EP3887989A1 - Sicheres element als aktualisierbares trusted platform module - Google Patents

Sicheres element als aktualisierbares trusted platform module

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Publication number
EP3887989A1
EP3887989A1 EP19817137.3A EP19817137A EP3887989A1 EP 3887989 A1 EP3887989 A1 EP 3887989A1 EP 19817137 A EP19817137 A EP 19817137A EP 3887989 A1 EP3887989 A1 EP 3887989A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
control commands
terminal
secure element
platform module
trusted platform
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP19817137.3A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Jens Kulikowski
Sönke SCHRÖDER
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Giesecke+Devrient Mobile Security Germany GmbH
Original Assignee
Giesecke+Devrient Mobile Security Germany GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Giesecke+Devrient Mobile Security Germany GmbH filed Critical Giesecke+Devrient Mobile Security Germany GmbH
Publication of EP3887989A1 publication Critical patent/EP3887989A1/de
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F21/00—Security arrangements for protecting computers, components thereof, programs or data against unauthorised activity
    • G06F21/50—Monitoring users, programs or devices to maintain the integrity of platforms, e.g. of processors, firmware or operating systems
    • G06F21/57—Certifying or maintaining trusted computer platforms, e.g. secure boots or power-downs, version controls, system software checks, secure updates or assessing vulnerabilities
    • G06F21/575—Secure boot
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F21/00—Security arrangements for protecting computers, components thereof, programs or data against unauthorised activity
    • G06F21/70—Protecting specific internal or peripheral components, in which the protection of a component leads to protection of the entire computer
    • G06F21/71—Protecting specific internal or peripheral components, in which the protection of a component leads to protection of the entire computer to assure secure computing or processing of information
    • G06F21/77—Protecting specific internal or peripheral components, in which the protection of a component leads to protection of the entire computer to assure secure computing or processing of information in smart cards

Definitions

  • the present invention is directed to a method for the safe operation of a terminal with updatable security software, which enables hardware structures to be provided which, on the one hand, allow data to be processed in a trustworthy manner and, on the other hand, can also be updated.
  • the corresponding security software can be adapted to current threats.
  • the present invention is also directed to a correspondingly configured secure element for use in the method and to a system arrangement which is set up to carry out the proposed method.
  • a computer program product is proposed with control commands which execute the method or operate the proposed system arrangement.
  • WO 2018/103 883 A1 shows a memory arrangement for secure authentication, comprising a mass data memory and a security element.
  • DE 10 2014002 603 A1 shows a method and a system for remotely managing a data element stored on a security element.
  • US 2016/0 275 461 A1 shows a computer-implemented method for checking an integrity using a block chain. For this purpose, aspects related to the so-called Trusted Platform Module are discussed.
  • Trusted Platform Module is a hardware module that restricts or monitors the functionality of a computing unit. For example, it is possible that software can only be executed on a certain dedicated computer. This is intended to prevent the execution of malware.
  • a disadvantage here is that the control commands held are hard-coded in such a way that they cannot be overwritten. Consequently, the control commands themselves are safeguarded and protected against manipulation, and the desired updating of such control commands must also be avoided in a disadvantageous manner.
  • the so-called Internet of Things is known, which is also referred to as the Internet of Things IoT.
  • IoT Internet of Things
  • BIOS Basic Input / Output System BIOS.
  • These are control commands that are used at the hardware level and mediate between the physical hardware components and higher application levels.
  • the hardware structure of the computing unit is initialized when a computing unit is started, also referred to as the boot process.
  • TPM Trusted Platform Modules
  • Version 2.0 is currently not backwards compatible.
  • Recently TPM chips have also been used in industry and mechanical engineering.
  • TPM is to be used as a security anchor specifically for IoT and Industry 4.0 applications.
  • the lifespan of a TPM follows the IT product lifecycle of three years.
  • Cryptography technologies are also considered obsolete and insecure after three years.
  • significantly longer life cycles are necessary.
  • a TPM is static, i.e. not updateable. This goes up to the pin incompatibility of the chip generations.
  • the TPM security level is therefore static and not very forward-looking.
  • IT hardware anchors should be updateable, i.e. upgradeable, since crypto technology is faster-lived than the life cycle of IT hardware anchors in IT security devices or even machines.
  • the cryptographic algorithms should be replaced every three years, or longer ones Keys are used. With a TPM chip, this can only be done by replacing the chip itself.
  • TPM Today's IT security concepts and products such as a TPM are unusable for such industrial applications and the associated very long life cycle. Standard hardware products last a maximum of three years. A TPM that was specified in 2014 and will be available in 2016 is already considered unsafe from 2017 (BSI). The standard is to replace the cryptographic processes every three years.
  • TPM smart cards have not been used in an industrial environment or as a TPM replacement. The reasons are, on the one hand, contacting via card reader or USB, or, in the case of TPM, because old BIOS or newer EFI / UEFI cannot yet address the smart card, or simply no focus has been placed on the industrial / machine or PC market.
  • a TPM has a static security level by design, and the versions are not backwards compatible and cannot be updated.
  • the secure element in chip form should act as a TPM with the appropriate applet and be used, among other things, for secure booting via EFI / UEFI.
  • the system identity and the "secret” to system integrity and communication is stored.
  • the SE can be managed centrally and, if necessary, supplied with updates to applets, cryptography and OS levels.
  • existing end devices should be able to be adapted and the control commands used should be updateable if necessary and still be protected by hardware.
  • it is an object of the present invention to propose a correspondingly configured secure element and a system arrangement which is designed analogously to the proposed method.
  • it is an object of the present invention to propose a computer program product with control commands which execute the method or operate the proposed system arrangement.
  • a method for the safe operation of a terminal with updatable security software comprising providing control commands that implement a trusted platform module functionality, storing the provided control commands a secure element, communicative coupling of the secure element with the terminal to be operated securely, execution of at least part of the control commands and adaptation of the control commands on the secure element by the terminal.
