injection - გთავაზობთ ფუნქციების ფართო სპექტრს შეცდომის ინექციის ტესტირების შესასრულებლად ჭკვიანი ბარათისა და ჩაშენებული მოწყობილობის ტექნოლოგიებზე. მხარდაჭერილი ტესტის მეთოდები მოიცავს საათის ხარვეზებს, ძაბვის ხარვეზებს და ოპტიკურ ლაზერულ შეტევებს. გაუმართაობის ინექციის შეტევები - ასევე ცნობილი როგორც აშლილობის შეტევები - ცვლის ჩიპის ქცევას, რაც იწვევს გამოსაყენებელ უკმარისობას.

Inspector FI-ით მომხმარებლებს შეუძლიათ შეამოწმონ შესაძლებელია თუ არა გასაღების ამოღება ჩიპის კრიპტოგრაფიულ ოპერაციებში წარუმატებლობის გამოწვევით, შემოწმების გვერდის ავლით, როგორიცაა ავტორიზაცია ან სიცოცხლის ციკლის სტატუსი, ან შეცვალოს თუ როგორ მუშაობს პროგრამა ჩიპზე.

ვრცელი კონფიგურირებადი პარამეტრები

ინსპექტორი FI მოიცავს მომხმარებლის მიერ კონფიგურირებად პარამეტრებს პროგრამულად მართოს გადართვა და დარღვევები, როგორიცაა სხვადასხვა ხანგრძლივობის იმპულსები, პულსის გამეორება და ძაბვის დონის ცვლილებები. პროგრამული უზრუნველყოფა წარმოგიდგენთ შედეგებს, აჩვენებს მოსალოდნელ ქცევას, ბარათის გადატვირთვას და მოულოდნელ ქცევას, დეტალურ ჩაწერასთან ერთად. DFA თავდასხმის მოდულები ხელმისაწვდომია ძირითადი დაშიფვრის ალგორითმებისთვის. "ოსტატის" გამოყენებით მომხმარებლებს შეუძლიათ API-ით შექმნან შეფერხების პერსონალური პროგრამა.

ძირითადი მახასიათებლები

• არაპარალელური და ადვილად რეპროდუცირებადი სიზუსტე და დრო ყველა შეფერხებული ტექნიკისთვის.
• შეტევის დიზაინის სცენარები ძლიერი ბრძანების სისტემის და ინტეგრირებული IDE ინსპექტორის გამოყენებით.
• ინსპექტორის ვრცელი კონფიგურაციის ვარიანტები ავტომატური დეფექტის ინექციის ტესტირებისთვის.
• ლაზერული აპარატურა ბარათის უკანა და წინა მხარეებზე მრავალგლიჩინგისთვის, შეკვეთით დამზადებული შეფერხების ინექციის მეთოდის შესამოწმებლად.
• DFA მოდულები პოპულარული დაშიფვრის ალგორითმების განხორციელებისთვის, მათ შორის RSA, AES და 3DES
• მრავალპუნქტიან ლაზერზე განახლება იძლევა შესაძლებლობას გავლენა მოახდინოს მიკროსქემზე ერთდროულად რამდენიმე ადგილას.
• ოპერაციაზე დამოკიდებულ სინქრონიზაციას icWaves ტრიგერების გენერატორის გამოყენებით შეუძლია თავიდან აიცილოს კონტრზომები და თავიდან აიცილოს ნიმუშის დაკარგვა.

აპარატურა

ინსპექტორი FI შეიძლება გამოყენებულ იქნას შემდეგი ტექნიკის კომპონენტებთან შეტევების განსახორციელებლად:

• VC Glitcher დამატებითი შეფერხების გამაძლიერებლით
• დიოდური ლაზერული სადგური სურვილისამებრ მრავალპუნქტიანი განახლებით
• PicoScope 5203 ან IVI-თან თავსებადი ოსცილოსკოპი

ინსპექტორი FI VC Glitcher-ით, icWaves Trigger გენერატორით, Glitch-ის გამაძლიერებლით და ლაზერული სადგურით

VC Glitcher გენერატორი აყალიბებს Inspector სისტემის შეფერხების ინექციის არქიტექტურის ბირთვს. ულტრა სწრაფი FPGA ტექნოლოგიის გამოყენებით შეიძლება წარმოიქმნას ორი ნანოწამის ხანმოკლე ხარვეზები. აპარატურას აქვს მოსახერხებელი პროგრამირების ინტერფეისი. მომხმარებლის მიერ შექმნილი გაუმართავი პროგრამა იტვირთება FPGA-ში ტესტირების დაწყებამდე. VC Glitcher მოიცავს ინტეგრირებულ წრეს ძაბვის ხარვეზებისა და საათის ხარვეზების შესატანად, ასევე არხის გამომავალს ლაზერული სადგურის გასაკონტროლებლად.

