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Cyberabwehr für die Nanoelektronik

Ob Autos, Industrieanlagen oder das Regierungsnetz: Cyber-Angriffe zeigen immer wieder, wie anfällig elektronische Systeme heute sind. Sie zu schützen und Cyber-Attacken künftig zu verhindern ist das Ziel des neuen Schwerpunktprogramms „Nano Security“ an der Universität Stuttgart. Ziel ist es, die Hardware zum Sicherheitsanker eines Systems zu machen.
 

Wirtschaft, Wissenschaft und Gesellschaft sind heute in hohem Maße von elektronischen Systemen abhängig, und schon ein paar gewiefte Hacker können diese knacken – mit katastrophalen Folgen. Doch die Sicherheitsmaßnahmen sind lückenhaft: Die Mehrheit der verfügbaren Cyberabwehrsysteme konzentriert sich auf den Schutz des Softwareteils von elektronischen Systemen oder deren Kommunikationsschnittstellen. Doch es mehren sich die Anzeichen für starke und erfolgreiche Angriffe auf die Hardware, die mit modernster mikroelektronischer Technologie hergestellt wurde. 
 

Herausforderung Nanoelektronik

Völlig neue Herausforderungen stellen sich zudem durch den Umstieg auf radikal neuartige nanoelektronische Komponenten, die zum Beispiel gebraucht werden, um die künftigen Anforderungen in punkto Energieeffizienz, Rechenleistung und sichere Datenübertragung zu bewältigen. Beispielhaft genannt seien Memristoren (Bauteile, die nicht nur zur Informations-Speicherung eingesetzt werden, sondern auch als Logikbausteine fungieren), die Spintronik, bei der man sich quantenmechanische Effekte zunutze macht, oder Kohlenstoff-Nanoröhrchen.

Die neuen Technologien sowie die damit verbundenen grundlegend anderen Computerarchitekturen bieten neue Möglichkeiten für kryptographische Primitive, um eine noch sicherere Datenübertragung zu erreichen. Sie werfen aber auch Fragen nach ihrer Anfälligkeit für neuartige Hardwareangriffe auf.
 

Das Problem ist Teil der Lösung

Vor diesem Hintergrund soll im Rahmen des neuen, von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) geförderten, Schwerpunktprogramms (SSP) ein besseres Verständnis dafür entwickelt werden, welche Folgen die neuen Nanoelektronik-Technologien für die Sicherheit von Schaltungen und Systemen haben. Dabei wird die Hardware nicht nur als Teil des Problems, sondern auch als wichtiger und notwendiger Teil der Lösung aufgefasst. Ansatzpunkte hierfür sind zum Beispiel die hardwarebasierte Erzeugung von kryptografischen Schlüsseln, die sichere Abspeicherung und Verarbeitung von sensitiven Daten oder die durch Hardware garantierte Isolation von Systemteilen. Letzteres soll dafür sorgen, dass ein Angriff sich nicht durch das System weiter verbreiten kann.

Auf dem Weg dahin wollen die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler mögliche Sicherheitsrisiken und -schwachstellen bewerten, die von der neuartigen Nanoelektronik herrühren. Des Weiteren wollen sie innovative Ansätze für die Systemsicherheit entwickeln, die auf der Nanoelektronik als Sicherheitsanker basieren.

Das DFG-Schwerpunktprogramm „Nano Security. From Nano-Electronics to Secure Systems“ (SPP 2253) ist auf sechs Jahre angelegt. Die ersten Projekte sollen Anfang 2020 starten.
 

Zur Pressemeldung der Universität Stuttgart: www.uni-stuttgart.de/universitaet/aktuelles/presseinfo/Cyberabwehr-fuer-die-Nanoelektronik/
Die Projektseite der Universität Stuttgart (Englisch): https://spp-nanosecurity.uni-stuttgart.de/  
 


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