Vertrauenswürdige Elektronik

Verlässlichkeit, Cybersicherheit und Datenschutz in einer global vernetzten Welt

Was ist vertrauenswürdige Elektronik?

Vertrauenswürdige Elektronik
Vertrauenswürdige Elektronik erfüllt ihre vorgesehenen Funktionen zuverlässig und präzise und ihre Herkunft sowie ihr Aufbau sind nachvollziehbar.

Vertrauenswürdige Elektronik (Trusted Electronics) bezeichnet IT-Hardware, – z. B. in elektronischen Consumer-Geräten, wie Computern oder Smartphones, oder digitalen Netzen, Maschinen und Anlagen – die vorgesehene Funktionen zuverlässig und präzise erfüllt. Es ist außerdem nachvollziehbar, woher die Hardware stammt und wie sie aufgebaut ist.

Vertrauenswürdige Elektronik erfüllt folgende Eigenschaften:

  • Qualität und Zuverlässigkeit: Vertrauenswürdige Elektronik kann zuverlässig über die gesamte Produktlebenszeit hinweg betrieben werden, in einem vorab in der Spezifikation definierten Rahmen.
  • Bekannte und vollständige Spezifikation: Vertrauenswürdige Elektronik erfüllt exakt und ausschließlich die Funktionen, die sie gemäß ihrer Spezifikation erfüllen soll. Sie enthält keine ungewollte, missbräuchlich ausnutzbare oder vorsätzlich eingebrachte Funktionalität, die ein Eindringen in das System ermöglicht.
  • Schutz gegen unerlaubte Veränderung: Vertrauenswürdige Elektronik verfügt über Sicherheitsmechanismen, die sie vor unberechtigter Veränderung schützen. Das erfordert auch die Speicherung geheimer kryptographischer Schlüssel für die sichere Kommunikation mit der Elektronik und dem Schutz vor Manipulation.

Nur wenn diese Anforderungen erfüllt sind, können Unternehmen, Institutionen und Privatpersonen in einer globalisierten Welt darauf vertrauen, dass Elektronik – sei es im alltäglichen Gebrauch, in kritischen Infrastrukturen, in der Industrie 4.0, im Automobilbereich oder bei medizinischen Geräten – das tut, was sie tun soll.

Warum ist vertrauenswürdige Elektronik wichtig?

Vertrauenswürdige Elektronik
© Andreas Heddergott / TUM
Vertrauenswürdige Mikroelektronik ist entscheidend für die Digitalisierung, da sie Cybersicherheit und damit Datenschutz gewährleistet und die technologische Souveränität sowie Wettbewerbsfähigkeit von Unternehmen sichert.

Mikroelektronik ist die Schlüsseltechnologie der Digitalisierung. Wir vertrauen Chips unsere Informationen, unser geistiges Eigentum, unsere Infrastruktur und unser Leben an. Gleichzeitig sind Fertigungs- und Wertschöpfungsketten in der Halbleiterbranche komplex und in hohem Maße globalisiert.

Vertrauenswürdige Elektronik ermöglicht es, Cybersicherheit und Datenschutz auch in einer global vernetzten Welt zu gewährleisten. Sie ist die Basis für unsere technologische Souveränität, Unabhängigkeit sowie Handlungsfähigkeit und sichert nachhaltig die Innovations- und Wettbewerbsfähigkeit deutscher und europäischer Unternehmen.

Nur mit vertrauenswürdiger Elektronik können sich Unternehmen, Institutionen und Privatpersonen auf die Sicherheit, Integrität und Authentizität ihrer Systeme verlassen und darauf aufbauend Produkte und Infrastrukturen mit sensiblen Informationen sicher betreiben.

Wie wird Elektronik vertrauenswürdig?

Hardware Security Labor
© Fraunhofer AISEC / Oliver Bodmer
Für den sicheren Betrieb von Elektronik muss ihre Vertrauenswürdigkeit bewertet, aktiv gestaltet und nachhaltig bewahrt werden.
Hardware Security Labor
© Fraunhofer AISEC / Oliver Bodmer
Vertrauenswürdige Elektronik erfordert unter anderem Expertise und Kapazität in der Überprüfung und Entwicklung von Chips.

Um Systeme sicher und zuverlässig zu betreiben, müssen Anbieter und Integratoren in der Lage sein, die Vertrauenswürdigkeit von Mikroelektronik zu bewerten, aktiv zu gestalten und nachhaltig über den gesamten Produktlebenszyklus zu bewahren.

Dazu gehört, dass sie über Expertise und Kapazität verfügen, um die Fertigungs- und Lieferketten ihrer Bauteile zweifelsfrei nachzuverfolgen und Funktionen ihrer elektronischen Komponenten in Eingangstests, im Feld, oder auch bei der Fehleranalyse zu überprüfen. Um sicherzustellen, dass die Funktionen genau der Spezifikation entsprechen, bietet es sich an, besonders kritische Chips selbst zu entwickeln.

Technologische Maßnahmen helfen, die Vertrauenswürdigkeit zu sichern. Dazu gehören:

  • Kryptografische Implementierungen, die Schwachstellen in Systemen wirkungsvoll schützen.
  • Vertrauensanker und Sicherheitsmechanismen, die die Integrität der Elektronikkomponenten und der Produkte verifizieren.
  • Analyse- und Bewertungsverfahren, die Sicherheitslücken effektiv erkennen.
  • Open-Source-Hardware, die die technologische Souveränität stärkt und die Entwicklung eigener, vertrauenswürdiger Wertschöpfungsketten ermöglicht.
  • Lieferketten, die technisch abgesichert sind. 