დიოდური ლაზერული სადგური შედგება მაღალი სიმძლავრის დიოდური ლაზერების მორგებული მასივისაგან მორგებული ოპტიკით, რომლებიც სწრაფად და მოქნილად კონტროლდება VC Glitcher-ის მიერ. მოწყობილობა ოპტიკურ ტესტირებას გადაჰყავს შემდეგ დონეზე, ეფექტური მრავალჯერადი ხარვეზების, სიმძლავრის ზუსტი კონტროლისა და პულსის გადართვის სწრაფი და პროგნოზირებადი პასუხის უზრუნველყოფით.

დიოდური ლაზერული სადგურის მრავალპუნქტიან ვერსიამდე განახლებით, ჩიპზე შესაძლებელია რამდენიმე არეალის ტესტირება სხვადასხვა დროის პარამეტრისა და მიწოდების ძაბვის გამოყენებით.

სიგნალზე დაფუძნებული გაშვება icWaves ტრიგერების გენერატორის გამოყენებით

საათის ხმაური, პროცესის შემთხვევითი შეფერხებები და მონაცემთა დამოკიდებულების პროცესის ხანგრძლივობა მოითხოვს მოქნილ შეცდომის შეცვლას და გვერდითი არხის მონაცემთა შეგროვებას. Inspector სისტემის icWaves გენერატორი ქმნის ტრიგერის პულსს ჩიპის კვების წყაროში ან EM სიგნალში მოცემული მოდელისგან განსხვავებების რეალურ დროში გამოვლენის საპასუხოდ. მოწყობილობას აქვს სპეციალური ფილტრი, რომელიც უზრუნველყოფს მოდელის შესატყვისს გამოვლენას ხმაურიან სიგნალებშიც კი.

საცნობარო კვალი, რომელიც გამოიყენება მოდელის შესატყვისად FPGA მოწყობილობის შიგნით, შეიძლება შეიცვალოს ინსპექტორის სიგნალის დამუშავების ფუნქციების გამოყენებით. სმარტ ბარათს, რომელმაც აღმოაჩინა გაუმართაობის ინექცია, შეუძლია შექმნას დამცავი მექანიზმი მგრძნობიარე მონაცემების მოსაშორებლად ან ბარათის დაბლოკვის მიზნით. icWaves კომპონენტი ასევე შეიძლება გამოყენებულ იქნას ბარათის გამორთვისთვის, როდესაც ენერგიის მოხმარება ან EM პროფილი გადახრის სტანდარტული მუშაობისგან.

ლაზერული სადგური (LS) მრავალპუნქტიანი წვდომის ოფციით,
მიკროსკოპით და კოორდინატთა ცხრილით

ინტეგრირებული განვითარების გარემო (IDE)

ინსპექტორის განვითარების გარემო შექმნილია იმისათვის, რომ უზრუნველყოს მომხმარებლისთვის მაქსიმალური მოქნილობა, გამოიყენოს SCA და FI ნებისმიერი მიზნით.

• ღია API: აადვილებს ახალი მოდულების დანერგვას
• წყაროს კოდი: თითოეულ მოდულს გააჩნია საკუთარი კოდი, ასე რომ, მოდულები შეიძლება მორგებული იყოს მომხმარებლის სურვილებზე ან გამოყენებული იქნას ახალი მოდულების შესაქმნელად.

ინსპექტორი FI

ინსპექტორი აერთიანებს გაუმართაობის ინექციისა და გვერდითი არხის ანალიზის ტექნიკას ერთ მაღალი ხარისხის პაკეტში.

წარუმატებლობის ქცევის ანალიზის მაგალითი:

გვერდითი არხის შეტევების სფერო სწრაფად ვითარდება, ყოველწლიურად ქვეყნდება ახალი კვლევის შედეგები, ხდება საჯაროდ ცნობილი ან სავალდებულო ხდება სქემებისა და სტანდარტების სერტიფიცირება. ინსპექტორი მომხმარებლებს საშუალებას აძლევს თვალყური ადევნონ ახალ განვითარებას და პროგრამული უზრუნველყოფის რეგულარულ განახლებებს, რომლებიც ახორციელებენ ახალ ტექნიკას.

წყარო: www.habr.com