ProHoster > Blog > Lajmet e internetit > Zbulimi i dobësive dhe vlerësimi i qëndresës ndaj sulmeve të hakerëve në kartat inteligjente dhe procesorët kriptografikë me mbrojtje të integruar

Zbulimi i dobësive dhe vlerësimi i qëndresës ndaj sulmeve të hakerëve në kartat inteligjente dhe procesorët kriptografikë me mbrojtje të integruar

Gjatë dekadës së fundit, përveç metodave për nxjerrjen e sekreteve ose kryerjen e veprimeve të tjera të paautorizuara, sulmuesit kanë filluar të zbatojnë rrjedhje të paqëllimshme të të dhënave dhe manipulimin e procesit të ekzekutimit të programeve përmes kanaleve anësore.

Metodat tradicionale të sulmit mund të jenë të kushtueshme në aspektin e njohurive, kohës dhe fuqisë kompjuterike. Sulmet përmes kanaleve anësore, nga ana tjetër, mund të realizohen më lehtë dhe pa shkatërrim, pasi ato zbulojnë ose menaxhojnë pronat fizike që janë të aksesueshme gjatë funksionimit normal.

Duke përdorur metoda statistikore për përpunimin e matjeve të kanalit anësor ose duke futur dështime në kanalet e mbyllura të çipave, sulmuesi mund të ketë qasje në sekretet e tij brenda disa orëve.

Zbulimi i dobësive dhe vlerësimi i qëndresës ndaj sulmeve të hakerëve në kartat inteligjente dhe procesorët kriptografikë me mbrojtje të integruar

Për çdo vit, lëshohet më shumë se 5,000 milion karta inteligente, teknologji të reja të kriptografisë integruar po dalin në treg, kështu që rritet nevoja për të siguruar si sigurinë e biznesit ashtu edhe të privatësisë.

Në Holandë, kompania Riscure ka krijuar sistemin Inspector, i cili ofron laboratoreve kërkimore, si dhe prodhuesve mjete të reja me efikasitet të lartë për zbulesën e kërcënimeve për sigurinë.

Sistemi Inspector i Riscure mbështet metoda të ndryshme të analizës së kanaleve anësore (SCA), siç janë analiza e konsumit të energjisë (SPA/DPA), sinjalizimi, radiovalët, si dhe analiza elektromagnetike (EMA) dhe sulmet e ndërhyrjes (FI), të tilla si dështimet e tensionit, dështimet e impulsit taktimor dhe manipulimet me laser. Funksionet e integruara të sistemit mbështesin algoritma të shumtë kriptografik, protokolle aplikative, ndërfaqe dhe aparate matës.

Sistemi ju lejon të zgjeroni dhe të implementoni metoda të reja dhe aplikacione tuaja për zbulesën e cenueshmërive.

Sistemi i analizës së kanaleve anësore Inspector SCA përfshin:

  • traceri i konsumit tĂ« energjisĂ« Power Tracer;
  • stacioni i sondimit elektromagnetik EM Probe Station;
  • gjeneratori i regjistrimit icWaves;
  • filtri CleanWave;
  • sonda elektrike Current Probe.

Mes avantazheve kryesore mund të theksojmë ato më të rëndësishmet:

  • Ky Ă«shtĂ« njĂ« mjet i integruar pĂ«r analizĂ«n e kanaleve anĂ«sore dhe testimin pĂ«rmes ndĂ«rhyrjeve.
  • Inspector pĂ«rmbush kĂ«rkesat pĂ«r testimin e kanaleve tĂ« anashkalimit, tĂ« certifikuara nga EMVco dhe CMVP sipas kritereve tĂ« pĂ«rgjithshme;
  • Kjo Ă«shtĂ« njĂ« mjedis i hapur, i cili pĂ«rfshin kodin burimor tĂ« moduleve, duke lejuar kĂ«shtu modifikimin e metodave ekzistuese dhe pĂ«rfshirjen e metodave tĂ« reja tĂ« testimit, tĂ« cilat mund tĂ« zhvillohen nga pĂ«rdoruesi pĂ«r Inspector;
  • Softuer i qĂ«ndrueshĂ«m dhe i integruar me harduerin pĂ«rfshin mbledhjen e tĂ« dhĂ«nave me shpejtĂ«si tĂ« lartĂ« pĂ«r miliona gjurmĂ«;
  • NjĂ« cikli gjashtĂ«-mujor i lĂ«shimit tĂ« softuerit lejon pĂ«rdoruesit tĂ« jenĂ« nĂ« dijeni tĂ« metodave tĂ« fundit tĂ« testimit tĂ« kanaleve anashkalues nĂ« kushte terreni.