  • control commands can thus be made available iteratively and after a control command has been provided, it can be stored. Further control commands can then be provided and also stored. The adjustment of the control commands can also be carried out repeatedly.
  • the proposed method enables a terminal to be operated safely since the functionality of the so-called Trusted Platform Module TPM is provided.
  • This is a functionality that is used for the safe processing of control commands.
  • cryptographic functions are provided that secure data communication and data processing.
  • the security function can relate, among other things, to which software can be executed on the corresponding end device and which cannot.
  • communication with hardware components can be restricted.
  • various software-related precautions have been taken to ensure the confidentiality of data by means of encryption. It is also provided that the data to be processed cannot be manipulated. This relates in particular to cryptographic keys, which are used to encrypt and decrypt data communication. These become special secured so that they cannot be read out or manipulated.
  • the underlying security software can be updated because it is stored on the secure element, which has a persistent memory that can be rewritten.
  • the security software is the control commands that implement a Trusted Platform Module functionality. Consequently, as is shown in the state of the art, a physical trusted platform module is not provided, but rather only the control commands which emulate a so-called trusted platform module are used. As a result, the functionality of this module is provided without the hardware structure of the Trusted Platform Module having to be used. Protection is ensured by the fact that the control commands are managed by the secure element and, if necessary, executed.
  • the secure element can provide specially secured hardware or software measures. This makes it possible to implement separate memories so that sensitive data cannot be accessed.
  • the secure element can be secured using special software technology using cryptographic methods.
  • the secure element thus represents an extension to the end device, which is particularly secured. In this way, the end device can outsource particularly sensitive data to the secure element.
  • the secure element on the other hand, can hold the control commands and execute them or transmit them to the terminal for execution.
  • Control commands which implement a trusted platform module functionality, can be provided in such a way that an existing Module is read out and the control commands are then stored on the secure element.
  • the control commands can be provided by means of an interface, for which purpose, for example, a manufacturer provides corresponding implementations.
  • the control commands implement the functionality and hold source code, for example. It is also possible that the control commands are already compiled. For this purpose, it is advantageous to provide a so-called image, which is then stored persistently on the secure element.
  • the secure element has a separate memory, which is consequently separated from the memory of the terminal.
  • This implements a security functionality and, in addition, at least some of the control commands provided can be cryptographically secured. It is therefore advantageous to encrypt the control commands together with other parameters.
  • Such parameters can be keys or other confidential information.
  • the communicative coupling of the secure element with the terminal device to be operated safely can take place via a conventional interface. It is possible that the secure element is removably connected to the operable terminal or that the secure element is molded in one piece with the terminal to be operated. Communicative coupling can also be a logical measure, such that an interface is operated and the secure element identifies itself to the end device. Consequently, communicative coupling is the establishment of a communication line between the secure element and the terminal in such a way that control commands can be exchanged.
  • the end device is preferably a computing unit such as a server or a server. conventional personal computer. This terminal can provide an interface with which the secure element is connected to the terminal. A plug connection is given here only by way of example, so that the secure element can be plugged into a connection of the terminal.
  • control commands are executed.
  • the secure element can have a processing unit ready, which reads out the control commands from the data memory and then executes them. If the control commands are carried out by the terminal, this implies that the control commands are transmitted from the secure element to the terminal via the interface.
  • the control commands are manipulated on the terminal, and it can therefore be advantageous to leave the control commands on the safe terminal and to execute them there. It is thus possible for the terminal to be started in such a way that the control commands on the secure terminal initialize the hardware of the terminal or for an operating system to be started and possibly loaded using the control commands.
  • control commands are adapted according to the invention, which is done by the secure terminal.
  • the control commands can thus be downloaded from the terminal and then provided to the secure element. Since the secure element has a writable memory, the control commands can then be right element.
  • the same steps can be carried out as are carried out when control commands are made available.
  • the adaptation of the control commands can thus branch out again the provision of control commands and updated control commands can be stored on the safe element.
  • the adaptation of the control commands is an update of the control commands, which relates to all control commands or at least a part thereof. In this way, new application scenarios can be taken into account and the control commands can prevent new attacks.
  • the trusted platform module functionality is provided in accordance with the specifications of the trusted computing group. This has the advantage that clearly specified control commands can be used that provide security functionality. Existing control commands can thus be reused and a system which has already been tested can advantageously be used in a new context. Corresponding specifications can u. a. on the Trusted Computing Group website at
  • the trusted platform module functionality is provided in accordance with the specification “TPM Main Specification Level 2 Version 1.2, Revision 116”. This has the advantage that the trusted platform module functionality is clearly defined for the person skilled in the art and there are extensive specifications available. In general it is possible to use the Trusted Platform Module functionality to design a further specification of the Trusted Computing Group, only one specification being mentioned here by way of example.
  • control commands are executed by the terminal and / or by the secure element.
  • the communicative coupling takes place by means of a contact-based interface, such as e.g. Serial Peripheral Interface SPI, Universal Serial Bus USB, I2C, GPIO, ISO interface, etc. or a contactless interface, e.g. NFC, BLE, SWP, etc.
  • a contact-based interface such as e.g. Serial Peripheral Interface SPI, Universal Serial Bus USB, I2C, GPIO, ISO interface, etc. or a contactless interface, e.g. NFC, BLE, SWP, etc.
  • the interfaces are used in parallel or pseudo-parallel and, if necessary, simultaneously or simultaneously. This has the advantage of accelerated data transfer.
  • at least some of the control commands are loaded onto the terminal. This has the advantage that the terminal can select individual control commands and can save them for further processing or execution.
  • the adaptation of the control commands comprises updating, overwriting, supplementing, deleting and / or changing the control commands.
  • a driver, middleware and / or a further software component is provided for executing at least some of the control commands.
  • This has the advantage that all levels of the end device are addressed. For example, it is possible to execute the control commands close to the hardware or to provide a software component at the application level.
