Sicherheits-Mikrocontroller

Angriffssicherheit für die Automobilindustrie

20.12.12 | Redakteur: Holger Heller

Atlas-L von Fujitsu: ARM Cortex-R4-basierte MCU mit SHE-Coprozessor (Secure Hardware Extension) für Kombiinstrumente in Fahrzeugen
Atlas-L von Fujitsu: ARM Cortex-R4-basierte MCU mit SHE-Coprozessor (Secure Hardware Extension) für Kombiinstrumente in Fahrzeugen (Foto: Fujitsu Semiconductor Europe)

Einen Mikrocontroller mit SHE-Coprozessor (Secure Hardware Extension) für Kombiinstrumente in Fahrzeugen kündigt Fujitsu Semiconductor Europe (FSEU) an. Der „Atlas-L“ basiert auf ARMs Cortex-R4-Core und bietet umfassende Sicherheitsfunktionen.

Der neueste Mikrocontroller aus Fujitsus FCR4-Familie, der MB9DF125 Atlas-L, wurde im MCU Competence Centre in Langen bei Frankfurt am Main entwickelt und ermöglicht Fahrerinformations- und Fahrerassistenzsysteme nach AUTOSAR-Spezifikation. Der Atlas-L ist auf die Anforderungen der Branche hin optimiert: Betriebssicherheit (Safety), Angriffssicherheit (Security) und Stromverbrauch.

Der Baustein wurde als Single-Chip-Lösung für herkömmliche grafikfreie Instrumententafeln und als Begleitchip für Fujitsus SoC-Bausteine aus der Emerald-Reihe für hybride oder frei programmierbare (virtuelle) Kombiinstrumente im Automotive-Bereich entwickelt.

Die „Secure Hardware Extension“ (SHE) ist ein Kryptographiemodul, das die Spezifikation des HIS-Konsortiums (Herstellerinitiative Software) erfüllt. Dem Konsortium gehören die Automobilhersteller Audi, BMW, Daimler, Porsche und Volkswagen an. Das komplett in Hardware implementierte SHE-Modul ermöglicht es Tier-1-Automobilzulieferern und Fahrzeugherstellern, Gegenmaßnahmen zur Softwaremanipulation in elektronischen Steuerungen zu entwickeln und den Diebstahl der Steuerungsgeräte zu verhindern. Klassische Anwendungsfälle der kryptographischen Verfahren sind die elektronische Wegfahrsperre, schlüssellose Zugangssysteme sowie Aktivierungssysteme für Ferndiagnosen und Software-Updates.

Kryptographiemodul erfüllt die HIS- und SHE-Spezifikationen

Das SHE-Modul in der Atlas-L-MCU erfüllt die Anforderungen der SHE-Spezifikation (Functional Specification v1.1, rev. 439) einschließlich Errata-Sheet und Ergänzungen. Einen besonderen Schutz bietet das SHE-Modul durch seinen gesicherten Programmstart (Secure Boot). Dabei kommen im SHE-Block für die Datenauthentisierung ein CMAC-Algorithmus (Cipher-based Message Authentication Code) mit Blockchiffre und die Datenkomprimierung nach der Miyaguchi-Preneel-Variante zum Einsatz.

Atlas-L enthält einen echten Zufallszahlengenerator, einen separaten Speicherbereich zur sicheren Verwahrung von flüchtigen und nichtflüchtigen kryptographischen Schlüsseln (einschließlich sichere Schlüsselverwaltung und -aktualisierung) sowie spezielle Logik für die Datenverschlüsselung nach dem AES-Standard mit 128 Bit Schlüssellänge. Da die MCU außerdem vor Manipulationen schützt, kann sie eine sichere Geräte-Identifizierung gewährleisten und bietet eine sichere Umgebung für kryptographische Algorithmen.

Der Prozessor arbeitet mit einer Taktrate von bis zu 128 MHz und einer Leistung von über 200 DMIPS. Er ist mit 1 MByte Flash und 128 KByte RAM ausgestattet und wird im LQFP-176-Gehäuse geliefert. Zudem bietet der Atlas-L weitere Funktionen für erhöhte Angriffssicherheit, sichere Handhabung der TRACE- und JTAG-Schnittstellen und abgesicherten Flash-Speicher.

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