ProHoster > Blogs > interneta ziņas > ViedkarÅ”u un kriptoprocesoru ar iebÅ«vētu aizsardzÄ«bu ievainojamÄ«bu noteikÅ”ana un izturÄ«bas pret hakeru uzbrukumiem novērtÄ“Å”ana

ViedkarÅ”u un kriptoprocesoru ar iebÅ«vētu aizsardzÄ«bu ievainojamÄ«bu noteikÅ”ana un izturÄ«bas pret hakeru uzbrukumiem novērtÄ“Å”ana

Pēdējo desmit gadu laikā papildus metodēm noslēpumu iegÅ«Å”anai vai citu neatļautu darbÄ«bu veikÅ”anai uzbrucēji ir sākuÅ”i izmantot netÄ«Å”u datu noplÅ«di un manipulācijas ar programmas izpildi, izmantojot sānu kanālus.

Tradicionālās uzbrukuma metodes var bÅ«t dārgas zināŔanu, laika un apstrādes jaudas ziņā. No otras puses, sānu kanālu uzbrukumus var vieglāk Ä«stenot un tie nav destruktÄ«vi, jo tie atklāj vai manipulē ar fiziskām Ä«paŔībām, kas ir pieejamas normālas darbÄ«bas laikā.

Izmantojot statistikas metodes sānu kanālu mērÄ«jumu apstrādei vai ievieÅ”ot defektus mikroshēmas privātajos kanālos, uzbrucējs var piekļūt saviem noslēpumiem dažu stundu laikā.

ViedkarÅ”u un kriptoprocesoru ar iebÅ«vētu aizsardzÄ«bu ievainojamÄ«bu noteikÅ”ana un izturÄ«bas pret hakeru uzbrukumiem novērtÄ“Å”ana

Tā kā katru gadu tiek izdoti vairāk nekā 5,000 miljoni viedkarŔu un tirgos ienāk jaunas iegultās kriptogrāfijas tehnoloģijas, pieaug nepiecieŔamība nodroŔināt gan biznesa, gan privātuma droŔību.

NÄ«derlandē Riscure ir izveidojis Inspector, kas nodroÅ”ina pētniecÄ«bas un attÄ«stÄ«bas laboratorijām, kā arÄ« ražotājiem jaunas, ļoti efektÄ«vas droŔības apdraudējumu noteikÅ”anas iespējas.

Inspector Risk sistēma atbalsta dažādas sānu kanālu analÄ«zes (SCA) metodes, piemēram, enerÄ£ijas patēriņa analÄ«zi (SPA/DPA), laika noteikÅ”anas, RF, kā arÄ« elektromagnētiskās analÄ«zes (EMA) un traucējumu (FI) uzbrukumus, piemēram, sprieguma traucējumus, pulksteņa traucējumus un lāzera manipulācijas. Sistēmas iebÅ«vētā funkcionalitāte atbalsta daudzus kriptogrāfijas algoritmus, lietojumprogrammu protokolus, saskarnes un instrumentus.

Sistēma ļauj paplaÅ”ināt un ieviest jaunas metodes un pielāgotas lietojumprogrammas ievainojamÄ«bu noteikÅ”anai.

Inspector SCA sānu kanālu analīzes sistēma ietver:

  • Power Tracer;
  • elektromagnētiskās zondÄ“Å”anas EM zondes stacijas uzstādÄ«Å”ana;
  • icWaves sprÅ«da Ä£enerators;
  • CleanWave filtrs;
  • strāvas zonde PaÅ”reizējā zonde.

