METASEC - Mobile, energieeffiziente und vertrauenswürdige Authentifizierungssysteme basierend auf Elliptic Curve Verfahren

Im Laufe der letzten Jahrzehnte sind Komplexität und Integrationsdichte integrierter Schaltungen und eingebetteter Systeme exponentiell gewachsen. Diese Entwicklung bringt zahlreiche negative Nebeneffekte mit sich: Unter anderem kommt es zu einer verstärkten Leistungsaufnahme und einer damit einhergehenden erhöhten thermischen Beanspruchung. Daneben führt dieser exponentielle Trend zu einem Anstieg gleichzeitig schaltender Transistoren, wodurch Spannungsversorgungseinbrüche verursacht werden können. Ferner beeinträchtigt die Verwendung neuartiger submikroner Fertigungstechniken die Zuverlässigkeit integrierter Schaltungen und eingebetteter Systeme. Das Projekt behandelt die dargestellten Probleme, die während der Entwicklung integrierter Schaltungen und komplexer eingebetteter Systeme auftreten können. Sie gliedert sich in die folgenden vier Phasen: Die erste Phase bietet einen Überblick über aktuelle Schwachstellen eingebetteter Systeme, die als sicher gelten und geringe Leistung aufnehmen. Phase zwei präsentiert ein emulations- und simulations-basiertes Framework, das Entwickler in allen Designstadien von eingebetteten Systemen unterstützen soll. Durch die beispielhafte Anwendung des Frameworks an kontaktlosen Leser/Smart Card Systemen (RFID, NFC) zeigt diese Arbeit wie wichtig es ist, eingebettete Systeme in ihrer Gesamtheit zu analysieren. Dabei wird ferner veranschaulicht, dass Designfehler frühzeitig erkannt und behoben werden können. Phase drei sucht mit Hilfe des in Phase zwei eingeführten Frameworks nach Leistungsaufnahme- und Sicherheitsoptimierungen für kontaktlose Leser/Smart Card Systeme. Basierend auf den in Phasen eins bis drei gewonnen Erfahrungen, wird in der letzten Phase dieser Arbeit eine auf RFID und NFC basierende sichere Schnittstellentechnik präsentiert, die in jeglichen elektronischen Geräten integrierbar ist. Diese Schnittstellentechnik benötigt zum Betrieb ausschließlich jene vom magnetischen Feld zur Verfügung gestellte Energie und ermöglicht es, das angesteuerte elektronische Gerät während der Standby-Zeiten komplett abzuschalten.