Inspector dalin në versione të ndryshme mbi një platformë të vetme:

  • Inspector SCA ofron tĂ« gjitha opsionet e nevojshme pĂ«r kryerjen e analizĂ«s sĂ« kanaleve tĂ« anashkalimit DPA dhe EMA.
  • Inspector FI ofron funksionalitet tĂ« plotĂ« pĂ«r futjen e gabimeve (sulme tĂ« ndĂ«rprerjes), si dhe analizĂ« tĂ« diferencuar tĂ« gabimeve (DFA).
  • Inspector Core dhe SP (pĂ«rpunimi i sinjaleve) ofron funksionalitetin kryesor SCA, tĂ« zbatuar nĂ« formĂ«n e moduleve tĂ« veçanta, pĂ«r tĂ« siguruar njĂ« paketĂ« softuerike tĂ« leverdishme pĂ«r mbledhjen e tĂ« dhĂ«nave ose pĂ«rpunimin e mĂ«vonshĂ«m.

Inspector SCA

Pasi të jenë marrë rezultatet e matjeve, janë në dispozicion metoda të ndryshme përpunimi të sinjaleve për të formuar një shumëllojshmëri gjurmash me nivele të larta sinjalesh dhe nivele të ulta zhurmash. Janë zhvilluar funksione përpunimi të sinjaleve që marrin në konsideratë dallimet e vogla midis përpunimit të sinjaleve të gjurmimeve elektromagnetike, gjurmimeve të konsumit të energjisë dhe gjurmimeve RF. Mjetet e fuqishme grafike të paraqitjes së gjurmave në Inspector lejojnë përdoruesit të kryejnë analiza në kohë ose verifikimin e gjurmave, për shembull, për të identifikuar dobësitë e SPA.

Zbulimi i dobësive dhe vlerësimi i qëndresës ndaj sulmeve të hakerëve në kartat inteligjente dhe procesorët kriptografikë me mbrojtje të integruar
Kryerja e DPA gjatë realizimit të ECC

Për shumë realizime të sigurisë, të cilat konsiderohen të qëndrueshme ndaj SPA në ditët e sotme, vëmendja kryesore gjatë testimit zakonisht i kushtohet metodave diferencuese të testimit (pra, DPA/CPA). Me këtë qëllim, Inspector ofron një gamë të gjerë metodash të konfiguruara, në lidhje me një numër të madh algoritmash kriptografikë dhe algoritmash të përdorur gjerësisht si (3)DES, AES, RSA dhe ECC.

Zbulimi i dobësive dhe vlerësimi i qëndresës ndaj sulmeve të hakerëve në kartat inteligjente dhe procesorët kriptografikë me mbrojtje të integruar
Emetimi EM i çipit për gjetjen e pozicionit më të mirë gjatë realizimit të DEMA

Karakteristikat kryesore

  • Ky kĂ«tĂ« zgjidhje kombinohet analiza e konsumit tĂ« energjisĂ« (SPA/DPA/CPA), metodave elektromagnetike (SEMA/DEMA/EMA-RF) dhe metodave pa kontakt tĂ« testimit (RFA).
  • ShpejtĂ«sia e mbledhjes sĂ« tĂ« dhĂ«nave rritet ndjeshĂ«m falĂ« integrimit tĂ« ngushtĂ« tĂ« oscilografit me Inspector.
  • PĂ«r tĂ« parandaluar jitterin e impulseve taktuese dhe randomizimin, aplikohet metoda tĂ« avancuara pĂ«r rregullimin.
  • PĂ«rdoruesi mund tĂ« konfigurojĂ« modulet e kriptoanalizĂ«s, tĂ« cilat mbĂ«shtesin sulme tĂ« para dhe sulme me rend tĂ« lartĂ« mbi tĂ« gjitha algoritmet kryesore, si (3)DES, AES, RSA dhe ECC.
  • PĂ«rdoret mbĂ«shtetje e avancuar pĂ«r algoritmet specifike pĂ«r fusha tĂ« ndryshme, duke pĂ«rfshirĂ« SEED, MISTY1, DSA, pĂ«rfshirĂ« Camellia.

