Introduktion til Fysiske Ikke-Klonbare Funktioner (PUF) (Vi ved det, den direkte oversættelse er helt volapyk)

Fysiske ikke-klonbare funktioner (PUFs) er en avanceret hardware-sikkerhedsteknologi, der udnytter unikke fysiske egenskaber ved halvlederkomponenter til at generere unikke digitale signaturer. Disse signaturer kan bruges til autentificering, kryptering og beskyttelse af følsomme data. PUFs er særligt værdifulde, fordi de er vanskelige at duplikere eller efterligne, hvilket gør dem til en robust løsning mod en bred vifte af sikkerhedstrusler.

Ofte vil disse være enheder være fysiske hardware enheder som f.eks. indeholder kryptografiske certifikater til sikker kommunikation, eller måske kryptografiske nøgler der bruges til at gemme krypteret data. Det kan også være at selve enheden f.eks. håndterer kommunikationen til og fra ambassade i udlandet (cryptoboks).

Så hvad er PUF-angreb?

PUF-angreb refererer til en række metoder, som hackere kan bruge til at kompromittere PUF-baserede sikkerhedssystemer. Disse angreb kan udnytte forskellige svagheder i PUF-design og implementering for at få uautoriseret adgang til krypterede data eller endda omgå sikkerhedsfunktionerne helt. De mest almindelige typer af PUF-angreb inkluderer:

1. Sidekanal-angreb (sidechannel attack): Disse angreb udnytter information, der lækkes gennem fysiske kanaler, såsom strømforbrug, elektromagnetisk udstråling eller tidsmålinger.
2. Modelangreb: Hackere kan skabe en matematisk model af PUF’ens adfærd ved at analysere et stort antal udfald. Med en tilstrækkeligt præcis model kan de forudsige PUF’ens respons.
3. Fault Injection-angreb: Disse involverer introduktion af fejl i PUF’ens hardware for at ændre dens adfærd og afsløre sikkerhedsinformation.
4. Reverse Engineering-angreb: Her forsøger angribere at dissekere og analysere PUF-hardwareen for at forstå dens struktur og funktioner.

Eksempler fra den virkelige verden

Et bemærkelsesværdigt eksempel på et PUF-angreb er sidekanal-angreb på FPGA-baserede PUFs. Forskerne bag angrebet kunne udtrække PUF-data ved at måle strømforbruget under udførelsen af kryptografiske operationer. Ved at analysere disse målinger kunne de rekonstruere de hemmelige nøgler, som PUF’en genererede, hvilket afslørede følsomme data.

Beskyttelse mod PUF-angreb

At beskytte mod PUF-angreb kræver en flerlaget tilgang, der tager højde for både design og implementering af PUF’er. Her er nogle effektive strategier:

1. Robust design: Ved at designe PUF’er med øget resistens mod fysisk manipulation og reverse engineering kan sikkerheden forbedres markant.
2. Design med udgangspunkt i “side channel” angreb: Implementering af teknikker som konstant ændrer algoritmer og maskering kan reducere risikoen for sidekanal-angreb.
3. Fejl håndtering: Integrering af mekanismer til at opdage og reagere på fejl-injektion forsøg kan beskytte mod denne type angreb.
4. Tilfældigheds principper: Brug af komplekse og uforudsigelige udfaldsmønstre kan gøre det sværere for angribere at skabe præcise modeller af PUF-adfærd.

Konklusion

PUF’er repræsenterer en stærk teknologi inden for hardware-sikkerhed, men de er ikke immune overfor angreb. Gennem forståelse af de forskellige typer PUF-angreb og implementering af effektive beskyttelsesforanstaltninger kan virksomheder sikre, at deres PUF-baserede systemer forbliver sikre.

For de bedste it-løsninger og digital sikkerhed, tag et kig på hvordan CyberNordic kan beskytte din virksomhed.

Med leverandører som blandt andet Acronis, CrowdStrike og KnowBe4 er vores kunder sikret IT-løsninger i topkvalitet. CyberNordic blev stiftet i 2020 med det formål at gøre en forskel for små og mellemstore virksomheder, og i dag hjælper vi blandt andet brands som Beauté Pacifique og DEAS Group.