Аппаратные трояны: теперь с допингом
Давным-давно ходили байки про шпионские модули в электронных микросхемах, специальные коды, приводившие электронику потенциального противника в негодность и прочие отголоски войны невидимого фронта. Те байки ушли, а проблема незащищённости железа осталась и подвергается глубочайшему изучению. Группа учёных из США, Швейцарии и Германии предложила особый вид аппаратных троянов, которые практически невозможно засечь ни визуально, ни с помощью тестов, ни за пределами лаборатории.
Becker, Regazzoni, Paar и Burleson исследовали возможность и последствия умышленного нарушения процесса легирования (doping), а именно изменения полярности допанта. По сути, меняется только маска легирования, даже количество расходуемых примесей может остаться таким же. Учёные считают, что подобное вмешательство незаметно даже при сканировании электронным микроскопом и сравнении с эталоном (не говоря о том, что эталон тоже может быть «атакован»).
В итоге получается дефектный транзистор, который может всегда иметь фиксированное напряжение на выходе или создавать ток утечки. В качестве примера, как подобная диверсия может повлиять на безопасность, учёные привели генератор случайных чисел в Intel-овском Ivy Bridge, в частности потому что и его дизайн, и способ тестирования есть в открытом доступе.
Генератор случайных чисел в Ivy Bridge хранит две 128-битных константы: ключ K и состояние C. В нормальном режиме работы эти константы обновляются довольно часто, но, привнеся небольшие изменения, можно добиться фиксированного значения ключа K и почти фиксированного значения C (это «почти» необходимо для прохождения внутренних и внешних тестов). Сложность «угадывания» значения C таким образом уменьшается до нужного числа бит; учёные считают, что 32-х достаточно для того, чтобы пройти внешний тест NIST. Поскольку случайное число генерируется с помощью AES шифрования состояния C ключом K, энтропия не страдает; цикличность также не наблюдается: состояние сидируется достаточно часто. Встроенный тест (Built-In Self-Test) проверяет контрольную сумму случайных чисел для заданных исходных параметров (изменения не затрагивают эту область) и энтропию, так что он тоже не замечает подлога и в то же время остаётся способным рапортовать ошибки.
Возможность создавать ток утечки была применена в другом примере для определения секретных ключей шифрованного канала при сохранении защищённости канала в целом. Справедливости ради, надо отметить, что пока образцов аппаратных троянов выявлено не было, но всё ещё впереди.
Оригинал исследования
Becker, Regazzoni, Paar и Burleson исследовали возможность и последствия умышленного нарушения процесса легирования (doping), а именно изменения полярности допанта. По сути, меняется только маска легирования, даже количество расходуемых примесей может остаться таким же. Учёные считают, что подобное вмешательство незаметно даже при сканировании электронным микроскопом и сравнении с эталоном (не говоря о том, что эталон тоже может быть «атакован»).
В итоге получается дефектный транзистор, который может всегда иметь фиксированное напряжение на выходе или создавать ток утечки. В качестве примера, как подобная диверсия может повлиять на безопасность, учёные привели генератор случайных чисел в Intel-овском Ivy Bridge, в частности потому что и его дизайн, и способ тестирования есть в открытом доступе.
Генератор случайных чисел в Ivy Bridge хранит две 128-битных константы: ключ K и состояние C. В нормальном режиме работы эти константы обновляются довольно часто, но, привнеся небольшие изменения, можно добиться фиксированного значения ключа K и почти фиксированного значения C (это «почти» необходимо для прохождения внутренних и внешних тестов). Сложность «угадывания» значения C таким образом уменьшается до нужного числа бит; учёные считают, что 32-х достаточно для того, чтобы пройти внешний тест NIST. Поскольку случайное число генерируется с помощью AES шифрования состояния C ключом K, энтропия не страдает; цикличность также не наблюдается: состояние сидируется достаточно часто. Встроенный тест (Built-In Self-Test) проверяет контрольную сумму случайных чисел для заданных исходных параметров (изменения не затрагивают эту область) и энтропию, так что он тоже не замечает подлога и в то же время остаётся способным рапортовать ошибки.
Возможность создавать ток утечки была применена в другом примере для определения секретных ключей шифрованного канала при сохранении защищённости канала в целом. Справедливости ради, надо отметить, что пока образцов аппаратных троянов выявлено не было, но всё ещё впереди.
Оригинал исследования
Comments 19
Only users with full accounts can post comments. Log in, please.