Fraunhofer-Institute entwickeln RISC-V-Sicherheitschip

Gebondeter Chip: Das RISC-V Secure Element ist auf einem Träger befestigt und über Bonddrähte elektrisch mit ihm verbunden.
Gebondeter Chip: Das RISC-V Secure Element ist auf einem Träger befestigt und über Bonddrähte elektrisch mit ihm verbunden. – Bild: ©Jürgen Ernst / Fraunhofer IIS

Die Fraunhofer-Institute IIS, AISEC und EMFT stellen mit dem RISC-V-Secure-Element einen Sicherheitschip vor, der nach Angaben der Beteiligten vollständig in Deutschland designt und gefertigt wurde. Das Design basiert auf transparenter Open-Source-Hardware, integriert Post-Quanten-Kryptografie und ist als eigenständiger Chip oder als System-on-Chip-Komponente einsetzbar. Ziel ist es, Unternehmen einen anpassbaren Vertrauensanker mit Ansprechpartnern in der EU für vernetzte Geräte zu bieten und sie dabei zu unterstützen, die Anforderungen des europäischen Cyber Resilience Act (CRA) zu erfüllen.

Ausgangspunkt des Chips ist das offene Hardware-Design OpenTitan. Die Forschenden betonen, dass die allgemeine Zugänglichkeit solcher Open-Source-Hardware Vertrauen schaffe und einen langfristig gesicherten Zugang zur Technologie ermögliche.

Aufbauend auf dieser Basis haben die beteiligten Fraunhofer-Institute einen Chip entwickelt, der in der GlobalFoundries 22nm FDSOI-Technologie in Dresden gefertigt wurde. Den Beteiligten zufolge schafft die Entwicklung und Fertigung in Deutschland technologische Souveränität und Transparenz über die gesamte Wertschöpfungskette. „Transparenz ist beim Thema Sicherheit besonders wichtig. Unser Ziel war es deshalb, aus öffentlich verfügbarer Hardware einen Chip zu bauen, der in Deutschland designt und gefertigt wird, um so eine durchgängige Transparenz herzustellen“, sagt Andreas Seelos-Zankl, Projektleiter am Fraunhofer AISEC.

Anpassbare Sicherheit für viele Geräteklassen

Als weiteren Vorteil beschreiben die Beteiligten die Anpassbarkeit. In der Pressemitteilung wird betont, dass durch die enge Kooperation mit dem Chiphersteller GlobalFoundries mit Standort in Dresden Varianten mit speziellen Beschleunigern, Schnittstellen oder zusätzlichen Sicherheitsfunktionen auch in kleineren und mittleren Stückzahlen realisiert oder als kundenspezifischer Vertrauensanker in einem größeren System-on-Chip integriert werden können. Dies sei ein entscheidendes Alleinstellungsmerkmal des Fraunhofer RISC-V-Secure-Elements: „Für große Chiphersteller ist es nicht wirtschaftlich, Chipvarianten in kleinen Stückzahlen zu fertigen. Wir können die nötigen Anpassungen vornehmen und Unternehmen so auch kleinere Stückzahlen ermöglichen“, erklärt Seelos-Zankl.

Das Fraunhofer RISC-V-Secure-Element soll langfristig dazu beitragen, dass vertrauenswürdige Hardware in deutlich mehr Alltags- und Industriegeräten integriert wird. Um dieses Ziel zu erreichen, arbeiten die beteiligten Fraunhofer-Institute an nachfolgenden Chipvarianten. Dr. Augusto Wankler Hoppe, technischer Projektleiter am Fraunhofer IIS, erklärt, warum es so wichtig ist, Sicherheit direkt in der Hardware zu verankern: „Cybersicherheit lässt sich nicht nachträglich hinzufügen. Sie muss von Anfang an im Silizium verankert sein. Mit unserem RISC-V-Secure-Element haben wir eine offene, europäische Hardware-Root-of-Trust entwickelt, die sowohl heutigen Angriffen als auch den Anforderungen der Post-Quantum-Ära und regulatorischen Vorgaben wie dem Cyber Resilience Act gewachsen ist.“

Wie beteiligen sich die Institute?

Das Fraunhofer IIS verantwortet im Projekt die Konzeption und Umsetzung des RISC-V-Secure-Elements. Darüber hinaus begleitet das Institut den gesamten Entwicklungsprozess von der Architektur und dem Chipdesign über Prototyping und Integration bis hin zur Vorbereitung auf regulatorische Anforderungen.

Das Fraunhofer AISEC bringt seine Forschungsarbeit zur Post-Quanten-Kryptografie in das Projekt ein. Die Forschenden haben Verfahren für das Secure-Element so umgesetzt, dass Operationen trotz begrenzter Rechenleistung im Millisekundenbereich bleiben und laut den Beteiligten praxistauglich sind. Darüber hinaus fließt die Cybersecurity-Expertise des Fraunhofer AISEC in alle Designphasen sowie in die Security-Analyse und -Verifikation des Secure-Elements ein.

Ob Open-Source-Hardware physischen Angriffen standhält und wirklich sicher ist, soll in Labortests geprüft werden. Das Fraunhofer AISEC wird deshalb die physische Widerstandsfähigkeit des RISC-V-Secure-Element in seinem Common Criteria (CC) EAL7 zertifizierten Hardware-Sicherheitslabor evaluieren. Eingesetzt werden dabei verschiedene Verfahren wie Seitenkanalanalysen, Fehlerangriffe und optische Analyse. Wie betont wird, verfügt das Fraunhofer AISEC als zentraler Partner des OpenTitan-Projekts für Sicherheitstests hier über besondere Expertise.

