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

3.2 Schwächen manipulationssicherer Hardware
Aufwand getroffen wird. Organisationen, welche Sicherheitsprodukte zertifizieren, vermeiden
jedoch gerne konkrete Aussagen über die minimal erforderlichen Kosten eines erfolgreichen
Angriffs, da eine gute Idee, eine sehr versteckte Sicherheitslücke oder eine neu verfügbare
Technologie ganz unerwartet die Kosten des günstigsten möglichen Angriffs erheblich reduzieren
kann.
Für Zertifizierungszwecke wurde daher in einer entsprechenden US-Norm [23] eine alternative
Grobklassifikation von Sicherheitsmaßnahmen für manipulationssichere kryptographische Module
vorgenommen. In den vier FIPS-Sicherheitslevels werden nur grundlegende Anforderungen
an die Aufgaben der implementierten Schutzmechanismen gestellt, jedoch keine Aussagen
über die Kosten eines Angriffs gemacht:
• Sicherheitslevel 1: Es werden nur Anforderungen an die verwendeten kryptographischen
Algorithmen gestellt. Es werden keine besonderen physikalischen Schutzmaßnahmen
verlangt, die über die normalen bei elektronischen Geräten üblichen geschlossenen
Gehäuseformen hinausgehen.
• Sicherheitslevel 2: Das Sicherheitsmodul muss mit einem Siegel oder einem Schloss
gesichert sein, oder in ein undurchsichtiges Material vergossen sein, so dass ein einfacher
Manipulationsversuch durch die dabei entstandene Beschädigungen im Nachhinein
offensichtlich wird.
• Sicherheitslevel 3: Ein Manipulationsversuch soll nicht nur im Nachhinein als Beschädigung
erkennbar sein, sondern bereits während des Eingriffs vom Modul erkannt werden
und zur sofortigen Vernichtung der im Sicherheitsmodul gespeicherten Geheimnisse
führen. Ein einfaches Beispiel wäre ein sehr stabiles Gehäuse mit Schaltern, die beim
Abnehmen des Gehäusedeckels sofort die gespeicherten Schlüsseldaten löschen, oder das
Vergießen der Schaltung in sehr hartem Epoxid-Harz, um eine Beschädigung der Schaltung
bei der Untersuchung wahrscheinlicher zu machen.
• Sicherheitslevel 4: Mit gewissem mechanischem Aufwand kann es immer noch relativ
leicht möglich sein, die Alarmmechanismen von Level-3-Modulen zu umgehen, beispielsweise
indem dünne Löcher an den Sensoren vorbei durch das Gehäuse gebohrt werden,
über die der Zugang erfolgt. Level 4 verlangt einen umfassenden Eindringschutz
von allen Seiten her. Das Eindringsensorsystem muss das Modul wie eine lückenlose
Schutzhülle umgeben und im Falle eines Angriffs die Geheimdaten sofort löschen.
Darüber hinaus muss durch Tests sichergestellt werden, dass bei variablen Umwelteinflüssen
wie etwa Temperatur- und Spannungsschwankungen keine die Sicherheit des Moduls
gefährdenden Systemzustände eintreten können. Alternativ können Sensoren eingesetzt
werden, die bei ungewöhnlichen Umweltbedingungen wie etwa extremer Kälte eine
Löschung der Geheimdaten auslösen.
Im Folgenden sollen nun konkrete Schwächen von manipulationssicherer Hardware und Ansatzpunkte
für Angreifer beschrieben werden.
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