Projekt VE-ARiS
Das IMMS entwickelt einen Kopierschutz für integrierte Schaltungen, um das Know-how von Partnern zu sichern.
Fälschungen und Kopien als Risiko für sicherheitskritische Systeme und wirtschaftliche Substanz
Produktpiraterie ist längst in der Welt der modernen hochintegrierten Sensorsysteme angekommen. Diese Systeme werden vor allem in Schlüsselindustrien eingesetzt, wie in der Robotik, Automatisierungs-, Antriebs- und Lasertechnik sowie in sicherheitskritischen Anwendungen. Neben einem massiven wirtschaftlichen Schaden beim Original-Entwickler und -Hersteller ziehen Fälschungen und aktive Angriffe auf kritische Systeme gravierende Sicherheitsrisiken nach sich. Selbst bei einfachen Kopien, die in der Regel auch nicht wie Original-Teile intensiv getestet und qualifiziert werden, besteht die Gefahr von Fehlfunktionen. Die Risiken etwa in der Medizintechnik oder bei autonomen Fahrzeugen gehen weit über die von Sachschäden hinaus.
Betroffen sind neben Leiterplatten auch die dort verbauten Schaltungen selbst, die in erheblichen und langwierigen Entwicklungsleistungen und mit dem Knowhow von High-Tech-Unternehmen entstanden sind. Auch kleinere Hersteller, die sich mit ihren Chips in mittleren Stückzahlen als Schlüsselprodukte im Industrie-Bereich einen Namen gemacht haben, sind davon nicht verschont.
Zweistufiger Kopierschutz: Tarnung und Wasserzeichen
Deshalb werden am IMMS neue Verfahren zur Tarnung von Schaltungen und zum Einweben eines Wasserzeichens entwickelt, um das „Abzeichnen“ und damit Kopieren von integrierten Schaltungen und Systemen zu erschweren.
Zur Tarnung von Schaltungen wird ein Verfahren entwickelt, das auf Machine Learning basiert und die Perspektive eines potentiellen Fälschers simulieren wird. Dadurch soll es möglich werden, dessen Blick schon im Entwurf zu trüben, indem beispielsweise Komponenten mit gleichem Aussehen, aber unterschiedlicher Funktion verwendet werden. Ein Reverse Engineering wird dadurch extrem aufwändig und wirtschaftlich unattraktiv.
Die angestrebten „Wasserzeichen“ stellen neuartige Abwehrmechanismen dar. Auf Chip-Ebene werden sie als Schaltungsblock integriert, der als digitale Signatur wirkt. Mit ihr werden die Chips erst direkt vor Lieferung oder Inbetriebnahme freigeschaltet, sofern die auch im Chip enthaltenen Sensoren die erwarteten Parameter liefern. Auf Leiterplatten werden personalisierte Wasserzeichen integriert. Mit einem zusätzlichen Abwehr-IC wird die Platine durch den Sensorsystem-Hersteller aktiviert.
Validierung an Systemen der Industriepartner
Die neuen Verfahren zum Kopierschutz eignen sich prinzipiell für alle Chips und Leiterplatten. Validiert werden sie mit einem neuartigen, kopiergeschützten Positionsgeber. Dessen Chip wird von iC-Haus und die Leiterplatte von Wachendorff entwickelt. Beide werden umfangreichen Laborversuchen unterzogen, in relevante Feldumgebungen integriert und getestet.
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Akronym / Name:
VE-ARiS / Verbundprojekt: Elektronischer Knowhow-Schutz für innovative Sensorsysteme – ARiSLaufzeit:2021 – 2024
Anwendung:
|IC-Entwurf| Chip-Design| Entwurfsmethodik| KI| Machine Learning| Maschinelles Lernen| Modelle| Modellierung| Design SupportForschungsfeld:Integrierte Sensorsysteme
Zugehörige Inhalte
VE-ARiS: Alberich und die Tarnkappenfabrik. SKAW – Schaltungskopierbarkeitsanalysewerkzeug
Adrian Pitterling1. Florian Kögler1. Georg Gläser1.Tage der vertrauenswürdigen Elektronik 2024, 4. - 5. Juni 2024, München
1IMMS Institut für Mikroelektronik- und Mechatronik-Systeme gemeinnützige GmbH, Ehrenbergstraße 27, 98693 Ilmenau, Germany.VE-ARiS: Elektronischer Knowhow-Schutz für innovative Sensorsysteme. Abwehr von Reserve-Engineering auf IC-Ebene
Projektkonsortium VE-ARiS (iC-Haus GmbH. Wachendorff Automation GmbH & Co. KG. IMMS GmbH).Tage der vertrauenswürdigen Elektronik 2024, 4. - 5. Juni 2024, München
VE-ARiS – „Alberich“ – Machine-Learning-basierte Vorhersage der Kopierbarkeit von ASICs
Florian Kögler1.Digitale Fachkonferenz „Vertrauenswürdige Elektronik 2022“, 9. - 10. März 2022, online
1IMMS Institut für Mikroelektronik- und Mechatronik-Systeme gemeinnützige GmbH, 98693 Ilmenau, Germany.
Veranstaltung,
Tage der vertrauenswürdigen Elektronik 2024
Ergebnispräsentationen der Forschungsprojekte der Förderrichtlinien für vertrauenswürdige Elektronik (ZEUS) und zukunftsfähige Spezialprozessoren und Entwicklungsplattformen (ZuSE) des Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF)
Veranstaltung,
Vertrauenswürdige Elektronik 2022
Digitale Fachkonferenz des Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF)
Pressemitteilung,
Zuverlässige und schnellere Chip-Designs durch invasive und parametrische Simulationsmethoden
Dissertation zu neuen Methoden für die Automatisierung beim Entwurf integrierter Schaltungen
Pressemitteilung,
Elektronischer Knowhow-Schutz für innovative Sensorsysteme
iC-Haus, IMMS und Wachendorff starten BMBF-Verbundprojekt VE-ARiS
Kontakt
Kontakt
Eric Schäfer, M. Sc.
Leiter Mikroelektronik und Institutsteil Erfurt
eric.schaefer(at)imms.de+49 (0) 361 663 25 35
Eric Schäfer und sein Team erforschen Integrierte Sensorsysteme und hier insbesondere CMOS-basierte Biosensoren, ULP-Sensorsysteme und KI-basierte Entwurfs- und Testautomatisierung. Die Ergebnisse fließen in die Forschung an den Leitthemen Sensorsysteme für die In-vitro-Diagnostik und RFID-Sensoren ein. Er unterstützt Sie mit Dienstleistungen rund um die Entwicklung integrierter Schaltungen und mit KI-basierten Methoden für komplexe IC-Entwürfe.
Förderung
Das Projekt VE-ARiS wird durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung unter dem Kennzeichen 16ME0242 gefördert.