보호 기능이 내장된 스마트 카드 및 암호화 프로세서의 취약성을 감지하고 해커 공격에 대한 저항력을 평가합니다.

지난 XNUMX년 동안 공격자는 비밀을 추출하거나 기타 무단 작업을 수행하는 방법 외에도 의도하지 않은 데이터 유출 및 사이드 채널을 통한 프로그램 실행 조작을 사용하기 시작했습니다.

전통적인 공격 방법은 지식, 시간, 처리 능력 측면에서 비용이 많이 들 수 있습니다. 반면에 부채널 공격은 일반 작업 중에 액세스할 수 있는 물리적 속성을 노출하거나 조작하므로 더 쉽게 구현되고 비파괴적일 수 있습니다.

부채널 측정을 처리하기 위해 통계적 방법을 사용하거나 칩의 개인 채널에 결함을 도입함으로써 공격자는 몇 시간 내에 비밀에 접근할 수 있습니다.

매년 5,000억 개 이상의 스마트 카드가 발행되고 새로운 내장형 암호화 기술이 시장에 출시됨에 따라 비즈니스 보안과 개인정보 보안을 모두 보장해야 할 필요성이 점점 더 커지고 있습니다.

네덜란드에서 Riscure는 R&D 연구소와 제조업체에 새롭고 매우 효과적인 보안 위협 탐지 기능을 제공하는 Inspector를 만들었습니다.

Inspector Risk 시스템은 전력 소비 분석(SPA/DPA), 타이밍, RF 등 다양한 부채널 분석(SCA) 기술은 물론 전압 글리치, 클럭 글리치 및 전자기 분석(EMA) 및 교란(FI) 공격을 지원합니다. 레이저 조작. 시스템에 내장된 기능은 수많은 암호화 알고리즘, 애플리케이션 프로토콜, 인터페이스 및 계측을 지원합니다.

이 시스템을 사용하면 취약점을 탐지하기 위한 새로운 방법과 맞춤형 애플리케이션을 확장하고 구현할 수 있습니다.

Inspector SCA 부채널 분석 시스템에는 다음이 포함됩니다.

• 파워 트레이서;
• 전자기 측심 EM 프로브 스테이션 설치;
• icWaves 트리거 생성기;
• CleanWave 필터;
• 전류 프로브 전류 프로브.

주요 "상품" 중에서 주요 내용을 강조할 수 있습니다.

• 이는 사이드 채널 분석 및 결함 주입 테스트를 위한 단일 통합 도구입니다.
• Inspector는 EMVco 및 CMVP Common Criteria 인증 부채널 테스트 요구 사항을 충족합니다.
• 이는 모듈의 소스 코드를 포함하는 개방형 환경이므로 기존 방법을 수정하고 사용자가 Inspector용으로 개발할 수 있는 새로운 테스트 방법을 포함할 수 있습니다.
• 안정적이고 통합된 소프트웨어 및 하드웨어에는 수백만 개의 트레이스에 대한 고속 데이터 수집이 포함됩니다.
• 소프트웨어의 XNUMX개월 릴리스 주기를 통해 사용자는 현장에서 사이드 채널을 테스트하기 위한 최신 기술을 최신 상태로 유지할 수 있습니다.

Inspector는 단일 플랫폼에서 다양한 버전으로 제공됩니다.

• SCA 검사관 DPA 및 EMA 부채널 분석을 수행하는 데 필요한 모든 옵션을 제공합니다.
• FI 검사관 완전한 결함 주입 기능(교란 공격)과 차등 결함 분석(DFA)을 제공합니다.
• 인스펙터 코어 및 SP (신호 처리)은 데이터 수집 또는 후처리를 위해 액세스 가능한 소프트웨어 패키지를 제공하기 위해 별도의 모듈에 구현된 핵심 SCA 기능을 제공합니다.

SCA 검사관

측정 결과를 얻은 후에는 다양한 신호 처리 기술을 사용하여 여러 개의 고신호, 저잡음 트레이스를 생성할 수 있습니다. EM 트레이스, 전력 트레이스, RF 트레이스 신호 처리 간의 미묘한 차이를 고려하는 신호 처리 기능이 개발되었습니다. Inspector의 강력한 그래픽 추적 프레젠테이션을 통해 사용자는 타이밍 분석을 수행하거나 SPA 취약점과 같은 추적을 검사할 수 있습니다.

ECC 구현 시 DPA 수행

요즘 SPA 저항성으로 간주되는 많은 보안 구현의 경우 테스트의 초점은 일반적으로 차등 테스트 방법(예: DPA/CPA)에 있습니다. 이를 위해 Inspector는 광범위한 암호화 알고리즘과 (3)DES, AES, RSA 및 ECC와 같이 널리 사용되는 알고리즘을 포괄하는 광범위한 구성 가능한 방법을 제공합니다.