Starp galvenajiem ā€œlabumiemā€ mēs varam izcelt galvenos:

  • Tas ir vienots, integrēts rÄ«ks sānu kanālu analÄ«zei un kļūdu ievadÄ«Å”anas testÄ“Å”anai;
  • Inspektors atbilst EMVco un CMVP Common Criteria sertificētām sānu kanālu testÄ“Å”anas prasÄ«bām;
  • Tā ir atvērta vide, kas ietver moduļu pirmkodu, tādējādi ļaujot modificēt esoŔās metodes un iekļaut jaunas testÄ“Å”anas metodes, kuras lietotājs var izstrādāt Inspector;
  • Stabila un integrēta programmatÅ«ra un aparatÅ«ra ietver ātrdarbÄ«gu datu ieguvi no miljoniem pēdu;
  • ProgrammatÅ«ras seÅ”u mēneÅ”u izlaiÅ”anas cikls nodroÅ”ina, ka lietotāji ir informēti par jaunākajiem sānu kanālu testÄ“Å”anas paņēmieniem Å”ajā jomā.

Inspektors ir pieejams dažādās versijās vienā platformā:

  • SCA inspektors piedāvā visas nepiecieÅ”amās iespējas DPA un EMA sānu kanālu analÄ«zes veikÅ”anai.
  • Inspektors FI piedāvā pilnu kļūdu ievadÄ«Å”anas funkcionalitāti (traucējumu uzbrukumus), kā arÄ« diferenciālo kļūdu analÄ«zi (DFA).
  • Inspektors Core un SP (Signālu apstrāde) piedāvā SCA pamatfunkcionalitāti, kas ieviesta atseviŔķos moduļos, lai nodroÅ”inātu pieejamu programmatÅ«ras pakotni datu iegÅ«Å”anai vai pēcapstrādei.

SCA inspektors

Kad mērÄ«jumu rezultāti ir iegÅ«ti, ir pieejamas dažādas signālu apstrādes metodes, lai radÄ«tu vairākas augsta signāla un zema trokŔņa pēdas. Ir izstrādātas signālu apstrādes funkcijas, kas ņem vērā smalkās atŔķirÄ«bas starp EM trasÄ“Å”anu, jaudas izsekoÅ”anu un RF izsekoÅ”anas signālu apstrādi. Inspektora jaudÄ«gā grafiskā izsekoÅ”anas prezentācija ļauj lietotājiem veikt laika analÄ«zi vai pārbaudÄ«t pēdas, piemēram, vai nav SPA ievainojamÄ«bas.

ViedkarÅ”u un kriptoprocesoru ar iebÅ«vētu aizsardzÄ«bu ievainojamÄ«bu noteikÅ”ana un izturÄ«bas pret hakeru uzbrukumiem novērtÄ“Å”ana
DPA veikŔana, ievieŔot ECC

Daudzām droŔības ievieÅ”anām, kuras mÅ«sdienās tiek uzskatÄ«tas par izturÄ«gām pret SPA, testÄ“Å”ana parasti tiek pievērsta diferencētām testÄ“Å”anas metodēm (t.i., DPA/CPA). Å im nolÅ«kam Inspector piedāvā plaÅ”u konfigurējamu metožu klāstu, kas aptver plaÅ”u kriptogrāfijas algoritmu klāstu un plaÅ”i izmantotus algoritmus, piemēram, (3)DES, AES, RSA un ECC.

ViedkarÅ”u un kriptoprocesoru ar iebÅ«vētu aizsardzÄ«bu ievainojamÄ«bu noteikÅ”ana un izturÄ«bas pret hakeru uzbrukumiem novērtÄ“Å”ana
Mikroshēmas EM starojums, lai, ievieÅ”ot DEMA, atrastu labāko atraÅ”anās vietu

Galvenās iezīmes

  • Å is risinājums apvieno jaudas analÄ«zi (SPA/DPA/CPA), elektromagnētisko (SEMA/DEMA/EMA-RF) un bezkontakta testÄ“Å”anas metodes (RFA).
  • Datu iegÅ«Å”anas ātrumu ievērojami uzlabo osciloskopa cieŔā integrācija ar Inspector.
  • Uzlabotas izlÄ«dzināŔanas metodes tiek izmantotas, lai novērstu pulksteņa nervozitāti un nejauŔību
  • Lietotājs var konfigurēt kriptanalÄ«zes moduļus, kas atbalsta primāros un augstākās kārtas uzbrukumus visiem galvenajiem algoritmiem, piemēram, (3)DES, AES, RSA un ECC.
  • Tiek izmantots paplaÅ”ināts atbalsts domēna specifiskiem algoritmiem, tostarp SEED, MISTY1, DSA, tostarp Camellia.

