Erhöhte Sicherheit dank Chip-Fingerabdrücken

Redakteur: Julia Bender

Um das Internet der Dinge sicherer zu machen, wird an den Universitäten Passau und Chemnitz erforscht, inwiefern sich Physically Unclonable Functions bei Speicherstrukturen sowie bei Bauelementen, die auf Nanomaterial basieren, einsetzen lassen.

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Physically Unclonable Functions, wie man sie von Chips kennt, sollen die Sicherheit des Internets der Dinge verbessern.
Physically Unclonable Functions, wie man sie von Chips kennt, sollen die Sicherheit des Internets der Dinge verbessern.
(Bild: gemeinfrei / Unsplash)

Wenn Chips in der analogen Welt hergestellt werden, weisen diese untereinander minimale Abweichungen auf, die jeden Chip einzigartig und folglich unkopierbar machen. Diese unverwechselbaren Codes werden Physically Unclonable Functions genannt und helfen dabei, Hardware – wie bei einem digitalen Fingerabdruck - eindeutig zu identifizieren. In zwei Projekten, die von der deutschen Forschungsgemeinschaft über drei Jahre hinweg gefördert werden, untersucht der Inhaber des Lehrstuhls für Technische Informatik an der Universität Passau Prof. Dr. Stefan Katzenbeisser und sein Team nun, wo man PUFs in Zukunft implementieren kann.

Erforschung der zukünftigen Einsatzmöglichkeiten

Das Projekt PUFmem – Intrinsische Physically Unclonable Functions aus neuartigen nichtflüchtigen Speichern beschäftigt sich mit der Frage, ob man neuartige Speicherstrukturen, die auch ohne Stromversorgung ihren Inhalt behalten, als PUFs nutzen kann. Die Speicher sollen aber nicht nur als Datenträger sondern auch als eindeutiger Schutz für das jeweilige Gerät fungieren. In verschiedenen Experimenten werden die Speichermodule bestimmten Umweltbedingungen wie beispielsweise Temperaturschwankungen ausgesetzt, um herauszufinden, wie widerstandsfähig die PUFs letztendlich sind.

An dem Projekt NANOSEC – Manipulationssichere PUFs basierend auf Nanostrukturen für sichere und robuste Hardwaresicherheits-Primitive sind zusätzlich zu den Informatikerinnen und Informatikern der Universität Passau auch Forscherinnen und Forscher der technischen Universität Chemnitz beteiligt, die die nötige Expertise zu nanomaterialbasierten Bauelementen mitbringen. Gemeinsam versuchen die Forschungsteams herauszufinden, ob sich Kohlenstoff-Nanoröhren für PUFs eignen. „Kohlenstoff-Nanoröhren sind Basis-Primitive für verschiedene Bauteile, von Transistoren der Zukunft bis hin zu Sensoren, die Umweltbedingungen vermessen. Wir nutzen sie nun für einen neuen Zweck“, erklärt Prof. Dr. Katzenbeisser. Die Forschenden entwickeln dabei hybride PUFs, die sowohl Sensor- als auch PUF-Funktionalitäten besitzen und einen vielversprechenden Baustein für sicherheitsrelevante Anwendungen darstellen.

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