  • the communicative coupling comprises providing an interface, a Unified Extensible Firmware Interface UEFI, an Extensible Firmware Interface EFI and / or a switching component.
  • the secure element performs cryptographic functions. This has the advantage that not only can the control commands be secured, but rather communication with the terminal can also be secured. The proposed method is therefore particularly secure against manipulation and data is also treated confidentially.
  • the execution of at least some of the control commands comprises starting the terminal.
  • a boot method can also be carried out using the proposed method.
  • the terminal it is possible for the terminal to be started on the basis of the control commands provided, and the underlying hardware components can be initialized.
  • the object is also achieved by a secure element for use in the proposed method.
  • the secure element stores the control commands that implement a trusted platform module functionality.
  • the Trusted Platform Module represents an independent hardware component. It is disadvantageous in the prior art that the so-called trusted platform module is provided as read-only memory, which is prevented according to the invention in that the secure element has a rewritable data memory.
  • the secure element is in the form of a Universal Integrated Circuit Card UICC or an embedded Universal Integrated Circuit Card eUICC or an embedded Secure Element eSE.
  • a system arrangement for the safe operation of a terminal with updatable security software comprising an interface unit set up to provide control commands that implement a trusted platform module functionality, a storage unit set up to store the control commands provided on a secure element, a coupling unit set up for communicative coupling of the secure element with the end device to be operated securely, an execution unit set up for executing at least part of the control commands, and an update unit configured to adapt the control commands on the secure element by the terminal.
  • individual units can be provided as a structural unit which provides logically different functionality.
  • some of the units can be implemented as interfaces, which can be implemented as separate interfaces or as a single interface.
  • the proposed system arrangement can include the secure element and the terminal.
  • network technology components can be provided to ensure communication between the secure element and the end device.
  • the task is also solved by a computer program product, e.g. software, middleware, an application, etc., with control commands which implement the method or operate the proposed system arrangement.
  • a computer program product e.g. software, middleware, an application, etc.
  • the method maintains process steps that can be functionally simulated by structural features of the system arrangement.
  • the system arrangement is also suitable for carrying out the proposed method.
  • procedural steps are proposed which can be reproduced structurally by the system arrangement and the structural features of the system arrangement can be implemented functionally by means of method steps. Further advantageous embodiments are explained in more detail with reference to the attached figure. It shows:
  • Fig. 1 a schematic flow diagram of a method for secure
  • FIG. 1 shows the proposed method for the safe operation of a terminal with updatable security software, comprising providing 100 of control commands that implement a trusted platform module functionality, storing 101 of the 100 control commands provided on a secure element, communicative coupling 102 of the secure element with the terminal to be operated safely, executing 103 at least a part of the control commands, and adapting 104 the control commands on the secure element by the terminal.
  • a smart card in chip design (eg Sm @ rtCafe Expert, SkySIM "Hercules", these are registered trademarks) can be inventively used via a standard interface (eg SPI, USB, ISO, I2C, GPIO etc. ), possibly also contactless interfaces (eg NFC, BLE, SWI, SWP etc.) can be connected to the system.
  • An applet is loaded, which takes over the TPM function.
  • the appropriate "driver” in the EFI / UEFI BIOS the system can interact with the smart card.
  • drivers and middleware can access and interact with the other functions that are loaded as applets. This also includes the update function.
  • All smart cards, their content and security can be managed centrally via a management platform, similar to subscription management.
  • a management platform Similar to subscription management.
  • the long lifecycle in the industrial environment prohibits fast-moving IT standard technology like a TPM.
  • a smart card in chip design (eg Sm @ rtCafe Expert, SkySIM “Herkules”", these are registered trademarks) can be updated, can perform various functions via applets and has a standard interface (SPI, USB “ISO” and is available for a long time
  • SPI standard interface
  • ISO USB
  • the biggest advantage is the central manageability of such a smart card solution.
  • "Security by Design” can also be used in machine building for industrial IoT and Industry 4.0 use cases can be realized.

Landscapes

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Abstract

Die vorliegende Erfindung ist gerichtet auf ein Verfahren zum sicheren Betreiben eines Endgeräts mit aktualisierbarer Sicherheitssoftware, welches es ermöglicht, dass Hardwarestrukturen bereitgestellt werden, welche auf der einen Seite eine vertrauenswürdige Bearbeitung von Daten ermöglichen und auf der anderen Seite ebenso aktualisierbar sind. Folglich kann die entsprechende Sicherheitssoftware aktuellen Bedrohungslagen angepasst werden. Die vorliegende Erfindung ist ferner gerichtet auf ein entsprechend eingerichtetes sicheres Element zur Verwendung in dem Verfahren sowie auf eine Systemanordnung, welche eingerichtet ist, das vorgeschlagene Verfahren auszuführen. Darüber hinaus wird ein Computerprogrammprodukt vorgeschlagen mit Steuerbefehlen, welche das Verfahren ausführen bzw. die vorgeschlagene Systemanordnung betreiben.

Description

Sicheres Element als aktualisierbares Trusted Platform Module
Die vorliegende Erfindung ist auf ein Verfahren zum sicheren Betreiben ei- nes Endgeräts mit aktualisierbarer Sicherheitssoftware gerichtet, welches es ermöglicht, dass Hardwarestrukturen bereitgestellt werden, welche auf der einen Seite eine vertrauenswürdige Bearbeitung von Daten ermöglichen und auf der anderen Seite ebenso aktualisierbar sind. Folglich kann die entspre- chende Sicherheitssoftware aktuellen Bedrohungslagen angepasst werden. Die vorliegende Erfindung ist ferner gerichtet auf ein entsprechend einge- richtetes sicheres Element zur Verwendung in dem Verfahren sowie auf eine Systemanordnung, welche eingerichtet ist, das vorgeschlagene Verfahren auszuführen. Darüber hinaus wird ein Computerprogrammprodukt vorge- schlagen mit Steuerbefehlen, welche das Verfahren ausführen bzw. die vor- geschlagene Systemanordnung betreiben.