Aparatūra

Papildus PC Inspector darbstacijai SCA izmanto aparatÅ«ru, kas optimizēta sānu kanālu datu un signālu iegÅ«Å”anai:

  • Power Tracer SPA/DPA/CPA viedkartēm
  • EM zondes stacija SEMA / DEMA / EMA RF
  • PaÅ”reizējā zonde SPA/DPA/CPA iegultajās ierÄ«cēs
  • CleanWave filtrs ar Micropross MP300 TCL1/2 RFA un RF EMA
  • Ar IVI saderÄ«gs osciloskops

Vērtējamajiem objektiem bieži ir nepiecieÅ”ami mērÄ«jumi, pārslēgÅ”ana un aparatÅ«ras kontrole, kas nepiecieÅ”ama SCA veikÅ”anai. Inspektora elastÄ«gais aparatÅ«ras pārvaldnieks, atvērtā izstrādes vide un plaŔās saskarnes iespējas nodroÅ”ina stabilu pamatu augstas kvalitātes mērÄ«jumiem, izmantojot pielāgotu aparatÅ«ru.

ViedkarÅ”u un kriptoprocesoru ar iebÅ«vētu aizsardzÄ«bu ievainojamÄ«bu noteikÅ”ana un izturÄ«bas pret hakeru uzbrukumiem novērtÄ“Å”ana
SCA inspektors

VadoÅ”ais iekŔējās droŔības inženieris Džo Džons Konors par sistēmu saka:
ā€œInspektors ir mainÄ«jis veidu, kā mēs novērtējam mÅ«su produktu diferenciālo pretestÄ«bu. enerÄ£ijas patēriņa uzbrukums DPA. Tās stiprā puse ir tajā, ka tajā ir integrēti savākÅ”anas un analÄ«zes procesi, kas ļauj ātri novērtēt jaunu kriptogrāfijas aparatÅ«ras dizainu efektivitāti. Turklāt tā izcilais grafiskais interfeiss ļauj lietotājam atseviŔķi vai vienlaikus vizualizēt enerÄ£ijas parakstus no savāktajiem diskrētiem datiem ā€” tas ir nenovērtējams, sagatavojot datus DPA uzbrukuma laikā, savukārt tā jaudÄ«gās analÄ«tikas bibliotēkas atbalsta visbiežāk izmantotos komerciālos Å”ifrÄ“Å”anas algoritmus. SavlaicÄ«gi Riscure atbalstÄ«tie programmatÅ«ras un tehnoloÄ£iju atjauninājumi palÄ«dz mums uzturēt mÅ«su produktu droŔību.

Inspektors FI

Inspector FI ā€” Fault Injection ā€” piedāvā plaÅ”u funkciju klāstu, lai veiktu defektu ievadÄ«Å”anas testÄ“Å”anu viedkarÅ”u un iegulto ierīču tehnoloÄ£ijās. AtbalstÄ«tās pārbaudes metodes ietver pulksteņa traucējumus, sprieguma traucējumus un optisko lāzeru uzbrukumus. Bojājumu ievadÄ«Å”anas uzbrukumi (pazÄ«stami arÄ« kā perturbācijas uzbrukumi) maina mikroshēmas darbÄ«bu, izraisot izmantojamu kļūmi.

Izmantojot Inspector FI, lietotāji var pārbaudīt, vai atslēgu var iegūt, izraisot mikroshēmas kriptogrāfiskās darbības traucējumus, apejot pārbaudi, piemēram, autentifikāciju vai dzīves cikla statusu, vai mainot to, kā programma darbojas mikroshēmā.

