Gutachten (PDF) - Professur Datenschutz und Datensicherheit ...

2.2 Kerntechniken der IT-Sicherheit
einem Überfall durch einfaches Überbordwerfen der Bücher schnell und zuverlässig vernichtet
werden konnten. Andere Codebücher wurden auf Papier aus Nitrocellulose (Schießbaumwolle)
gedruckt, damit sie im Notfall sekundenschnell rückstandsfrei verbrannt werden konnten.
Spätere Beispiele von technisch sehr ausgefeilten manipulationssicheren Systemen aus dem
militärischen Bereich sind die Sicherheitsmechanismen in Kernwaffen, die nach einem Diebstahl
durch Terroristen das spaltbare Material unbrauchbar machen müssen sowie Sensoren, die
zur Überprüfung von Abrüstungs- und Kernwaffenteststopp-Verträgen in anderen Ländern installiert
werden [2]. Erst etwa 1985 begannen kommerzielle Computerhersteller (angefangen
mit IBM) sich außerhalb militärischer Anwendungen mit Konzepten für manipulationssichere
Hardware zu befassen. Die Anforderungen im zivilen Bereich unterscheiden sich dabei erheblich
von den in Militärausrüstungen gängigen Verfahren. Kosten spielen eine entscheidende
Rolle und pyrotechnische Selbstzerstörungsmechanismen sind im Unterhaltungselektronikbereich
nicht akzeptabel.
Bislang werden in kommerziellen Anwendungen im Wesentlichen zwei Ansätze zum Entwurf
manipulationssicherer Rechner eingesetzt, die im Folgenden näher erläutert sind.
Einchip-Systeme
Sofern die zu schützende Software nur wenige zehntausend Bytes lang ist, kann sie in nichtflüchtigem
Speicher zusammen mit der CPU in einem einzigen Mikrocontroller-Chip untergebracht
werden. Masken-ROM ist die kompakteste Speicherform auf einem Chip, aber da die
Information durch das Chiplayout festgelegt ist, lässt sich ein ROM mit einem Elektronenmikroskop
relativ problemlos auslesen. Selbst wenn die ROM-Bits sich nur durch die Dotierungsmuster
unterscheiden lassen, stehen geeignete selektive Ätzverfahren zur Verfügung, um diese
sichtbar werden zu lassen [37]. Zudem lassen sich Schlüsseldaten im ROM nicht nachträglich
ändern oder löschen. Als nicht-flüchtige Speicher in Einchip-Systemen haben sich vor allem
EEPROMs durchgesetzt. Dabei handelt es sich um Feldeffekttransistoren, deren Gate-Eingang
völlig von isolierendem Material umgeben ist. Durch eine hohe Programmierspannung kann
diesem floating gate ein bestimmtes Potential aufgezwungen werden, das dann den Schaltzustand
des Transistors über viele Jahre hinweg bestimmt, womit ein Bit abgespeichert wird.
Eine sehr weit verbreitete Anwendungsform von EEPROM-Einchip-Systemen sind Chipkarten
[30]. Dabei wird der Mikrocontrollerchip auf ein etwa 1 cm 2 großes dünnes Kunststoffplättchen
geklebt, das auf der gegenüberliegenden Seite über meist sechs oder acht Kontaktflächen
verfügt. Der Siliziumchip wird mit sehr dünnen Gold- oder Aluminium-Bondingdrähten wie in
einem normalen Chipgehäuse mit den Kontaktflächen elektrisch verbunden und anschließend in
Epoxid-Harz vergossen. Dieses Chipmodul wird zur besseren Handhabbarkeit in eine größere
Kunststoffform integriert, zum Beispiel im ISO-Kreditkartenformat, im Miniaturkartenformat
wie es bei GSM-Mobiltelefonen eingesetzt wird, oder in einer Plastikschlüsselform, wie sie bei
einigen Pay-TV-Decodern zu finden ist.
Zu den Schwächen und Angriffsmöglichkeiten von Einchip-Systemen finden sich im Abschnitt
3.2 auf Seite 50 weitere Informationen.
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