Pajisjet harduerike

Përveç stacionit të punës PC, Inspector përdor pajisje harduerike të optimizuara për të dhënat nga kanalet anësorë dhe mbledhjen e sinjaleve:

  • Tracer i konsumit tĂ« energjisĂ« (Power Tracer) pĂ«r SPA/DPA/CPA nĂ« kartat smart
  • Stacioni i sondĂ«s EM (EM Probe station) pĂ«r SEMA/DEMA/EMA RF
  • Sonda e rrymĂ«s (Current Probe) pĂ«r SPA/DPA/CPA nĂ« pajisjet e integruara
  • Filtri CleanWave me Micropross MP300 TCL1/2 pĂ«r RFA dhe EMA RF
  • Oscilografi i pĂ«rputhshĂ«m me IVI

Objektet e vlerësuara shpesh kërkojnë matje, ndërrime dhe menaxhim të pajisjeve harduerike, të cilat janë të nevojshme për kryerjen e SCA. Menaxheri fleksibël i pajisjeve të mjetit Inspector, mjedisi i hapur i zhvillimit dhe mundësitë e shumta të ndërfaqeve ofrojnë një bazë të qëndrueshme për matje me cilësi të lartë duke përdorur pajisjet e përdoruesit.

Zbulimi i dobësive dhe vlerësimi i qëndresës ndaj sulmeve të hakerëve në kartat inteligjente dhe procesorët kriptografikë me mbrojtje të integruar
Inspector SCA

Inxhinieri kryesor i sigurisë së brendshme Joh John Connor thotë për sistemin:
“Inspector i ka ndĂ«rruar thelbĂ«sisht mĂ«nyrĂ«n se si ne vlerĂ«sojmĂ« qĂ«ndrueshmĂ«rinĂ« e produkteve tona ndaj sulmeve diferenciale nĂ« konsumimin e energjisĂ« DPA. FuqĂ«sia e tij qĂ«ndron nĂ« integrimin e proceseve tĂ« grumbullimit dhe analizĂ«s, duke na lejuar tĂ« vlerĂ«sojmĂ« shpejt efektivitetin e projekteve tĂ« reja tĂ« harduerit kriptografik. MĂ« tepĂ«r, ndĂ«rfaqja e tij grafike e shkĂ«lqyer i lejon pĂ«rdoruesit tĂ« vizualizojĂ« nĂ«nshkrimet e konsumit tĂ« energjisĂ« sipas tĂ« dhĂ«nave tĂ« grumbulluara diskrete, individualisht ose njĂ«kohĂ«sisht – qĂ« Ă«shtĂ« e paçmuar gjatĂ« pĂ«rgatitjes sĂ« tĂ« dhĂ«nave pĂ«r DPA gjatĂ« njĂ« sulmi – ndĂ«rsa bibliotekat e tij tĂ« fuqishme analitike mbĂ«shtesin algoritmet mĂ« tĂ« pĂ«rdorura komerciale tĂ« enkriptimit. PĂ«rditĂ«simet e kohĂ«s sĂ« duhur tĂ« softuerit dhe teknologjive, tĂ« mbĂ«shtetura nga Riscure, na ndihmojnĂ« tĂ« mbajmĂ« sigurinĂ« e produkteve tona.

Inspector FI

Inspector FI – Injektimi i DĂ«mtimit (Fault Injection) – ofron njĂ« set tĂ« gjerĂ« funksionesh pĂ«r tĂ« kryer testimin me metodĂ«n e injektimit tĂ« dĂ«mtimit nĂ« teknologjitĂ« e kartave tĂ« mençura dhe pajisjeve tĂ« integruara. Metodat e mbĂ«shtetura tĂ« testimit pĂ«rfshijnĂ« dĂ«mtime tĂ« taktimeve, dĂ«mtime tĂ« tensionit dhe sulme optike me pajisje lazer. Sulmet pĂ«rmes injektimit tĂ« dĂ«mtimit – gjithashtu tĂ« njohura si sulme tĂ« ndĂ«rhyrjes – ndryshojnĂ« sjelljen e çipit, duke shkaktuar njĂ« dĂ«shtim tĂ« pĂ«rdorshĂ«m.

