Security Hardware

kFBL

Vertrauensanker Ihres Systems: Sicherer Start, Integritätsschutz und authentifizierte Updates.

kFBL Secure-Boot-Kette: ROM, Bootloader, Applikation, Update

Kernfunktionen

Robuste Secure Boot Chain

Etabliert eine unveränderliche Vertrauenskette (Root of Trust), die die Integrität jeder Softwarekomponente von der ersten Boot-Stufe bis zur Applikation kryptografisch verifiziert und so die Ausführung nicht autorisierter oder manipulierter Software unterbindet.

Starke Code-Authentifizierung

Stellt durch rigorose kryptografische Signaturprüfung (z.B. RSA, ECDSA) sicher, dass ausschließlich authentische und unveränderte Firmware-Images und Software-Updates auf dem System ausgeführt werden können.

Effektiver Anti-Rollback-Schutz

Implementiert einen sicheren Versionskontrollmechanismus, der Downgrade-Angriffe auf ältere, potenziell verwundbare Firmware-Versionen zuverlässig verhindert und die Systemintegrität aufrechterhält.

Unterstützung verschlüsselter Firmware

Ermöglicht die Verwendung verschlüsselter Firmware-Images, um geistiges Eigentum (IP) zu schützen und Reverse Engineering oder unbefugte Modifikationen der Software zu erschweren.

Flexible Hardware-Integration

Entwickelt für die nahtlose Integration mit Hardware Security Modules (HSMs) wie dem Kayten kHSM oder Secure Elements (SE) zur Nutzung hardwarebasierter Sicherheitsanker für Schlüsselspeicherung und kryptografische Operationen.

Performance-optimiert & Minimaler Overhead

Hochoptimiert für ressourcenbeschränkte Embedded-Systeme, gewährleistet einen minimalen Einfluss auf die Boot-Zeit und einen geringen Speicherbedarf (Flash/RAM), ohne Kompromisse bei der Sicherheit.

So funktioniert kFBL

Secure Boot Prozess

1

Hardware Root of Trust (HRoT)

Der Prozess beginnt mit unveränderlichem, im Chip verankertem Code (z.B. ROM, OTP), der die erste Stufe der Vertrauenskette bildet.

2

Bootloader-Verifizierung (kFBL)

Der HRoT prüft die kryptografische Signatur und Integrität des kFBL, bevor dessen Ausführung gestattet wird, oft unter Nutzung von Schlüsseln aus einem Secure Element oder HSM.

3

Applikations-Firmware-Authentifizierung

kFBL verifiziert die digitale Signatur und Integrität der Anwendungs-Firmware. Optional wird die Firmware entschlüsselt.

4

Gesicherter Anwendungsstart

Nach erfolgreicher Verifizierung übergibt kFBL die Kontrolle an die authentische Anwendungs-Firmware, die in einer gesicherten Umgebung startet.

Secure Firmware Update Prozess (OTA/Lokal)

1. Sicherer Empfang & Vorbereitung

  • Empfang neuer Firmware-Pakete über definierte sichere Kanäle (z.B. CAN, Ethernet, USB, BLE).
  • Sichere Zwischenspeicherung des Update-Images in einem dedizierten, geschützten Speicherbereich.
  • Vorläufige Integritätsprüfung des empfangenen Images (z.B. mittels Hash-Vergleich).

2. Authentifizierung & Installation

  • Strikte Authentifizierung des Update-Pakets durch Verifizierung der kryptografischen Signatur gegen einen vertrauenswürdigen Schlüssel.
  • Prüfung der Versionierung und Kompatibilität; Implementierung von Anti-Rollback-Mechanismen.
  • Atomare Installation des Updates (z.B. durch Dual-Bank-Flash-Management) mit robusten Fallback-Optionen bei Fehlschlag zur Sicherstellung der Systemverfügbarkeit.

Technische Spezifikationen

Unterstützte Mikrocontroller-Familien

  • NXP: S32K Automotive MCUs, i.MX RT Crossover-Prozessoren, LPC-Familien.
  • STMicroelectronics: STM32 Automotive und Industrial Serien (z.B. STM32H7, STM32G4).
  • Renesas: RH850 Familie, RL78 und RX Serien für diverse Anwendungen.
  • Texas Instruments: C2000™ Echtzeit-MCUs, MSP430™ Low-Power MCUs.
  • Portierung auf weitere Architekturen und Derivate auf Anfrage.