WO 2018/103 883 Al zeigt eine Speicheranordnung zur sicheren Authentifi- zierung aufweisend einen Massendatenspeicher und ein Sicherheitselement. DE 10 2014002 603 Al zeigt ein Verfahren und ein System zum entfernten Verwalten eines auf einem Sicherheitselement gespeicherten Datenelements.
US 2016/ 0 275 461 Al zeigt ein computerimplementiertes Verfahren zur Überprüfung einer Integrität unter Verwendung einer Block Chain. Hierzu werden Aspekte bezüglich dem sogenannten Trusted Platform Module dis- kutiert.
Bekannt sind aus dem Stand der Technik unterschiedliche Möglichkeiten, eine Datenkommunikation und eine Datenverarbeitung abzusichern, wobei beispielsweise auch Hardwarestrukturen zum Einsatz kommen. Entspre- chende Hardwarekomponenten können beispielsweise als ein sicheres Ele- ment SE vorliegen und können hardwaretechnisch bzw. softwaretechnisch derart eingerichtet werden, dass Daten vor einem unberechtigten Zugriff besonders geschützt sind. Während ein sicheres Element, auch als Secure Element bezeichnet, aus dem Stand der Technik bekannt ist, so findet dieses Element lediglich in speziell dafür vorgesehenen Anwendungsszenarien Ein- satz. Typisch ist es, dass ein sicheres Element in einer Chipkarte oder in ei- nem Mobiltelefon zum Einsatz gelangt.
Darüber hinaus sind Hardwarekomponenten bzw. Hardwareumgebungen bekannt, die derart eingerichtet sind, dass sicherheitskritische Funktionen ausgeführt werden können. Hierzu zählt das sogenannte Trusted Platform Module, wobei es sich um einen Hardwarebaustein handelt, der eine Funkti- onalität einer Rechnereinheit einschränkt bzw. überwacht. So ist es bei- spielsweise möglich, dass eine Software nur auf einem bestimmten dedizier- ten Rechner zur Ausführung gebracht werden kann. Hierdurch soll die Aus- führung von Schadprogrammen unterbunden werden. Ein Nachteil hierbei ist es jedoch, dass die vorgehaltenen Steuerbefehle hartcodiert derart abge- speichert werden, dass diese nicht überschreibbar sind. Folglich sind zwar die Steuerbefehle an sich abgesichert und vor einer Manipulation gesichert, wobei auch ein gewünschtes Aktualisieren solcher Steuerbefehle in nachtei- liger Weise unterbleiben muss.
Darüber hinaus ist das sogenannte Internet der Dinge bekannt, welches auch als Internet of Things IoT bezeichnet wird. Hierbei handelt es sich um eine kommunikative Kopplung von Alltagsgegenständen, welche sodann kolla- borativ Daten austauschen. Hierdurch wird es möglich, dass herkömmliche Endgeräte mit einer Logik versehen werden und somit über eine Datenlei- tung entfernt ansprechbar sind. Ebenfalls zeigt der Stand der Technik ein sogenanntes Basic Input/ Output System BIOS. Hierbei handelt es sich um Steuerbefehle, welche auf Hard- wareebene Einsatz finden und zwischen den physischen Hardwarekompo- nenten und höheren Anwendungsebenen vermitteln. Beispielsweise wird im Rahmen eines Starts einer Recheneinheit, auch als Bootvorgang bezeichnet, die Hardwarestruktur der Recheneinheit initialisiert. ln der IT-Welt werden TPM (Trusted Platform Modules) als Hardware Si- cherheitsanker z.B. zum sicheren Speichern von Schlüsseln eingesetzt. Mo- mentan ist die, nicht abwärtskompatible, Version 2.0 aktuell. Seit kurzer Zeit kommen TPM Chips auch in Industrie und Maschinenbau zum Einsatz.
Auch dort soll TPM als Sicherheitsanker speziell für IoT- und Industrie 4.0- Anwendungen verwendet werden. Allerdings folgt die Lebensdauer eines TPM dem IT-Produktlebenszyklus von drei Jahren. Auch gelten Kryptogra- phie-Technologien nach drei Jahren als veraltet und unsicher. Im Indust- rieumfeld werden aber wesentlich längere Lebenszyklus notwendig. Leider ist ein TPM statisch, d.h. nicht updatefähig. Das geht bis zur Pin- Inkompatibilität der Chipgenerationen. Damit ist das TPM-Sicherheitsniveau statisch und wenig zukunftsweisend .
Um in IT-Security Devices (wie Firewalls) oder in Maschinen sicherheitsrele- vante Informationen wie Schlüssel, Zertifikate aber auch geistiges Eigentum sichern zu können, sollten diese Informationen nicht im Dateisystem, son- dern in separaten IT-Hardwareankern abgelegt werden. Diese IT- Hardwareanker sollten updatebar sein, also aktualisierbar, da die Krypto- Technologie schnelllebiger ist, als der Lebenszyklus von IT -Hardwareankern in IT-Security Devices oder gar Maschinen. Alle drei Jahre sollten die kryp- tographischen -Algorithmen ausgetauscht werden, oder es sollen längere Schlüssel verwendet werden. Bei einem TPM-Chip geht das nur mit Aus- tausch des Chips selbst.
Bei Produktionsanlagen, die für maximalen Produktionsdurchsatz und hohe Verfügbarkeit über einen sehr langen Lebenszyklus konzipiert sind, ist ein "Security by Design" wegen fehlender Updates, Abkündigungen und der sehr schnelllebigen IT -Sicher hei ts weit extrem schwierig bis fast unmöglich. Das widerspricht dem Ansatz der im IT-Umfeld gilt. Z.B. soll ein Patch von Sicherheitslücken spätestens 20 Tagen nach Bekanntwerden ausgegeben werden.
