Скачать или смотреть USENIX Security '20 — Неисправимый кремний: полный взлом шифрования битового потока Xilinx

Непатчируемый кремний: полный взлом шифрования битового потока ПЛИС Xilinx 7-й серии

Майк Эндер и Амир Моради, Институт ИТ-безопасности Хорста Герца, Рурский университет, Бохум, Германия; Кристоф Паар, Институт кибербезопасности и конфиденциальности Макса Планка и Институт ИТ-безопасности Хорста Герца, Рурский университет, Бохум, Германия

Безопасность ПЛИС — ключевая тема, поскольку любая уязвимость в оборудовании может иметь серьёзные последствия при использовании в защищённом проекте. Поскольку проекты ПЛИС кодируются в битовом потоке, защита этого потока имеет первостепенное значение. У злоумышленников есть множество мотивов для восстановления и манипулирования битовым потоком, включая клонирование проекта, кражу интеллектуальной собственности, манипуляцию проектом или его изменение, например, с помощью аппаратных троянов. Учитывая, что ПЛИС часто являются частью киберфизических систем, например, в авиационных, медицинских или промышленных устройствах, это может привести даже к физическому повреждению. В результате поставщики внедрили шифрование битового потока, обеспечивающее аутентичность и конфиденциальность. Хотя атаки на шифрование битового потока предлагались и ранее, например, анализ сторонних каналов и зондирование, эти атаки требуют сложного оборудования и значительных технических знаний.

В данной статье мы представляем новые малозатратные атаки на шифрование битового потока Xilinx 7-Series (и Virtex-6), приводящие к полной потере аутентичности и конфиденциальности. Мы используем конструктивный недостаток, который по частям раскрывает расшифрованный битовый поток. В этой атаке ПЛИС используется в качестве оракула дешифрования, при этом требуется только доступ к интерфейсу конфигурации. Атака не требует сложных инструментов и, в зависимости от целевой системы, может быть потенциально запущена удалённо. В дополнение к атакам мы обсуждаем несколько контрмер.

Полную программу конференции USENIX Security '20 можно найти по адресу https://www.usenix.org/conference/use...