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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 – ARiS

Laufzeit:2021 – 2024

Anwendung:

|IC-Entwurf| Chip-Design| Entwurfsmethodik| KI| Machine Learning| Maschinelles Lernen| Modelle| Modellierung| Design Support

Forschungsfeld:Integrierte Sensorsysteme


Zugehörige Inhalte

Alle PublikationenVE-ARiS

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)

Georg Gläser (rechts) und Univ.-Prof. Dr.-Ing. Ralf Sommer (links), Doktorvater, wiss. Geschäftsführer des IMMS und Professor an der TU Ilmenau, nach der Disputation am 14.06.2023. Foto: IMMS.

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.


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Wir entwickeln für Ihre System-on-Chip- und FPGA-Entwürfe neue KI-basierte Methoden und Werkzeuge, um die steigende Komplexität integrierter Systeme zu beherrschen und damit die Leistungsfähigkeit weiter zu steigern.

Dienstleistung

Integrierte Schaltungen

Wir entwickeln und realisieren für Sie anwendungsspezifische integrierte Schaltungen (ASICs) in CMOS-, BiCMOS- und SOI-Technologien. Wir realisieren fehlerfreie ASICs mit unseren Erstentwürfen.

Forschungsfeld

Integrierte Sensorsysteme

Hier erforschen wir in Halbleitertechnologien gefertigte miniaturisierte Systeme aus mikroelektronischen Komponenten für sensorische Anwendungen sowie Methoden, um diese hochkomplexen Systeme effizient und sicher zu entwerfen.

Kernthema

KI-basierte Entwurfs- und Testautomatisierung

Wir forschen daran, den Entwicklungsprozess von integrierten Sensorsystemen mit KI sicher und kostengünstiger zu machen. KI kann die Entwickler im Prozess unterstützen, Fehler zu vermeiden und informelles Wissen automatisiert anzuwenden.

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