D.h. heutige IT -Sicherheitskonzepte und -produkte wie ein TPM sind für sol- che Industrie- Anwendungen und dem damit verbundenen sehr langen Le- benszyklus unbrauchbar. Standard Hardware-Produkte leben maximal drei Jahre. Ein TPM der 2014 spezifiziert wurde und 2016 verfügbar ist, gilt ab 2017 schon als unsicher (BSI). Es gilt als Standard alle drei Jahre die krypto- graphischen Verfahren auszutauschen.
Bisher wurden Smartcards nicht im industriellen Umfeld oder als TPM- Ersatz eingesetzt. Grund sind zum einen die Kontaktierung über Kartenleser oder USB, oder, im Fall TPM, weil alte BIOS oder neuere EFI/UEFI die Smartcard noch nicht ansprechen können, oder schlicht kein Fokus in den Industrie-/ Maschinen- oder PC-Markt gelegt wurde. Ein TPM hat ein per Design statisches Sicherheitsniveau, und ist in den Versionen nicht abwärts- kompatibel und nicht updatefähig.
Das Secure Element in Chip-Form soll erfindungsgemäß mit dem passenden Applet als TPM agieren und über EFI/UEFI u.a. zum Secure Boot genutzt werden. Gleichzeitig kann in dem Secure Element die Systemidentität und das "Geheimnis" zur Systemintegrität und Kommunikation gespeichert sein. Das SE kann entgegen dem TPM zentral verwaltet werden und im Bedarfs- fall mit Updates auf Applet, Kryptographie- und OS-Level versorgt werden.
Zusammenfassend lässt sich folgern, dass der Stand der Technik sichere Hardwarestrukturen vorschlägt, welche jedoch nicht aktualisierbar sind, da diese in einem permanenten Speicher eingeschrieben sind oder aber aktuali- sierbare Steuerbefehle vorsieht, welche sodann manipulierbar sind.
Folglich ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum sicheren Betreiben eines Endgeräts mit aktualisierbarer Sicherheitssoftware vorzuschlagen. Generell sollen bestehende Endgeräte angepasst werden können und die verwendeten Steuerbefehle sollen bei Bedarf aktualisierbar sein und dennoch hardwaretechnisch abgesichert sein. Ferner ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein entsprechend eingerichtetes siche- res Element vorzuschlagen sowie eine Systemanordnung, welche dem vor- geschlagenen Verfahren analog ausgestaltet ist. Darüber hinaus ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Computerprogrammprodukt vor- zuschlagen mit Steuerbefehlen, welche das Verfahren ausführen bzw. die vorgeschlagene Systemanordnung betreiben.
Die Aufgabe wird gelöst mit den Merkmalen der unabhängigen Patentan- sprüche. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den U nteranspr üchen angegeben.
Demgemäß wird ein Verfahren zum sicheren Betreiben eines Endgeräts mit aktualisierbarer Sicherheitssoftware vorgeschlagen, aufweisend ein Bereit- stellen von Steuerbefehlen, welche eine Trusted Platform Module Funktiona- lität implementieren, ein Abspeichern der bereitgestellten Steuerbefehle auf einem sicheren Element, ein kommunikatives Koppeln des sicheren Elements mit dem sicher zu betreibenden Endgerät, ein Ausführen mindestens eines Teils der Steuerbefehle und ein Anpassen der Steuerbefehle auf dem sicheren Element durch das Endgerät.
Der Fachmann erkennt hierbei, dass die einzelnen V erfahr ensschritte iterativ und/ oder in anderer Reihenfolge ausgeführt werden können. Zudem umfas- sen die einzelnen Verfahrensschritte teilweise Unterschritte. So kann das Be- reitstellen von Steuerbefehlen iterativ erfolgen und nach einem Bereitstellen eines Steuerbefehls kann dieser abgespeichert werden. Sodann können wei- tere Steuerbefehle bereitgestellt werden und eben auch abgespeichert. Das Anpassen der Steuerbefehle kann ebenfalls wiederholt durchgeführt werden.
Das vorgeschlagene Verfahren ermöglicht ein sicheres Betreiben eines End- geräts, da die Funktionalität des sogenannten Trusted Platform Module TPM bereitgestellt wird. Hierbei handelt es sich um eine Funktionalität, welche der sicheren Verarbeitung von Steuerbefehlen dient. So sind u. a. kryptogra- phische Funktionen vorgesehen, welche die Datenkommunikation bzw. die Datenv erarbeitung absichern. Insgesamt werden durch das sogenannte Trus- ted Platform Module TPM herkömmliche Endgeräte mit einer Sicherheits- funktion erweitert. Die Sicherheitsfunktion kann sich u. a. darauf beziehen, welche Software auf dem entsprechenden Endgerät zur Ausführung kom- men kann und welche nicht. Darüber hinaus kann eine Kommunikation mit Hardwarekomponenten eingeschränkt werden. Zudem sind unterschiedliche softwaretechnische Vorkehrungen getroffen, welche mittels einer Verschlüs- selung die Vertraulichkeit von Daten sichern. Zudem ist vorgesehen, dass die zu verarbeitenden Daten nicht manipuliert werden können. Dies bezieht sich insbesondere auf kryptographische Schlüssel, welche der Ver- und Ent- schlüsselung einer Datenkommunikation dienen. Diese werden besonders abgesichert, sodass diese weder ausgelesen noch manipuliert werden kön- nen.
Die zugrundeliegende Sicherheitssoftware ist aktualisierbar, da diese auf dem sicheren Element abgespeichert wird, welches einen persistenten Spei- cher vorhält, der wieder beschreibbar ist. Bei der Sicherheitssoftware handelt es sich um die Steuerbefehle, welche eine Trusted Platform Module Funktio- nalität implementieren. Folglich wird also nicht, wie es der Stand der Tech- nik zeigt, ein physisches Trusted Platform Module bereitgestellt, sondern vielmehr wird lediglich auf die Steuerbefehle zurückgegriffen, welche ein sogenanntes Trusted Platform Module nachbilden. Folglich wird also die Funktionalität dieses Moduls bereitgestellt, ohne dass hierbei die Hardwa- restruktur des Trusted Platform Module verwendet werden muss. Die Absi- cherung wird dadurch gewährleistet, dass die Steuerbefehle durch das siche- re Element verwaltet und ggf. ausgeführt werden.