PlaÅ”as konfigurējamas iespējas

Inspector FI ietver lielu skaitu lietotāja konfigurējamu parametru, lai programmatiski kontrolētu pārslēgÅ”anu un traucējumus, piemēram, dažāda ilguma impulsus, impulsu atkārtoÅ”anos un sprieguma lÄ«meņa izmaiņas. ProgrammatÅ«ra parāda rezultātus, parādot sagaidāmo darbÄ«bu, karÅ”u atiestatÄ«Å”anu un neparedzētu darbÄ«bu, kā arÄ« detalizētu reÄ£istrÄ“Å”anu. Galvenajiem Å”ifrÄ“Å”anas algoritmiem ir pieejami DFA uzbrukuma moduļi. Izmantojot "vedni", lietotāji var arÄ« izveidot pielāgotu traucējumu programmu ar API.

Galvenās iezīmes

  • Neparalēla un viegli reproducējama precizitāte un laiks visai traucējoÅ”ai aparatÅ«rai.
  • Uzbrukuma dizaina scenāriji, izmantojot jaudÄ«gu komandu sistēmu un integrētu IDE inspektoru.
  • PlaÅ”as Inspector konfigurācijas iespējas automātiskai kļūdu iesmidzināŔanas pārbaudei.
  • Lāzera iekārta multiglitching kartes aizmugurē un priekÅ”pusē, pēc pasÅ«tÄ«juma izgatavota testÄ“Å”anai, izmantojot glitch injekcijas metodi.
  • DFA moduļi populāru Å”ifrÄ“Å”anas algoritmu, tostarp RSA, AES un 3DES, ievieÅ”anai
  • JaunināŔana uz daudzpunktu lāzeru nodroÅ”ina iespēju ietekmēt mikroshēmu vairākās vietās vienlaikus.
  • No darbÄ«bas atkarÄ«ga sinhronizācija, izmantojot icWaves sprÅ«da Ä£eneratoru, var novērst pretpasākumus un novērst parauga zudumu.

Aparatūra

Inspector FI var izmantot ar Ŕādiem aparatūras komponentiem, lai veiktu uzbrukumus:

  • VC Glitcher ar papildu glitch pastiprinātāju
  • Diodes lāzera stacija ar papildu daudzpunktu jaunināŔanu
  • PicoScope 5203 vai ar IVI saderÄ«gs osciloskops

ViedkarÅ”u un kriptoprocesoru ar iebÅ«vētu aizsardzÄ«bu ievainojamÄ«bu noteikÅ”ana un izturÄ«bas pret hakeru uzbrukumiem novērtÄ“Å”ana
Inspektors FI ar VC Glitcher, icWaves trigera ģeneratoru, Glitch pastiprinātāju un lāzera staciju

VC Glitcher Ä£enerators veido Inspector sistēmas traucējumu injekcijas arhitektÅ«ras kodolu. Izmantojot Ä«paÅ”i ātru FPGA tehnoloÄ£iju, var Ä£enerēt pat divas nanosekundes. AparatÅ«rai ir lietotājam draudzÄ«gs programmÄ“Å”anas interfeiss. Lietotāja izveidotā bojātā programma tiek ielādēta FPGA pirms testa palaiÅ”anas. VC Glitcher ietver integrētu shēmu sprieguma traucējumu un pulksteņa traucējumu ievieÅ”anai, kā arÄ« kanālu izvadi lāzera stacijas vadÄ«Å”anai.

Diodes lāzera stacija sastāv no pielāgota lieljaudas diožu lāzeru klāsta ar pielāgotu optiku, ko ātri un elastÄ«gi kontrolē VC Glitcher. Iekārta paceļ optisko testÄ“Å”anu uz nākamo lÄ«meni, nodroÅ”inot efektÄ«vu vairāku kļūdu novērÅ”anu, precÄ«zu jaudas kontroli un ātru un paredzamu reakciju uz impulsu pārslēgÅ”anu.