Komplementär dazu wird die Funktionalität des RISC-V-Secure-Elements auf Prozessebene auch im CC EAL6 zertifizierten Sicherheitslabor des Fraunhofer EMFT mit Reverse-Engineering-Analyseverfahren geprüft. Zum Einsatz kommen u.a. licht- und infrarotmikroskopische Verfahren sowie ein speziell entwickeltes Chip-Scanning mittels Rasterelektronenmikroskopie. Laut Pressemitteilung erreichen diese Verfahren Auflösungen im Nanometerbereich und können selbst kleinste Strukturen des RISC-V-Secure-Elements sichtbar machen.



  • Keba übernimmt Drag and Bot

    Keba übernimmt Drag and Bot

    Drag and Bot gehört nun zur Keba Gruppe. Der Österreichische Automatisierungsspezialist hat die Übernahme bereits Ende vergangenen Jahres abgeschlossen.

    mehr lesen: Keba übernimmt Drag and Bot

  • Jaggaer übernimmt DocSkiff

    Jaggaer übernimmt DocSkiff

    Der Source-to-Pay-Anbieter Jaggaer übernimmt die KI-gestützte Vertragsanalyseplattform DocSkiff und will durch die Akquise, nach eigenen Angaben, die ’Autonomous Commerce’-Strategie vorantreiben.

    mehr lesen: Jaggaer übernimmt DocSkiff

  • Dassault Systèmes verändert Führungsebene

    Dassault Systèmes verändert Führungsebene

    Im Rahmen der 3DExperience World hat Dassault Systèmes Gian Paolo Bassi die Leitung von 3DExperience Works übergeben und zugleich Manish Kumar zum CEO von Solidworks ernannt.

    mehr lesen: Dassault Systèmes verändert Führungsebene

  • Siemens startet mit Umsatz- und Auftragsplus in 2022

    Siemens startet mit Umsatz- und Auftragsplus in 2022

    Das erste Quartal des aktuellen Geschäftsjahres hat Siemens mit einem Umsatzplus von 9 Prozent abgeschlossen und auch die Aufträge entwickelten sich positiv. Die aktuelle Prognose für das Geschäftsjahr bleibt zunächst…

    mehr lesen: Siemens startet mit Umsatz- und Auftragsplus in 2022

  • Trend Micro meldet über 94 Milliarden Angriffe in 2021

    Trend Micro meldet über 94 Milliarden Angriffe in 2021

    Trend Micro meldet die Abwehr von 94,2Mrd. Cyberbedrohungen im Jahr 2021 durch den Einsatz seiner globalen Threat-Intelligence-Infrastruktur Smart Protection Network (SPN). Die Angriffe zielten auf Unternehmen, Behörden und Verbraucher ab.

    mehr lesen: Trend Micro meldet über 94 Milliarden Angriffe in 2021

  • Joachim Weber wird CTO bei Paessler

    Joachim Weber wird CTO bei Paessler

    Mit personellen Veränderungen geht der Monitoring-Spezialist Paessler in das neue Jahr und hat Joachim Weber zum Chief Technology Officer ernannt.

    mehr lesen: Joachim Weber wird CTO bei Paessler

  • Low Code-Plattform lässt SoftProject-Umsatz wachsen

    Low Code-Plattform lässt SoftProject-Umsatz wachsen

    Ein Umsatzplus von 7 Prozent hat das Softwareunternehmen SoftProject im vergangenen Jahr erzielt. Auch der Datenverkehr im eigenen Rechenzentrum nahm zu.

    mehr lesen: Low Code-Plattform lässt SoftProject-Umsatz wachsen

  • TransKI untersucht die Übertragbarkeit von KI-Modellen

    TransKI untersucht die Übertragbarkeit von KI-Modellen

    Im Forschungsprojekt TransKI arbeiten die Beteiligten daran. KI-Modelle für bestimmte Anwendungen auf ähnliche Anwendungen zu übertragen. Das sogenannte Transfer Learning soll Zerspanprozesse effizienter machen.

    mehr lesen: TransKI untersucht die Übertragbarkeit von KI-Modellen

  • Digitalisierte Produktion reduziert Emissionen nicht so stark wie erwartet

    Digitalisierte Produktion reduziert Emissionen nicht so stark wie erwartet

    Allgemein besteht die Annahme, dass digitale Technologien zu Energieeffizienzverbesserungen führen und dadurch CO2-Emissionen erheblich reduziert werden können. Eine Studie des ZEW in Mannheim deutet allerdings darauf hin, dass digitale Technologien…

    mehr lesen: Digitalisierte Produktion reduziert Emissionen nicht so stark wie erwartet

  • Maschinen- und Anlagenbauer mit Auftragsplus

    Maschinen- und Anlagenbauer mit Auftragsplus

    Ein Auftragsplus von 32 Prozent haben die Maschinen- und Anlagenbauer im vergangenen Jahr erzielt. Dabei legten die Bestellungen auch im Dezember zu — im Vorjahresvergleich um 21 Prozent.

    mehr lesen: Maschinen- und Anlagenbauer mit Auftragsplus

  • Dassault Systèmes erzielt Umsatzwachstum

    Dassault Systèmes erzielt Umsatzwachstum

    Mit einem Umsatzplus von 11 Prozent hat Dassault Systèmes das Geschäftsjahr 2021 abgeschlossen. Dabei war vor allem der Softwarebereich Wachstumstreiber.

    mehr lesen: Dassault Systèmes erzielt Umsatzwachstum

  • M&M Software unter neuer Leitung

    M&M Software unter neuer Leitung

    Ab Juli steht M&M Software unter neuer Leitung. Der Langjährige Geschäftsführer Klaus Hübschle übergibt an Christian Gnädig und Thomas Gaus.

    mehr lesen: M&M Software unter neuer Leitung