Das sichere Element kann hierzu besonders gesicherte hardwaretechnische bzw. softwaretechnische Maßnahmen vorsehen. So ist es möglich, dass ge- trennte Speicher implementiert werden, sodass ein Zugriff auf sensible Daten nicht möglich ist. Darüber hinaus kann das sichere Element besonders soft- waretechnisch mittels kryptographischer Verfahren abgesichert werden. So- mit stellt das sichere Element eine Erweiterung gegenüber dem Endgerät dar, welche besonders abgesichert ist. So kann das Endgerät besonders sen- sible Daten auf das sichere Element auslagern. Das sichere Element hingegen kann die Steuerbefehle Vorhalten und diese ausführen bzw. dem Endgerät zur Ausführung übermitteln.
Das Bereitstellen von Steuerbefehlen, welche eine Trusted Platform Module Funktionalität implementieren, kann derart erfolgen, dass ein bestehendes Modul ausgelesen wird und die Steuerbefehle sodann auf dem sicheren Ele- ment abgespeichert werden. Darüber hinaus können die Steuerbefehle mit- tels einer Schnittstelle bereitgestellt werden, wozu beispielsweise ein Herstel- ler entsprechende Implementierungen bereitstellt. Die Steuerbefehle imple- mentieren die Funktionalität und halten beispielsweise einen Quellcode vor. Auch ist es möglich, dass die Steuerbefehle bereits kompiliert vor liegen. Hierzu ist es vorteilhaft, ein sogenanntes Image bereitzustellen, welches so- dann auf dem sicheren Element persistent abgespeichert wird.
Zum Abspeichern der bereitgestellten Steuerbefehle weist das sichere Ele- ment einen gesonderten Speicher auf, der folglich von dem Speicher des Endgeräts getrennt ist. Somit wird eine Sicherheitsfunktionalität implemen- tiert und zudem kann mindestens ein Teil der bereitgestellten Steuerbefehle kryptographisch abgesichert sein. So ist es vorteilhaft, die Steuerbefehle mit- samt weiterer Parameter zu verschlüsseln. Bei solchen Parametern kann es sich um Schlüssel handeln oder weitere vertrauliche Informationen.
Das kommunikative Koppeln des sicheren Elements mit dem sicher zu be- treibenden Endgerät kann über eine herkömmliche Schnittstelle erfolgen. Hierbei ist es möglich, dass das sichere Element entfernbar an dem betreib- baren Endgerät angeschlossen wird oder aber dass das sichere Element mit dem zu betreibenden Endgerät einstückig ausgeformt wird. Bei dem kom- munikativen Koppeln kann es sich auch um eine logische Maßnahme han- deln, derart, dass eine Schnittstelle betrieben wird und das sichere Element sich gegenüber dem End gerät identifiziert. Folglich handelt es sich bei einem kommunikativen Koppeln um das Herstellen einer Kommunikationsleitung zwischen dem sicheren Element und dem Endgerät derart, dass Steuerbefeh- le ausgetauscht werden können. Bei dem Endgerät handelt es sich vorzugs- weise um eine Recheneinheit wie beispielsweise einen Server oder einen her- kömmlichen Personal Computer. Dieses Endgerät kann eine Schnittstelle bereitstellen, mit der das sichere Element mit dem Endgerät verbunden wird. Lediglich beispielhaft wird hierbei eine Steckverbindung angeführt, so dass das sichere Element in einem Anschluss des Endgeräts eingesteckt werden kann.
Sodann erfolgt ein Ausführen mindestens eines Teils der Steuerbefehle. Dies kann derart erfolgen, dass die Steuerbefehle durch das sichere Element an sich ausgeführt werden oder aber auch dass das Endgerät die Steuerbefehle lädt und diese sodann zur Ausführung bringt. Auch ist es möglich, dass ein Teil der Steuerbefehle von dem sicheren Element ausgeführt werden und ein weiterer Teil von dem Endgerät. Das sichere Element kann hierzu eine Ver- arbeitungseinheit bereithalten, welche die Steuerbefehle aus dem Datenspei- cher ausliest und sodann ausführt. Werden die Steuerbefehle von dem End- gerät ausgeführt, so impliziert dies, dass die Steuerbefehle über die Schnitt- stelle von dem sicheren Element an das Endgerät übermittelt werden. Es be- steht jedoch die Möglichkeit, dass die Steuerbefehle auf dem Endgerät mani- puliert werden, und somit kann es vorteilhaft sein, die Steuerbefehle auf dem sicheren Endgerät zu belassen und dort zur Ausführung zu bringen. So ist es möglich, dass ein Starten des Endgeräts derart erfolgt, dass die Steuerbefehle auf dem sicheren Endgerät die Hardware des Endgeräts initialisieren bzw. dass mittels der Steuerbefehle ein Betriebssystem gestartet und ggf. geladen wird.