DEMA 구현 시 최적의 위치를 ​​찾기 위한 칩의 EM 방사

주요 특징

• 이 솔루션은 전력 분석(SPA/DPA/CPA), 전자기(SEMA/DEMA/EMA-RF) 및 비접촉 테스트 방법(RFA)을 결합합니다.
• 오실로스코프와 Inspector의 긴밀한 통합으로 인해 데이터 수집 속도가 크게 향상되었습니다.
• 클록 지터 및 무작위화를 방지하기 위해 고급 균등화 기술이 사용됩니다.
• 사용자는 (3)DES, AES, RSA 및 ECC와 같은 모든 주요 알고리즘에 대한 기본 및 상위 공격을 지원하는 암호 분석 모듈을 구성할 수 있습니다.
• Camellia를 포함하여 SEED, MISTY1, DSA를 포함한 도메인별 알고리즘에 대한 확장 지원이 사용됩니다.

하드웨어

PC Inspector 워크스테이션 외에도 SCA는 사이드 채널 데이터 및 신호 수집에 최적화된 하드웨어를 사용합니다.

• 스마트 카드의 SPA/DPA/CPA용 Power Tracer
• SEMA/DEMA/EMA RF용 EM 프로브 스테이션
• 내장형 장치의 SPA/DPA/CPA용 전류 프로브
• RFA 및 RF EMA용 Micropross MP300 TCL1/2를 갖춘 CleanWave 필터
• IVI 호환 오실로스코프

평가 대상 개체에는 SCA를 수행하는 데 필요한 측정, 전환 및 하드웨어 제어가 필요한 경우가 많습니다. Inspector의 유연한 하드웨어 관리자, 개방형 개발 환경 및 광범위한 인터페이스 옵션은 맞춤형 하드웨어를 사용하여 고품질 측정을 위한 견고한 기반을 제공합니다.

SCA 검사관

수석 내부 보안 엔지니어인 Joh John Connor는 시스템에 대해 다음과 같이 말합니다.
“Inspector는 제품의 차등 저항을 평가하는 방식에 혁명을 일으켰습니다. 에너지 소비 공격 DPA. 그 강점은 새로운 암호화 하드웨어 설계의 효율성을 신속하게 평가할 수 있는 수집 및 분석 프로세스를 통합한다는 사실에 있습니다. 또한 뛰어난 그래픽 인터페이스를 통해 사용자는 수집된 개별 데이터의 에너지 시그니처를 개별적으로 또는 동시에 시각화할 수 있으며(공격 중 DPA용 데이터를 준비할 때 매우 유용함), 강력한 분석 라이브러리는 가장 일반적으로 사용되는 상용 암호화 알고리즘을 지원합니다. Riscure가 지원하는 시기적절한 소프트웨어 및 기술 업데이트는 우리 제품의 보안을 유지하는 데 도움이 됩니다.”

FI 검사관

Inspector FI(오류 주입)는 스마트 카드 및 임베디드 장치 기술에 대한 오류 주입 테스트를 수행하는 다양한 기능을 제공합니다. 지원되는 테스트 방법에는 클록 결함, 전압 결함 및 광학 레이저 ​​공격이 포함됩니다. 교란 공격이라고도 알려진 오류 주입 공격은 칩의 동작을 변경하여 사용 가능한 오류를 유발합니다.

Inspector FI를 사용하면 사용자는 칩의 암호화 작업에 오류를 일으키거나, 인증 또는 수명 주기 상태와 같은 검사를 우회하거나, 칩에서 프로그램이 실행되는 방식을 수정하여 키를 추출할 수 있는지 테스트할 수 있습니다.

광범위하게 구성 가능한 옵션

Inspector FI에는 다양한 지속 시간의 펄스, 펄스 반복 및 전압 레벨 변화와 같은 스위칭 및 교란을 프로그래밍 방식으로 제어하기 위해 사용자가 구성할 수 있는 다수의 매개변수가 포함되어 있습니다. 소프트웨어는 자세한 로깅과 함께 예상되는 동작, 카드 재설정 및 예기치 않은 동작을 보여주는 결과를 제공합니다. DFA 공격 모듈은 주요 암호화 알고리즘에 사용할 수 있습니다. "마법사"를 사용하면 사용자는 API로 맞춤형 교란 프로그램을 만들 수도 있습니다.

