2. Preis Natur- und Technikwissenschaften 2023
iStock/Gorodenkoff
Im Prozess der Herstellung von Computerchips können immense Sicherheitslücken in der Hardware selbst entstehen. Dominik Šišejković hat eine Methode entwickelt, die Abhilfe schafft.
Die Forschung
Ein Informatiker schließt die Hintertüren in Hardware
Text: Dorthe March
In mikroelektronischen Systemen stellt in puncto Sicherheit die Hardware die kritischste Ebene dar. Selbst eine geringfügige Veränderung von Computerchips – auch Hardware-Trojaner genannt – kann jeden Sicherheitsmechanismus außer Kraft setzen. „Diese Trojaner können in Bereichen wie Telekommunikation, Fahrzeugelektronik, Medizintechnik, Finanzinfrastrukturen und Militärsysteme erheblichen Schaden anrichten“, erläutert Dominik Šišejković den Hintergrund seines Promotionsthemas. Angreifer wären in der Lage, sich Zugang zu kritischen Infrastrukturen zu verschaffen, geheime Informationen zu extrahieren oder ein System im ungünstigsten Moment abzuschalten. Deshalb hat der Informatiker eine Methode entwickelt, die die Herstellung von Chips sicher macht.
„Diese Trojaner können in Bereichen wie Telekommunikation, Fahrzeugelektronik, Medizintechnik, Finanzinfrastrukturen und Militärsysteme erheblichen Schaden anrichten.“
Studienpreisträger Dominik Šišejković
Um Problem und Lösung zu verstehen, muss man wissen, dass die Halbleiterindustrie in hohem Maße auf das geistige Eigentum Dritter und die Einbindung externer Designhäuser sowie Produktionsstätten angewiesen ist. In nahezu jedem Fertigungsschritt können also Trojaner in die Hardware eingebaut werden, die zum Beispiel den Chip dann manipulieren und steuern können. „Zu den möglichen Effekten zählen Informationsverluste, Denial-of-Service – Verweigerung des Dienstes – oder eine Beeinträchtigung der Hardwarezuverlässigkeit“, sagt Šišejković. Seine Lösung liegt in der Logikverschlüsselung, einer führenden Technik zur Absicherung von Hardware. Šišejković hat eine moderne Software-Toolchain entworfen und entwickelt, deren Infrastruktur unter anderem um einen automatischen Ansatz zur Skalierung von Logikverschlüsselungsverfahren für komplexe Hardware-Designs erweitert wurde. „Das gewährleistet weniger Angriffsfläche“, fasst der Ingenieur zusammen.
Darüber hinaus hat Šišejković seinen Entwurf von Logikverschlüsselungsverfahren mit den Fähigkeiten moderner maschineller Lerntechniken verschmolzen. Nun kann ein legitimer Eigentümer von Hardware deren Design logikverschlüsselt ändern, bevor sie zur weiteren Bearbeitung an externe Parteien übergeben wird. „Der korrekte Schlüssel wird erst nach der Produktion auf dem Chip abgelegt, wenn keine Änderungen mehr möglich sind“, erläutert der Informatiker. Am Ende der Promotion stand die Übergabe der Ergebnisse an ein Start-up, das auf Basis der vorliegenden Analyse einen sicheren Prozessor entwickelt hat. Für Šišejković selbst ging es weiter zum Bosch-Konzern, wo er weiterhin zum Thema Sicherheitstechnik sowie zu Automatisierung forscht.
Der Preisträger
Sein Bachelor- und sein Masterstudium hat Dominik Šišejković (30) an der Universität von Zagreb (Kroatien) absolviert. 2016 wechselte er für seine Promotion an die Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule (RWTH). Aktuell ist er Lead Research Scientist bei Robert Bosch in Hildesheim.
Beitragstitel: Entwicklung vertrauenswürdiger Mikroelektronik: von der Theorie zur Praxis
Dominik Šišejković
dominik.sisejkovic@rwth-aachen.de
Promotion an der Rheinisch-Westfälischen Technischen Hochschule Aachen, Fachbereich Elektrotechnik und Technische Informatik; Lehrstuhl für Software für Systeme auf Silizium
