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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