Me ndihmën e Inspector FI, përdoruesit mund të testojnë nëse mund të nxjerrin çelësin, duke shkaktuar dështime në operacionet kriptografike të çipit, të anashkalojnë verifikimin, si autentifikimi ose gjendja e ciklit të jetës, ose të ndryshojnë procesin e ekzekutimit të programit në çip.

Opsione të gjerë të konfiguruara

Inspector FI përfshin një numër të madh parametrash të personalizueshëm për menaxhimin e programit të kalimeve dhe ndërhyrjeve, si impulset kulmore të gjatë-ndryshuar, përsëritjen e impulseve dhe modifikimet e nivelit të tensionit. Softueri paraqet rezultatet, duke treguar sjelljen e pritur, riparimet e kartës dhe sjelljen e papritur, së bashku me një regjistrim të detajuar. Modulët e sulmit DFA janë në dispozicion për algoritmet kryesore të enkriptimit. Duke përdorur "master", përdoruesit gjithashtu mund të krijojnë një program të personalizuar të ndërhyrjes me API.

Karakteristikat kryesore

  • SaktĂ«si dhe sinkronizim qĂ« nuk paraqiten dhe janĂ« lehtĂ«sisht tĂ« riprodukueshme pĂ«r tĂ« gjithĂ« pajisjet e injektimit tĂ« dĂ«mtimit (glitching).
  • SkenarĂ«t e dizajnit tĂ« sulmit, duke pĂ«rdorur njĂ« sistem komandash tĂ« fuqishĂ«m dhe IDE tĂ« integruara me Inspector.
  • Opsionet e gjera tĂ« konfigurimit tĂ« Inspector pĂ«r testimin automatizuar pĂ«rmes manipulimit.
  • AparaturĂ« lazer pĂ«r multi-glitching me anĂ«n e pĂ«rparme dhe tĂ« pasme tĂ« kartĂ«s, e bĂ«rĂ« sipas kĂ«rkesĂ«s pĂ«r testimin pĂ«rmes manipulimit.
  • Modulet DFA pĂ«r implementimin e algoritmeve tĂ« njohura tĂ« enkriptimit, duke pĂ«rfshirĂ« RSA, AES, dhe 3DES.
  • Upgrade nĂ« lazer multi-pikĂ«sh ofron mundĂ«sinĂ« e ndikuarjes nĂ« çip nĂ« disa vende njĂ«herĂ«sh.
  • Sinkronizimi i varur nga operacionet, duke pĂ«rdorur gjeneratorin trigger icWaves, mund tĂ« parandalojĂ« aplikimin e masave parandaluese dhe tĂ« shmangĂ« humbjen e mostrĂ«s.

Pajisjet harduerike

Inspector FI mund të përdoret me komponentët e mëposhtëm harduerik për të realizuar sulmet:

  • VC Glitcher me amplifikuesin e aktivizimit tĂ« gabimeve.
  • Stacion me lazer diode me pĂ«rditĂ«simin e shumĂ«pikĂ«ve tĂ« shtuar.
  • PicoScope 5203 ose osciloskop i pajtueshĂ«m me IVI.

Zbulimi i dobësive dhe vlerësimi i qëndresës ndaj sulmeve të hakerëve në kartat inteligjente dhe procesorët kriptografikë me mbrojtje të integruar
Inspector FI me gjeneratorin e gabimeve VC Glitcher, gjeneratorin trigger icWaves, amplifikuesin e gabimeve Glitch Amplifier dhe stacionin lazer Laser Station.

Gjeneratori VC Glitcher formon thelbin e arkitekturës së manipulimit në sistemin Inspector. Duke përdorur teknologjinë ultra të shpejtë FPGA, mund të gjenerohen gabime me njëkohësi prej vetëm dy nanosekondesh. Pajisjet kanë një ndërfaqe programimi të lehtë për t'u përdorur. Programi me gabim, i krijuar nga përdoruesi, ngarkohet në FPGA para testit. VC Glitcher përfshin një çip për futjen e gabimeve përmes tensionit dhe gabimeve të impulsit, si dhe një dalje kanali për kontrollin e stacionit lazer.