Besonders vorteilhaft ist es, dass er findungs gemäß die Steuerbefehle ange- passt werden, was durch das sichere Endgerät erfolgt. Somit können die Steuerbefehle von dem Endgerät heruntergeladen werden und sodann an das sichere Element bereitgestellt werden. Da das sichere Element einen be- schreibbaren Speicher vorhält, können die Steuerbefehle sodann in das siche- re Element geladen werden. Hierzu ist es vorteilhaft, die Steuerbefehle bzw. das Beziehen der Steuerbefehle softwaretechnisch und hardwaretechnisch abzusichern. Beispielsweise können zum Anpassen der Steuerbefehle die gleichen V erf ahr ensschr itte ausgeführt werden, wie sie bei einem Bereitstel- len von Steuerbefehlen durchgeführt werden. Somit kann das Anpassen der Steuerbefehle wieder das Bereitstellen von Steuerbefehlen verzweigen und aktualisierte Steuerbefehle können auf dem sicheren Element abgespeichert werden. Generell handelt es sich bei dem Anpassen der Steuerbefehle um ein Aktualisieren der Steuerbefehle, was alle Steuerbefehle betrifft oder zumin- dest einen Teil hiervon. So kann auf neue Anwendungsszenarien Rücksicht genommen werden und die Steuerbefehle können neue Angriffe verhindern.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird die Trusted Platform Module Funktionalität gemäß Spezifikationen der Trusted Computing Group bereitgestellt. Dies hat den Vorteil, dass klar spezifizierte Steuerbefeh- le verwendet werden können, die eine Sicherheitsfunktionalität bereitstellen. So können vorhandene Steuerbefehle wiederverwendet werden und ein be- reits getestetes System kann in einem neuen Kontext vorteilhafterweise an- gewendet werden. Entsprechende Spezifikationen können u. a. auf der Web- seite der Trusted Computing Group unter der Adresse
www.trustedcomputinggroup.org bezogen werden.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird die Trusted Platform Module Funktionalität gemäß der Spezifikation„TPM Main Spe- cification Level 2 Version 1.2, Revision 116" bereitgestellt. Dies hat den Vor- teil, dass für den Fachmann die Trusted Platform Module Funktionalität klar definiert ist und hierbei umfangreiche Spezifikationen zur Verfügung stehen. Generell ist es möglich, die Trusted Platform Module Funktionalität gemäß einer weiteren Spezifikation der Trusted Computing Group auszugestalten, wobei hier lediglich eine Spezifikation beispielhaft genannt wird.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung erfolgt das Aus- führen mindestens eines Teils der Steuerbefehle durch das Endgerät und/ oder durch das sichere Element. Dies hat den Vorteil, dass die Steuerbe- fehle sowohl in einer gesicherten Umgebung ausgeführt werden können als auch durch das Endgerät selbst. So kann es notwendig sein, dass einzelne Befehle, die sich auf ein Initialisieren von Hardware beziehen, auf dem End- gerät selbst ausgeführt werden müssen. Folglich ist es möglich, dass ein ers- ter Teil auf dem Endgerät zur Ausführung gelangt, ein zweiter Teil auf dem sicheren Element zur Ausführung gelangt oder aber dass beide Teile kom- plett auf dem sicheren Element oder auf dem Endgerät zur Ausführung ge- bracht werden.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung erfolgt das kommunikative Koppeln mittels einer kontaktbehafteten Schnittstelle, wie z.B. Serial Peripheral Interface SPI, Universal Serial Bus USB, I2C, GPIO, ISO- Schnittstelle, etc. oder einer kontaktlosen Schnittstelle, wie z.B. NFC, BLE, SWP, etc. Dies hat den Vorteil, dass standardisierte Schnittstellen wieder- verwendet werden können, und somit kann das sichere Element auch sepa- rat bereitgestellt werden. Das kommunikative Koppeln wird dann derart durchgeführt, dass das sichere Element mittels der standardisierten Schnitt- stelle mit dem Endgerät verbunden wird.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung werden die Schnittstellen parallel bzw. pseudoparallel und ggf. gleichzeitig bzw. pseu- dogleichzeitig genutzt. Dies hat den Vorteil einer beschleunigten Datenüber- tragung. Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird mindestens ein Teil der Steuerbefehle auf das Endgerät geladen. Dies hat den Vorteil, dass das Endgerät einzelne Steuerbefehle auswählen kann und diese zur wei- teren Bearbeitung bzw. Ausführung abspeichern kann. Auch ist es erfin- dungsgemäß möglich, dass einzelne Parameter auf das Endgerät geladen werden. Hierbei kann es sich um Schlüssel handeln, welche in kryptographi- schen Verfahren Verwendung finden. Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst das An- passen der Steuerbefehle ein Aktualisieren, ein Überschreiben, ein Ergänzen, ein Löschen und/ oder ein Verändern der Steuerbefehle. Dies hat den Vorteil, dass jegliche schreibenden Operationen auf den Steuerbefehlen ausgeführt werden können, und somit ist es auch jederzeit möglich, die Steuerbefehle an aktuelle Anwendungsszenarien anzupassen. Folglich wird gegenüber dem Stand der Technik der Vorteil geliefert, dass die Steuerbefehle nicht hartco- diert auf einem Speicher abgelegt werden, sondern vielmehr wird der Le- benszyklus von Produkten verlängert. Dies ist deshalb der Fall, da bei einer entstehenden Sicherheitslücke nicht die Hardware ausgetauscht werden muss, sondern vielmehr können in vorteilhafter Weise die Steuerbefehle an- gepasst werden.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird zum Aus- führen mindestens eines Teils der Steuerbefehle ein Treiber, eine Middleware und/ oder eine weitere Softwarekomponente zur Verfügung gestellt. Dies hat den Vorteil, dass alle Ebenen des Endgeräts angesprochen werden. So ist es beispielsweise möglich, die Steuerbefehle hardwarenah auszuführen oder aber auch auf Anwendungsebene eine Softwarekomponente bereitzustellen.
