Vorlesung 5b - am Lehrstuhl Systeme

passive Angriffe
...
invasiv
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PA mittels Mikroprobing
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Mikropobing Station am IHP
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Mikroprobing im Detail
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Zwei Nadelprober sind zu Messzwecken an den Chip herangeführt
Mikroprobing
Um Messungen direkt an der Metallisierung durchführen zu können, wurde mit
Laser-cutting-System die Passivierung punktuell entfernt und anschließend ein
stabiler elektrischer Kontakt hergestellt.
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Laser-Cutting-System entnommen aus [Skor05]
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Blinding hilft nicht mehr, wenn der Angreifer
Zwischenwerte ermitteln kann
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weitere invasive und semi-invasive passive
Angriffe
• Optical emission analysis
• Privater Schlüssel wird vom Kryptoprozessor benutzt und in seinen
Registern, Cache und RAM kurzfristig gespeichert.
• Die Umschaltung der Transistoren kann nicht nur an der Änderung
der Momentanleistung und des elektromagnetischen Feldes
erkannt werden sondern auch an der optischen Emission
(luminescence).
• Das typische Spektrum liegt im Bereich von 500 nm bis 1200 nm .
Diese Strahlung kann von einem Angreifer analysiert werden.
• Das Hauptproblem bei der optical emission analysis ist, dass nicht
jede Transistorumschaltung die Ausstrahlung eines Photons
verursacht.
Außerdem ist die optische Emission von der
Betriebsspannung abhängig: je höher die Spannung ist, desto höher
ist die optische Emission.
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weitere invasive und semi-invasive passive
Angriffe
• Data Remanence Analysis (Angriffe auf Speicher).
Der Inhalt der Speicherzellen kann bei einem Verdacht auf einen
Angriff gelöscht werden, um den Zugang zu den gespeicherten Daten
zu vermeiden. Das Problem ist aber, dass die Aufladung der
Transistoren, aus denen der Speicher besteht entweder nicht
vollständig verschwindet (nichtflüchtiger Speicher) oder verschwindet
aber nicht sofort (füchtiger Speicher).
• Ausnutzung Test-Vorrichtungen
Nach der Fertigung sollen alle ASICs getestet werden. Dafür werden
die Chips mit zusätzlichen Teststrukturen versehen (zusätzliche Pins
oder Register, die Zugang zu den Zwischenergebnissen bieten). Das
heißt, Teststrukturen bieten die Möglichkeit, Signale an zusätzlichen
Stellen des Chips (die normalerweise nicht zugänglich sind) zu messen
und evtl. auch das Design zu verändern. Aus Sicht eines Angreifers
bietet eine gute Testvorrichtung Möglichkeiten, Schutzmechanismen
zu umgehen.
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weitere invasive und semi-invasive passive
Angriffe
• Optical / infrared imaging
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IHP-Chip: Aufnahme mit einem Mikroskop, 8 -fache Vergrößerung
weitere invasive und semi-invasive passive
Angriffe
• Optical / infrared imaging
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IHP-Chip: Aufnahme mit einem Mikroskop, 30-fache Vergrößerung
weitere invasive und semi-invasive passive
Angriffe
• Optical / infrared / backside imaging
IHP-Chip: Aufnahme mit einer Infrarotkamera, Aufnahme 40 s nach dem
Arbeitsbeginn des Chips
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weitere invasive und semi-invasive passive
Angriffe
• Optical / infrared / backside imaging
IHP: Thermographie-System (~50.000 €)
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