주요 특징

• 모든 결함이 있는 하드웨어에 대해 비병렬적이고 쉽게 재현 가능한 정확도와 타이밍입니다.
• 강력한 명령 시스템과 통합 IDE Inspector를 사용한 공격 설계 시나리오.
• 자동화된 결함 주입 테스트를 위한 광범위한 Inspector 구성 옵션.
• 카드 뒷면과 앞면의 멀티 글리칭을 위한 레이저 장비로 글리치 주입 방식을 이용한 테스트용으로 맞춤 제작되었습니다.
• RSA, AES, 3DES 등 널리 사용되는 암호화 알고리즘 구현을 위한 DFA 모듈
• 다점 레이저로 업그레이드하면 한 번에 여러 위치의 미세 회로에 영향을 미칠 수 있는 기회가 제공됩니다.
• icWaves 트리거 생성기를 사용한 작업별 동기화는 대책을 방지하고 샘플 손실을 방지할 수 있습니다.

하드웨어

Inspector FI는 다음 하드웨어 구성 요소와 함께 사용하여 공격을 수행할 수 있습니다.

• 추가 글리치 증폭기가 포함된 VC 글리처
• 다중 지점 업그레이드 옵션이 포함된 다이오드 레이저 스테이션
• PicoScope 5203 또는 IVI 호환 오실로스코프

VC 글리처, icWaves 트리거 생성기, 글리치 증폭기 및 레이저 스테이션을 갖춘 Inspector FI

VC Glitcher 생성기는 Inspector 시스템의 글리치 주입 아키텍처의 핵심을 형성합니다. 초고속 FPGA 기술을 사용하면 XNUMX나노초 정도의 짧은 오류가 생성될 수 있습니다. 하드웨어에는 사용자 친화적인 프로그래밍 인터페이스가 있습니다. 사용자가 만든 잘못된 프로그램은 테스트 실행 전에 FPGA에 로드됩니다. VC Glitcher에는 전압 글리치 및 클록 글리치를 도입하기 위한 집적 회로와 레이저 스테이션 제어를 위한 채널 출력이 포함되어 있습니다.

다이오드 레이저 스테이션은 VC Glitcher에 의해 빠르고 유연하게 제어되는 맞춤형 광학 장치를 갖춘 맞춤형 고출력 다이오드 레이저 배열로 구성됩니다. 이 장비는 효율적인 다중 결함, 정밀한 전력 제어, 펄스 스위칭에 대한 빠르고 예측 가능한 응답을 제공하여 광학 테스트를 한 단계 더 발전시킵니다.

다이오드 레이저 스테이션을 다중 지점 버전으로 업그레이드하면 다양한 타이밍 매개변수와 공급 전압을 사용하여 칩의 여러 영역을 테스트할 수 있습니다.

icWaves 트리거 생성기를 사용한 신호 기반 트리거링

클록 지터, 무작위 프로세스 인터럽트 및 데이터 종속 프로세스 기간에는 유연한 오류 전환 및 부채널 데이터 수집이 필요합니다. Inspector 시스템의 icWaves 생성기는 칩의 전원 공급 장치 또는 EM 신호에서 특정 모델과의 차이를 실시간으로 감지한 것에 응답하여 트리거 펄스를 생성합니다. 이 장치에는 잡음이 있는 신호에서도 모델 일치가 감지되도록 하는 특수 노치 필터가 포함되어 있습니다.

FPGA 장치 내부의 모델을 일치시키는 데 사용되는 참조 트레이스는 Inspector의 신호 처리 기능을 사용하여 수정할 수 있습니다. 결함 주입을 감지한 스마트 카드는 보호 메커니즘을 시작하여 민감한 데이터를 제거하거나 카드를 차단할 수 있습니다. icWaves 구성 요소는 전력 소비 또는 EM 프로필이 표준 작동에서 벗어날 때마다 카드 종료를 트리거하는 데에도 사용할 수 있습니다.

다중 지점 액세스 옵션이 있는 레이저 스테이션(LS),
현미경과 좌표표가 있는

통합 개발 환경(IDE)

Inspector 개발 환경은 사용자가 어떤 목적으로든 SCA 및 FI를 사용할 수 있도록 최대한의 유연성을 제공하도록 설계되었습니다.

• 개방형 API: 새로운 모듈을 더 쉽게 구현할 수 있습니다.
• 소스 코드: 각 모듈은 자체 소스 코드와 함께 제공되므로 모듈을 사용자의 희망에 맞게 조정하거나 새 모듈을 생성하기 위한 기초로 사용할 수 있습니다.

FI 검사관

Inspector는 결함 주입 및 부채널 분석 기술을 하나의 고성능 패키지에 결합합니다.

고장 행위 분석의 예:

부채널 공격 분야는 매년 새로운 연구 결과가 발표되거나 대중에게 알려지거나 체계 및 표준 인증이 의무화되는 등 빠르게 진화하고 있습니다. Inspector를 사용하면 사용자는 새로운 기술을 구현하는 새로운 개발 및 정기적인 소프트웨어 업데이트를 확인할 수 있습니다.

출처 : habr.com