Ein entscheidendes Element für IoT-Sicherheits-Chips ist eine Public Key Infrastructure (PKI). Alle IoT-Geräte mit diesen Chips brauchen eine starke Identität, die dann für die sichere Authentifizierung verwendet wird.
Das IoT hat sich zweifelsohne zu einer unglaublich erfolgreichen Industrie entwickelt. Umfrageergebnisse der Vanson Bourne-Software AG aus dem Jahr 2018 unter 800 leitenden IT- und Geschäftsentscheidern haben ergeben, dass jedes vierte Unternehmen die Einführung des IoT als eine der wichtigsten Unternehmensinitiativen eingestuft hat. Darüber hinaus erzielten 98 Prozent der Befragten bereits eine Rendite aus ihren IoT-Investitionen.
Ein Viertel der Befragten hat jedoch eingeräumt, dass Cybersicherheit eine Herausforderung bleibt. Wenig überraschend. Überraschend ist eher wie niedrig diese Zahl ist. Jedenfalls, wenn man sie mit den Erfahrungen in der Praxis abgleicht. Zudem wissen wir, wie viele IoT- und IIoT-Geräte Sicherheitslücken haben. Die wachsende Zahl der IoT-Angriffe belegten unter anderem die Sicherheitsexperten von Kaspersky im Oktober letzten Jahres. Mit Hilfe von Honeypots entdeckte das Unternehmen im ersten Halbjahr 2019 102 Millionen Angriffe auf IoT-Geräte von 276.000 eindeutigen IP-Adressen aus.
Was wir derzeit feststellen ist, dass sich einige Implementierungen aufgrund mangelnder Sicherheit verzögern. In Zukunft werden folglich mehr Cloud-Service-Anbieter mit Sicherheitsunternehmen zusammenarbeiten, um ihren Kunden eine sichere Gerätebereitstellung und -verwaltung sowie ein generell sicheres IoT-Ökosystem anzubieten. Die Angriffe werden weitergehen und Sicherheitsstandards nützen wenig, wenn sie nicht eingehalten werden. Die Ursache: OEMs sind nicht bereit, die zusätzlichen Kosten für mehr Gerätesicherheit zu tragen. Eine Lösung bestünde darin, diese Kosten an die Verbraucher weiterzugeben. Davor scheuen sich allerdings die meisten Anbieter.
Sicherheit auf Chipebene einbauen
Trotzdem ist es wichtig, sichere IoT-Geräte zu bauen. Nur so lassen sich Angriffe reduzieren. Wir wissen, dass es nicht funktioniert, Sicherheit erst im Nachgang zu implementieren. Sicherheit - und das ist hier die Identität - muss in den frühestmöglichen Phasen des Lebenszyklus eines Geräts berücksichtigt werden: auf dem Chip.
Auf Chips eingebettete Geräteidentitäten sind eine der ultimativen Errungenschaften von Security-by-Design und schützen ein IoT-Gerät buchstäblich vom Chip bis in die Cloud. Darin liegt eine große Chance. Deshalb schließen sich Unternehmen, die Geräteidentitäten verwalten, mit Halbleiterherstellern zusammen, um die Geräteidentität bereits auf Chipebene umzusetzen.
Ein maßgeblicher Teil für IoT-Sicherheits-Chips ist eine Public Key Infrastructure (PKI). Alle IoT-Geräte mit diesen Chips benötigen eine starke Identität, die dann für die sichere Authentifizierung verwendet wird. Geräte müssen nachweisen, dass sie das sind, was sie vorgeben zu sein und nicht etwas anderes, sie müssen ihre eigene Identität generieren und sie sicher speichern. Zunehmend kommen Geräte schon mit einem Zertifikat. Das soll ihre Vertrauenswürdigkeit nachweisen und die Wahrscheinlichkeit eines nicht autorisierten Zugriffs senken.
Es kommen zunehmend Lösungen auf den Markt, die deutlich sicherer sind als ihre Vorgänger. So nutzt beispielsweise ein globaler Anbieter integrierter Schaltkreise mit Sitz in Taiwan die Vorteile einer PKI-basierten Identitätsbereitstellung, die speziell für das Identitätslebenszyklus-Management von IoT-Geräten entwickelt wurde. Sie stellt für jede integrierte Schaltung ein digitales Zertifikat bereit. Der Hersteller von integrierten Schaltkreisen hat die Hardware entwickelt - einen Chipbrenner, um das digitale Zertifikat in die Chips einzubetten. So weist man dem Produkt schon in der frühestmöglichen Phase – auf dem Chip – eine Identität zu.