Kryptografische Sicherheitsmerkmale

  • Signaturverifikation: RSA (2048/4096 Bit), ECDSA (NIST Kurven P-256/P-384).
  • Hash-Algorithmen: SHA-256, SHA-384, SHA-512 zur Integritätsprüfung.
  • Firmware-Entschlüsselung: AES-128/256 (z.B. GCM, CBC) für den Schutz von IP.
  • Integration mit Secure Key Storage: Nutzung von Hardware-gesicherten Schlüsseln (z.B. aus kHSM oder Secure Elements).
  • Unterstützung für Hardware Security Module (HSM) zur Beschleunigung und Absicherung kryptografischer Operationen.

Unterstützte Update-Kanäle

  • Automotive-Netzwerke: CAN, CAN-FD (via ISO 14229 UDS), Ethernet (DoIP, SOME/IP), FlexRay, LIN.
  • Industrielle Kommunikation: Ethernet (TCP/IP, UDP), serielle Schnittstellen.
  • Lokale Schnittstellen: UART, SPI, I2C für Debugging- und initiale Programmier-Szenarien.
  • Drahtlose Technologien: Bluetooth Low Energy (BLE), Wi-Fi (abhängig von Hardware-Unterstützung).

Performance & Ressourcenbedarf

  • Minimale Boot-Zeit-Verlängerung: Typischerweise unter 100 Millisekunden, abhängig von der Plattform und Firmware-Größe.
  • Kompakter Flash-Footprint: Optimiert für geringen Speicherbedarf, typischerweise zwischen 8 KB und 32 KB.
  • Geringer RAM-Bedarf: Effiziente Speichernutzung, typischerweise 2 KB bis 8 KB während des Boot-Vorgangs.
  • Effiziente Update-Geschwindigkeit: Optimierte Algorithmen für schnelle Flash-Programmierung, typischerweise > 100 KB/s.
  • Unterstützung für Dual-Bank-Flash-Architekturen für atomare Updates und Fail-Safe-Betrieb.

Branchenanwendungen

Automotive Steuergeräte (ECUs)

Implementieren Sie eine robuste Secure Boot Chain und sichere Firmware-Updates für alle Arten von Steuergeräten im Fahrzeug, von Motorsteuerungen über ADAS-Systeme bis hin zu Infotainment- und Gateway-Modulen, konform mit ISO/SAE 21434.

Industrielle Steuerungen & IoT

Gewährleisten Sie die Integrität und Update-Sicherheit für kritische Industriesysteme (ICS/SCADA), SPS-Systeme, Robotersteuerungen, Sensor-Gateways und HMI-Panels in der intelligenten Fabrik und kritischen Infrastrukturen.

Medizintechnik

Sichern Sie lebenskritische medizinische Geräte wie Beatmungsgeräte, Infusionspumpen, Patientenmonitore und Diagnosegeräte gegen Manipulation und gewährleisten Sie die Authentizität ihrer Software.

Verteidigung & Behörden (BOS)

Erfüllen Sie militärische Sicherheitsstandards und Anforderungen für kritische Verteidigungs- und BOS-Systeme, einschließlich sicherer Kommunikationsgeräte, Waffensysteme und Drohnentechnologie.

Energiesysteme & KRITIS

Schützen Sie kritische Infrastrukturen im Energiesektor durch Absicherung von Smart Metern, Netzleitsystemen, Ladestationen für E-Mobilität und intelligenten Energiespeichersystemen.

Luft- & Raumfahrt

Implementieren Sie zertifizierbare Boot-Sicherheit und sichere Updates für Avioniksysteme, Flugsteuerungen, Navigationssysteme und Satellitenkomponenten, wo höchste Zuverlässigkeit gefordert ist.

Starten Sie sicher: Implementieren Sie den kFBL Secure Bootloader

Schützen Sie Ihre Firmware vor Manipulation und gewährleisten Sie die Systemintegrität vom ersten Moment an. Kontaktieren Sie uns für technische Details, eine Produkt-Evaluierung oder um Ihre spezifischen Anforderungen zu besprechen.