Sichere Chips für die digitale Gesellschaft

Chipbasierte Sicherheitstechnologien und -funktionen sind der Schlüssel zu einer sicheren Digitalisierung auf Hardwareebene. Fälschungs- und manipulationsresistente Chipkarten werden bereits zur vertrauenswürdigen Identifikation hoheitlicher Dokumente – wie Ausweise oder Pässe – eingesetzt.

Durch die hohe Vernetzungsdynamik in Anwendungen wie Industrie 4.0, Energieversorgung, Mobilität und Bezahlsystemen sowie durch die steigende Verbreitung mobiler Endgeräte wird der Bedarf an sicheren Chips weiter wachsen. Flankiert wird diese Entwicklung durch ein immer höheres Aufkommen an Echtzeitdaten, die durch in immer mehr Geräten verbaute intelligente Sensorik bereitgestellt werden. Eine sichere und effiziente Nutzung dieses „Internets der Dinge“ und der darauf basierenden Dienste wird nur dann möglich, wenn die hohe Entwicklungskompetenz für chipbasierte Sicherheitstechnologien in Deutschland weiter ausgebaut wird und diese wettbewerbsfähig gefertigt werden. Sicherheitschips sind eine Stärke der Mikroelektronikindustrie in Deutschland und Europa. Allerdings werden auch in diesem Feld stets neue Angriffsmethoden entwickelt, die existierende Schutzmechanismen umgehen. Daher ist es nötig, chipbasierte Sicherheitstechnologien stetig zu verbessern und neuartige Methoden in der Chipfertigung umzusetzen.

Forschungsthemen sind unter anderem:

  • Methoden zur eindeutigen Identifizierbarkeit von Chips – beispielsweise durch Implementierung von physikalischen Fingerabdrücken unter Verwendung sogenannter „Physikalisch unklonbarer Funktionen (PUF)“ und zum Nachweis sowie zur Validierung vorgegebener Sicherheitsniveaus,
  • schaltungstechnische Maßnahmen zum Schutz von Chips gegen externe Angriffe sowie
  • die Implementierung eines herstellerseitigen Authentizitätsschutzes, zum Beispiel zur Manipulationsverhinderung während der Produktion bei einem Auftragshersteller (Foundry).

Um existierende und künftige Herausforderungen zu meistern, müssen vorhandene Kompetenzen in der chipbasierten Sicherheitstechnik gesteigert und erweitert werden. Durch die Herstellung kostengünstiger und sicherer Chips lässt sich die führende Position Deutschlands als Mikroelektronik-Anbieter langfristig sichern und ausbauen. Chipbasierte Sicherheitstechnologien werden vorwiegend auf Basis des Forschungsrahmenprogramms „Selbstbestimmt und sicher in der digitalen Welt 2015-2020“ der Bundesregierung gefördert.

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