Sicherheitslösungen mit integriertem Krypto-Modul für ... · „The security of a system is determined by the weakest link in the system“ - Sind „Smart Meters“ die Achilles

© Albis Technologies Ltd l August 2008 l only for internal use

Sicherheitslösungen mit integriertemKrypto-Modul für Embedded Geräte

Dieter M. Arnold

[email protected]

28. Oktober 2009

© Albis Technologies Ltd l August 2008 l only for internal use 2

Albis Technologies Ltdis the continuation of a long-standing endeavor

1971: Siemens AG Zürich and Albiswerke AG Zürich merge to become Siemens-Albis AG

1996: Siemens-Albis AG is renamed Siemens Switzerland Ltd.

2008: Foundation of Albis Technologies Ltd.: As a consequence of Siemens’global strategy to focus on its core businesses, Siemens Switzerland Ltd. spins off its Business Unit «Engineering and Innovative Products»(EIP) with a management buyout. This allows the long-standing tradition of «Albis», the origins of Siemens Switzerland Ltd., to be continued.

CHF > 100 Mio.Turnover

180 � 100 R&D Employees

In over 40 countries on every continentCustomers


Market segments

Testing & consultingMore then 100 qualified engineers

Long reach and long lifetime

Long time in business, universal platforms

Manufacturers of electronic goods

Telecommunication, Industry, Transporta-tion, Power control, …

Transportation, Retail, Logistics, Hospitals, …

Carriers, railways, utilities, cable, power network operators, …

Accredited laboratory

- EMC

- Product Safety

- FCC / UL

- MTBF

Development Services

- Embedded Systems

- FPGA, High Frequency

- Embedded Security

- PCB Layout

Active RFID for

- Asset tracking

- Cargo tracking

- Protection

- Safety

Business Access

- Business services

- Backhauling

Digital HD STB

- Open API, interactive

Residential CPE

- xDSL, Cable, fiber

Zone monitoring & find

Telecommuni-cations

Research & Development

Certification Laboratory


Smart Grid Security

NERC Critical Infastructure Protection http://www.nerc.com/page.php?cid=2%7C20

IEC 62351: Power System Control and Associated Communications - Data and Communication Security

NIST: http://csrc.nist.gov/publications/drafts/nistir-7628/draft-nistir-7628.pdf


Security is about … Trust!

„Kritische Infrastrukturen“ werden mit dem Internet verbunden


Table of Contents

� Part A: Einführung

� Part B: Embedded Security mit einem Krypto-Modul

� Part C: Zusammenfassung


Part A: Security vs/und Safety

IT Security

Security

Safety

Embedded Security

zufä

llig

will

entlic

h

Finanzieller Schaden

Schaden an Menschenleben

Safety

Security


Embedded SecurityIT Security

Part A: Die Security-Triade für …

Vertraulichkeit

Integrität

Verfügbarkeit Vertraulichkeit

Integrität

Verfügbarkeit


Part A: Sicherheits-Anforderungen an kommunikative Zähler

Streaming Client

Telco

Kommunikativer Zähler

registrieren

Energie Versorger

Client

konsumieren verteilen sammeln

Zähler

Lizenzmodell Datenschutz


Par A: Wieviel Sicherheit braucht es?

� „Security is a process not a product.“ Bruce Schneier

- Systemblick entlang des ganzen Lebenszyklus

� „The security of a system is determined by the weakest link in the system“

- Sind „Smart Meters“ die Achilles Ferse vom Smart Grid?

� Defense-in-depth – flexible response to risk assessment

- Wie sicher sollen/müssen kommunikative Zähler sein?

� No real security without hardware

- Schutz von persönlichen Daten mit einem „sicheren“ Vertrauensanker


Table of Contents





Part B: Boot-Loader als Vertrauensanker

Gut;

Kernel Update

Vertrauens-anker ist

Public-KeyX

Sicheres Booten

(mit Signatur)

Gut; Geräte Authentisierung

Datenintegrität

Vertrauens-anker mit

Public-KeyX

Trusted boot

CryptoController

(TPM)

Schlecht Vertrauens-anker ist

ReferenzwertX

Sicheres Booten

(mit Hash)

XNormales Booten

Schreib-geschützerBoot-loader

Digitale Signatur

HashCRC

HardwareSoftware

UnterhaltSicherheits-Feature


Part B: Zwei System-Architekturen

� Diskrete Komponenten

Z.B.: AT98*

� Embedded Komponenten

Z.B.: AT91*

CPU Krypto-Modul

RAM

CPU Krypto-Modul

RAM

Kosten Sicherheit

+

+

–

–


Part B: Vertrauenswürdige Plattform mit einem AT98*

Mainboard

Flashboard

NOR-Flash

Filesystem

AT98

RAM CPU

KernelKernel

1

3 5

2

Vertrauens-

anker

Kernel

SW SW

ROM AT98

SWSW4

Treiber

Bootloader

BootloaderBootloader

Treiber


Part B: SELMA und HW-Lösung

Thomas Schaub, Landis + Gyr

Stärken einer HW-Lösung

� Schlüssel im TPM nicht austauschbar

� Ev schnellere Signaturverifikation

� Kein wesentlicher Vorteil

� Schlüsselpaar im Gerät „verdeckt“

erzeugbar

Sicheren, elektronischen

Messdatenaustausch (SELMA)


Table of Contents





Part C: Gedanken zum Geschäftsmodell

Zählerlieferant

Energieversorger

Kunde

Energie-Broker

Daten

?


Part C: „Secure Smart Metering withTrusted Smart Meters“

Energieversorger

Kunde

Energie-Broker

Firewall

Billing

Vertrauenswürdige „Smart Meters“ � Embedded SecuritySicheres „Smart Metering“ � Information Security

0100110111010….

0100110111010….

Marketing

Zählerlieferant

0100110111010….

0100110….


Part C: Zusammenfassung

Technische Aspekte:

� Sicherheit (= Embedded Security) ist häufig Bestandteil bei Infrastruktur-Systemen um „Safety“ Anforderungen zu erfüllen

� „Without hardware there is no real Security“: AT98* als Vertrauensanker für ein Embedded Gerät realisiert

� Boot-Mechanismus ist der Vertrauensanker

Geschäftliche Aspekte:

� Vertrauensanker kann mit einem diskreten Krypto-Modul „billig“ und sicher realisiert werden

� Vertrauenswürdige „Smart Meters“ könnten Grundlage für Informationssicherheit im „Smart Metering“ bilden


Documents

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