Der Chiphersteller verwendet den digital identifizierten Chip auf drei unterschiedliche Arten. Erstens, um die Identität seiner eigenen Smart-Home-Geräte zu sichern. Zweitens kann er Chips mit eingebettetem Zertifikat generieren und an andere Hersteller verkaufen, die IoT-spezifische Chips anstelle von generischen Mikrochips in Produktdesign und -fertigung integrieren wollen. Drittens wird eine Kombination aus Bereitstellungsservice und Chipbrennerhardware an andere Hersteller verkauft, die ihrerseits die Bereitstellung digitaler Identitäten auf Chips in ihren eigenen Anlagen erweitern wollen.
Von den neuartigen Produktionsmöglichkeiten verspricht sich der Chiphersteller zusätzlich einen Wettbewerbsvorteil.
Die Welt der Chiplösungen erweitern – für mehr Sicherheit
Auch andere Player im Markt beschäftigen sich mit diesem Thema. Infineon und Renesas haben sich beispielsweise stetig nach unten vorgearbeitet bis hin zu Unternehmen, die Secure MCUs anbieten, die Aufgaben wie die Schlüsselgenerierung, die sichere Schlüsselspeicherung und Boot-Verifizierung ausführen. Andere Unternehmen wie Intrinsic ID, die Physical unclonable functions (PUF) - „digitale Fingerabdrücke“ - anbieten, verfolgen einen weiteren wichtigen Ansatz.
Auch Trusted Platform Modules (TPMs) sind wichtig, um IoT-Sicherheit zu gewährleisten. Üblicherweise sind TPMs der Goldstandard für sichere Elemente. Diese Krypto-Co-Prozessoren sind der hardwarebasierte Vertrauensanker (HROT) für viele kritische Systeme. Sie verfügen über diverse ausgereifte Eigenschaften wie z. B. Manipulationssicherheit gegen physische und digitale Angriffe. Außerdem basieren sie auf Standards und sind daher interoperabel. Ein Nachteil ist, dass TPMs in der Anschaffung teuer sein können und die Nutzung ein gewisses Maß an Know-how in eingebetteter Kryptografie erfordert. Nicht zuletzt ist es mit Arbeit verbunden, einen zweiten Chip auf ihrem Motherboard einzubauen.
Dann gibt es noch Mikrocontroller (MCUs), kleine, in sich geschlossene Computer, die auf einem einzigen integrierten Schaltkreis oder Mikrochip enthalten sind. Secure MCUs sind Spezial-MCUs, die als Secure Elements dienen, und über verschiedene kryptografische Funktionen verfügen.
Ein weiterer aufstrebender Bereich innerhalb der Secure Elements, verspricht, die Spielregeln für die Gerätesicherheit. Dabei geht es darum, die Geräteidentität zusammen mit komplexeren Sicherheitsfunktionen zu aktivieren. Das ist einfach und kostengünstiger als andere Methoden.
Marktführer ist hier Micron Authenta, obwohl es sich dabei nicht um einen Sicherheitschip im eigentlichen Sinne, sondern um einen sicheren Flash handelt. Man kann ihn sich als ein Secure Element vorstellen, das bereits in den Flash-Speicher eingebettet ist. Das hat mehrere Vorteile:
- Flash-Speicher sind in Geräten allgegenwärtig, während ein Sicherheitschip wie ein TPM oder ein Secure MCU speziell für diesen Zweck zusätzlich eingefügt werden muss.
- Die Einbettung ist äußerst simpel, da Sie keinen neuen Chip installieren, sondern einfach die sicheren Eigenschaften im Micron-Flash-Speicher als „Feature" aktivieren.
- Kostengünstiger als herkömmliche Secure Elements
- Authenta ist bereits mit mehreren Sicherheitsschlüsseln ausgestattet, die für Geräteidentität, Authentifizierung und andere komplexere Anwendungsfälle verwendet werden können, etwa für Geräte in kritischen Infrastrukturen wo Secure Boot und Plattform-Integritätsbestätigung benötigt werden.
Schließlich bietet Micron zusätzliche Authenta-Dienste wie die Möglichkeit, diese Schlüssel in einem sicheren Firmware-Over-the-Air-Update (FOTA) zu verwenden, und hat auch einen Cloud-basierten KMS (Key Management Service) zur Schlüsselverwaltung anzubieten.
Diese Ansätze sind alle noch in Arbeit, und wir werden sie vermutlich erst im weiteren Verlauf dieses Jahres in konkreten Geräten verwirklicht sehen. Trotzdem eine sehr tröstliche Aussicht auf mehr IoT-Sicherheit.
Lancen LaChance, Head of IoT Identity Solutions bei GlobalSign
www.globalsign.com