Stacioni me lazer diode përbëhet nga një set i posaçëm i lazerëve të fuqishëm diode me optikë të bërë sipas porosisë, e cila kontrollohet shpejt dhe me fleksibilitet nga VC Glitcher. Pajisjet e rrisin testimin optik në një nivel të ri, duke siguruar gabime të shumta të efektshme, kontroll të saktë të konsumit të energjisë dhe reaguese të shpejtë dhe parashikueshme për kalimin e impulsit.

Falë përmirësimit të stacionit me lazer diode në versionin multi-pikësh, disa zona mbi çip mund të testohen duke përdorur parametra të ndryshëm për sinkronizimin dhe energjinë elektrike.

Zgjedhja e sinjaleve duke përdorur gjeneratorin e impulsit icWaves

Jitter i impulseve, ndërprerjet rastësore të procesit dhe kohëzgjatja e varur nga të dhënat kërkojnë për ndryshime fleksibël në mbledhjen e të dhënave nga kanali anësor. Gjeneratori icWaves i sistemit Inspector krijon një impuls trigger në përgjigje të zbulimit në kohë reale të ndryshimeve nga modeli i caktuar në furnizimin e çipave ose sinjalet EM. Pajisja përfshin një filtër të veçantë me gjerësi të ngushtë për të siguruar zbulimin e përputhshmërisë me modelin edhe në prani të sinjaleve të zhurmshme.

Një trajtim standard, i përdorur për t'u përputhur me modelin brenda pajisjes bazuar në FPGA, mund të modifikohet duke përdorur funksionalitetet e përpunimit të sinjaleve të Inspector. Kartela e mençur, e cila ka zbuluar një përkeqësim, mund të nxisë një mekanizëm mbrojtës për të fshirë të dhënat sekrete ose për të bllokuar kartelën. Komponenti icWaves mund të përdoret gjithashtu për të njoftuar një fikje të kartelës sa herë që konsumimi i energjisë ose profili EM i shpëton nga funksionimi standard.

Zbulimi i dobësive dhe vlerësimi i qëndresës ndaj sulmeve të hakerëve në kartat inteligjente dhe procesorët kriptografikë me mbrojtje të integruar
Stacioni laser Laser Station (LS) me opsionin e qasjes me shumë pikë,
me mikroskop dhe tavolinë koordinatash

Mjedisi i integruar i zhvillimit (IDE)

Mjedisi i zhvillimit Inspector është projektuar për të ofruar fleksibilitet maksimal për përdoruesin që përdor SCA dhe FI për çdo qëllim.

  • API i hapur: lehtĂ«son implementimin e moduleve tĂ« reja
  • Kodi burimor: çdo moduli vjen me kodin e tij burimor, kĂ«shtu qĂ« modulet mund tĂ« adaptohen sipas dĂ«shirave tĂ« pĂ«rdoruesit ose tĂ« pĂ«rdoren si bazĂ« pĂ«r krijimin e moduleve tĂ« reja

Zbulimi i dobësive dhe vlerësimi i qëndresës ndaj sulmeve të hakerëve në kartat inteligjente dhe procesorët kriptografikë me mbrojtje të integruar
Inspector FI

Inspector kombinon futjen e gabimeve dhe metodat e analizës së kanalit anësor në një paketë me performancë të lartë.

Shembulli i analizës së sjelljes së gabimeve:

Zbulimi i dobësive dhe vlerësimi i qëndresës ndaj sulmeve të hakerëve në kartat inteligjente dhe procesorët kriptografikë me mbrojtje të integruar

Fusha e sulmeve për kanalet anësorë është duke u zhvilluar shpejt, dhe rezultate të reja kërkimore publikohen çdo vit, bëhen të njohura ose bëjnë të nevojshme certifikimin e skemave dhe standardeve. Inspector u mundëson përdoruesve të jenë të informuar për zhvillimet e reja dhe përditësimet e rregullta të softuerit që implementojnë metoda të reja.

Burimi: habr.com

Blini hosting tĂ« besueshĂ«m pĂ«r faqe interneti me mbrojtje nga DDoS, serverĂ« VPS VDS đŸ”„ Blini hosting tĂ« besueshĂ«m pĂ«r faqe interneti me mbrojtje nga DDoS, serverĂ« VPS VDS | ProHoster