Jauninot diodes lāzera staciju uz vairāku punktu versiju, mikroshēmā var pārbaudÄ«t vairākas zonas, izmantojot dažādus laika parametrus un baroÅ”anas spriegumus.

Uz signālu balstÄ«ta aktivizÄ“Å”ana, izmantojot icWaves aktivizētāju Ä£eneratoru

Pulksteņa nervozitāte, nejauÅ”i procesa pārtraukumi un no datiem atkarÄ«gs procesa ilgums prasa elastÄ«gu kļūdu pārslēgÅ”anu un sānu kanālu datu vākÅ”anu. Inspector sistēmas icWaves Ä£enerators rada sprÅ«da impulsu, reaģējot uz mikroshēmas baroÅ”anas avota vai EM signāla atŔķirÄ«bu noteikÅ”anu reāllaikā no konkrētā modeļa. IerÄ«cei ir Ä«paÅ”s iecirtuma filtrs, lai nodroÅ”inātu, ka modeļa atbilstÄ«ba tiek noteikta pat trokŔņainos signālos.

Atsauces trase, ko izmanto, lai saskaņotu modeli FPGA ierÄ«cē, var mainÄ«t, izmantojot inspektora signālu apstrādes funkcijas. Viedkarte, kas ir atklājusi kļūdas ievadÄ«Å”anu, var aktivizēt aizsardzÄ«bas mehānismu, lai noņemtu sensitÄ«vus datus vai bloķētu karti. icWaves komponentu var izmantot arÄ«, lai aktivizētu kartes izslēgÅ”anu ikreiz, kad enerÄ£ijas patēriņŔ vai EM profils atŔķiras no standarta darbÄ«bas.

ViedkarÅ”u un kriptoprocesoru ar iebÅ«vētu aizsardzÄ«bu ievainojamÄ«bu noteikÅ”ana un izturÄ«bas pret hakeru uzbrukumiem novērtÄ“Å”ana
Lāzera stacija (LS) ar vairāku punktu piekļuves iespēju,
ar mikroskopu un koordinātu tabulu

Integrētā izstrādes vide (IDE)

Inspector izstrādes vide ir izstrādāta, lai nodroÅ”inātu maksimālu elastÄ«bu lietotājam SCA un FI izmantoÅ”anā jebkuram mērÄ·im.

  • Open API: atvieglo jaunu moduļu ievieÅ”anu
  • Avota kods: Katram modulim ir savs pirmkods, tāpēc moduļus var pielāgot lietotāja vēlmēm vai izmantot par pamatu jaunu moduļu veidoÅ”anai

ViedkarÅ”u un kriptoprocesoru ar iebÅ«vētu aizsardzÄ«bu ievainojamÄ«bu noteikÅ”ana un izturÄ«bas pret hakeru uzbrukumiem novērtÄ“Å”ana
Inspektors FI

Inspektors apvieno kļūdu ievadÄ«Å”anas un sānu kanālu analÄ«zes metodes vienā augstas veiktspējas pakotnē.

Bojājumu uzvedības analīzes piemērs:

ViedkarÅ”u un kriptoprocesoru ar iebÅ«vētu aizsardzÄ«bu ievainojamÄ«bu noteikÅ”ana un izturÄ«bas pret hakeru uzbrukumiem novērtÄ“Å”ana

Sānu kanālu uzbrukumu joma strauji attÄ«stās, un katru gadu tiek publicēti jauni pētÄ«jumu rezultāti, kas kļūst publiski zināmi vai arÄ« shēmu un standartu sertificÄ“Å”ana ir obligāta. Inspektors ļauj lietotājiem sekot lÄ«dzi jaunumiem un regulāriem programmatÅ«ras atjauninājumiem, kas ievieÅ” jaunas metodes.

Avots: www.habr.com

Pievieno komentāru