Ein Forschungskonsortium hat sich im Projekt ‚Härtung der Wertschöpfungskette durch quelloffene, vertrauenswürdige EDA-Tools und Prozessoren‘ (HEP) das Ziel gesetzt, einen Chip aus kostenlosen und quelloffenen Komponenten zu fertigen. Das Verspricht Vorteile für Studenten, KMUs und Großindustrie.
Das Forschungsprojekt HEP hat ein offenes, flexibles Design für einen Sicherheitschip vorgestellt. Das Projekt verwendet quelloffene, kostenlose Komponenten und Werkzeuge für die Herstellung eines Chips, der im IHP – Leibniz-Institut für innovative Mikroelektronik gefertigt wurde. Die leichte Zugänglichkeit des erprobten Ablaufs setzt neue Maßstäbe für Entwicklungszeiten und verringert den Lernaufwand beim Thema Chipdesign deutlich. Mit den verwendeten Tools und Designs war es dem Forschungskonsortium möglich, innerhalb von zwei Jahren einen prototypischen Sicherheitschip zu definieren, zu entwerfen und zu fertigen. Der erprobte Ablauf zeigt, dass das Entwerfen von Microchips unter Verwendung von offenen Tools für jedermann – Studenten, KMUs und Großindustrie – zugänglich, preiswert umsetzbar und schnell verfügbar sein kann.
Besonderheit: Open Source
Das TU-Fachgebiet Security in Telecommunications unter Leitung von Prof. Dr. Jean-Pierre Seifert hat das Projekt gemeinsam mit Partnern aus Industrie und Forschung initiiert und war an der Entwicklung beteiligt. „Das Innovative an diesem Projekt ist die Anwendung des Open-Source-Gedankens und die mathematische Verifikation der Korrektheit des Chipdesigns auf Mikrochips bis hin zu Sicherheitsmodulen und zwar vom Entwurf bis zur Einreichung des Designs bei einer Fabrik“, sagt Seifert.
Erstes europäisches Projekt
Das sogenannte Hardware-Security-Module (HSM) stellt u.a. einen Krypto-Beschleuniger sowie manipulationssichere Sicherheitsfunktionen zur Verfügung. Die dabei verwendeten Tools wurden in eine gemeinsame Entwicklungsumgebung integriert und um fehlende Funktionalität erweitert. Zwar ist das von Google getriebene Open Titan-Projekt ähnlich gelagert, aber mit HEP existiert nun das erste europäische Projekt, das sich besonders durch einen sehr kurzen Entwicklungszyklus auszeichnet.
Essenziell für Kleingeräte und Autos
Sicherheitschips sind für viele Anbieter elektronischer Geräte, von den kleinsten persönlichen Geräten bis hin zu Automobilen, essenziell. Sie führen kryptographische Operationen aus und sollen Manipulationen, Fehlfunktionen und Unfälle verhindern. Die Chips sollten offen, flexibel anpassbar und mathematisch bewiesenermaßen sicher sein. Angesichts globaler Wertschöpfungsketten mit zahlreichen Akteuren stellt die Versorgung mit derartigen kosteneffizienten Komponenten eine große Herausforderung dar. Quelloffene Designs, bei denen der sogenannte Source Code zur Überprüfung durch Dritte bekannt gemacht wird, bieten hier eine vielseitige Alternative, solange ihre Sicherheit mit den Werkzeugen zum Schaltungsentwurf (EDA) gewährleistet werden kann. Hieran arbeitet das Forschungsprojekt HEP, das im Rahmen der Initiative ‚Vertrauenswürdige Elektronik‘ vom BMBF gefördert wird.