Vertrauenswürdige Elektronik in der Praxis

So bringen das Fraunhofer AISEC und seine Partner die Umsetzung auf den Weg

Mit der Erforschung und Entwicklung von konkreten Lösungskonzepten, Technologien und Werkzeugen ermöglichen das Fraunhofer AISEC und seine Partner vertrauenswürdige Elektronik.

CC-zertifiziertes Hardware Security Lab: Wir analysieren Ihre Hardware

Das CC-zertifizierte (Common Criteria) Hardware Security Lab des Fraunhofer AISEC bietet ein umfassendes Spektrum an Hardware-Sicherheitsanalysen – auch für Geräte mit erhöhtem Schutzbedarf bis EAL7 (Evaluation Assurance Level): von offensiven Sicherheitsevaluationen eingebetteter Systeme, z. B. IoT-Geräten, die unter den Cyber Resilience Act fallen, bis hin zu hoch spezialisierten Angriffen auf Sicherheitsimplementierungen.

Hardware Security Labor
© Fraunhofer AISEC / Oliver Bodmer
Im CC-zertifizierten Hardware Security Lab bewerten Forschende des Fraunhofer AISEC die Vertrauenswürdigkeit von Elektronik.

Nutzen Sie die Ergebnisse unserer angewandten Forschung

 

OpenTitan-basiertes RISC-V-Secure-Element

Wir schützen Ihre Hardware

Das Fraunhofer AISEC entwickelt mit dem Fraunhofer IIS ein RISC-V-basiertes Secure Element aufbauend auf dem Projekt OpenTitan. Die Kombination aus Open-Source, Fraunhofer-Kompetenzen und bayerischer Förderung im Zentrum Trusted Electronic Bayern (TrEB) ermöglicht maßgeschneiderte Technologie- und Systemlösungen.

 

Folie zum Schutz vor Manipulation

Ihre Hardware, sicher umhüllt

Manipulationsschutzfolien der nächsten Generation schützen die eingewickelte Elektronik und verhindern den Diebstahl vertraulicher Information. Im Vergleich zum Stand der Technik sind diese neuartigen Manipulationsschutzfolien mit lithografischen Verfahren in Rolle-zu-Rolle produziert. Der Einsatz eines patentierten Systemkonzepts zur Schlüsselableitung ermöglicht ein erhöhtes Sicherheitsniveau und eine einfachere Handhabung.

 

RISC-V-Prozessorplattform

Designen Sie mit uns eigene Prozessoren

Wir unterstützen Sie bei der Entwicklung individueller Schaltungen unter Berücksichtigung von bestehenden Designs und dem RISC-V Core zur Erfüllung regulatorischer Vorgaben. Wir entwickeln, implementieren und integrieren sichere Prozessor-Architekturen und Linux-basierte Betriebssysteme inkl. Entwicklungsumgebung. Die Validierung erfolgt in unseren Sicherheitslaboren sowie beim Rapid Prototyping in Soft- und Hardware.

Informieren Sie sich über unsere Forschungsprojekte

 

Kompetenzzentrum

Bayerisches Chip-Design-Center

Im Bayerischen Chip-Design-Center (BCDC) erhalten Unternehmen, insbesondere Start-Ups sowie kleine und mittlere Unternehmen (KMU), in Zusammenarbeit mit dem Fraunhofer AISEC, Fraunhofer EMFT und Fraunhofer IIS sowie bayerischen Universitäten einen erleichterten Zugang zu Chipdesign und passenden Lieferketten.

 

Kompetenzzentrum

Trusted Electronic Bayern

Im Zentrum Trusted Electronic Bayern (TrEB) entwickeln das Fraunhofer AISEC, Fraunhofer EMFT und Fraunhofer IIS für ihre Partner aus unterschiedlichen Wirtschaftszweigen maßgeschneiderte Technologie- und Systemlösungen für zuverlässige und vertrauenswürdige Elektronik, um aktuelle und künftige Herausforderungen der Mikroelektronik zu lösen.

 

Vernetzungsplattform

Velektronik

Im Forschungsprojekt Velektronik entstand unter der Koordination des Fraunhofer AISEC eine einzigartige Vernetzungsplattform für vertrauenswürdige Elektronik, die eine Schnittstelle zwischen Unternehmen und Forschungseinrichtungen aus Fraunhofer-Gesellschaft und Leibniz-Gemeinschaft sowie dem edacentrum schafft.

Profitieren Sie von unseren Studien und Analysen

 

Studie für Europäische Kommission

Vertrauenswürdige Elektronik

In der Studie »Study on Trusted Electronics: An overview over requirements, technologies and initiatives towards more trusted electronics« für die Europäische Kommission untersucht das Fraunhofer AISEC die Herausforderungen und Motivationen für vertrauenswürdige Elektronik mit Fokus auf sichere Designs, Lieferketten und Analyseverfahren.

 

acatech-Impulspapier

RISC-V: Potenziale eines offenen Standards für Chipentwicklung

Im Impulspapier von acatech -  Deutsche Akademie der Technikwissenschaften diskutieren Prof. Dr. Eckert und Prof. Dr. Sigl die Potenziale eines offenen Standards für Chipentwicklung.