Auch wird aufgrund der vorgeschlagenen Middleware die vorhandene Hardware abstrahiert und es wird somit auch die Kompatibilität gewährleis- tet.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst das kommunikative Koppeln ein Bereitstellen einer Schnittstelle, einer Unified Extensible Firmware Interface UEFI, einer Extensible Firmware Interface EFI und/ oder einer Vermittlungskomponente. Dies hat den Vorteil, dass beste- hende Schnittstellen wiederverwendet werden, und somit wird sicherge- stellt, dass das sichere Element mit dem Endgerät kommunizieren kann und hierbei Steuerbefehle austauschen kann. Zudem müssen auch die Steuerbe- fehle angestoßen werden, falls diese auf dem sicheren Element zur Ausfüh- rung gebracht werden. Dies erfolgt durch das Endgerät, welches eine ent- sprechende Schnittstelle nützt.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung führt das sichere Element kryptographische Funktionen aus. Dies hat den Vorteil, dass nicht nur die Steuerbefehle abgesichert werden können, sondern vielmehr kann auch eine Kommunikation mit dem Endgerät abgesichert werden. Somit ist das vorgeschlagene Verfahren besonders sicher gegen eine Manipulation und Daten werden zudem vertraulich behandelt.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst das Aus- führen mindestens eines Teils der Steuerbefehle ein Starten des Endgeräts. Dies hat den Vorteil, dass mittels des vorgeschlagenen Verfahrens auch ein Boot- Verfahren durchgeführt werden kann. So ist es erfindungsgemäß mög- lich, dass anhand der bereitgestellten Steuerbefehle das Endgerät gestartet werden kann, und die zugrundeliegenden Hardwarekomponenten können initialisiert werden. Somit handelt es sich also um ein Booten eines Endge- räts, was erfindungsgemäß besonders vorteilhaft abgesichert wird. Die Aufgabe wird auch gelöst durch ein sicheres Element zur Verwendung in dem vorgeschlagenen Verfahren. Dies hat den Vorteil, dass das sichere Element die Steuerbefehle abspeichert, welche eine Trusted Platform Module Funktionalität implementieren. Gemäß dem Stand der Technik ist hierzu kein sicheres Element vorzusehen, sondern dort wird vorgeschlagen, dass das Trusted Platform Module eine eigenständige Hardwarekomponente dar- stellt. Hierbei ist es im Stand der Technik nachteilig, dass das sogenannte Trusted Platform Module als Read-only Memory bereitgestellt wird, was erfindungsgemäß dadurch unterbunden wird, dass das sichere Element ei- nen wiederbeschreibbaren Datenspeicher vorhält.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung liegt das sichere Element als eine Universal Integrated Circuit Card UICC oder eine embed- ded Universal Integrated Circuit Card eUICC oder ein embedded Secure Element eSE vor. Dies hat den Vorteil, dass vorhandene sichere Elemente, sogenannte Secure Elements, in einem neuen Kontext vorteilhaft Wieder- verwendung finden können. So bieten entsprechende Komponenten bereits ausreichend Schutz, sind aber dennoch wiederbeschreibbar. Dies bietet einen Vorteil gegenüber dem bekannten Trusted Platform Module.
Die Aufgabe wird auch gelöst durch eine Systemanordnung zum sicheren Betreiben eines Endgeräts mit aktualisierbarer Sicherheitssoftware, aufwei- send eine Schnittstelleneinheit eingerichtet zum Bereitstellen von Steuerbe- fehlen, welche eine Trusted Platform Module Funktionalität implementieren, eine Speichereinheit eingerichtet zum Abspeichern der bereitgestellten Steu- erbefehle auf einem sicheren Element, eine Kopplungseinheit eingerichtet zum kommunikativen Koppeln des sicheren Elements mit dem sicher zu be- treibenden End gerät, eine Ausführungseinheit eingerichtet zum Ausführen mindestens eines Teils der Steuerbefehle, und eine Aktualisierungseinheit eingerichtet zum Anpassen der Steuerbefehle auf dem sicheren Element durch das Endgerät.
Der Fachmann erkennt hierbei, dass einzelne Einheiten als eine strukturelle Einheit bereitgestellt werden können, welche logisch unterschiedliche Funk- tionalität bereitstellt. Darüber hinaus können die Einheiten teilweise als Schnittstellen implementiert werden, welche als separate Schnittstellen oder als einzige Schnittstelle implementiert werden können. Beispielsweise kann die vorgeschlagene Systemanordnung das sichere Element und das Endgerät umfassen. Darüber hinaus können netzwerktechnische Komponenten vor- zuhalten sein, welche die Kommunikation zwischen dem sicheren Element und dem Endgerät sicherstellen.
Die Aufgabe wird auch gelöst durch ein Computerprogrammprodukt, wie z.B. eine Software, eine Middleware, eine Applikation, etc., mit Steuerbefeh- len, welche das Verfahren implementieren bzw. die vorgeschlagene Sys- temanordnung betreiben.
Erfindungsgemäß ist es besonders vorteilhaft, dass das Verfahren Verfah- rensschritte vorhält, welche funktional von strukturellen Merkmalen der Sys- temanordnung nachgebildet werden können. Ferner ist die Systemanord- nung geeignet, das vorgeschlagene Verfahren auszuführen. Somit werden also V erf ahr ensschr itte vorgeschlagen, welche strukturell von der Systeman- ordnung nachgebildet werden können und die strukturellen Merkmale der Systemanordnung können funktional mittels Verfahrensschritten implemen- tiert werden. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen werden anhand der beigefügten Figur näher erläutert. Es zeigt:
Fig. 1: ein schematisches Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum sicheren
Betreiben eines Endgeräts mit aktualisierbarer Sicherheitssoftware gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung.
Fig. 1 zeigt das vorgeschlagene Verfahren zum sicheren Betreiben eines End- geräts mit aktualisierbarer Sicherheitssoftware, aufweisend ein Bereitstellen 100 von Steuerbefehlen, welche eine Trusted Platform Module Funktionalität implementieren, ein Abspeichern 101 der bereitgestellten 100 Steuerbefehle auf einem sicheren Element, ein kommunikatives Koppeln 102 des sicheren Elements mit dem sicher zu betreibenden Endgerät, ein Ausführen 103 min- destens eines Teils der Steuerbefehle, und ein Anpassen 104 der Steuerbefeh- le auf dem sicheren Element durch das Endgerät.
Eine Smart-Card in Chip-Bauform (z.B. Sm@rtCafe Expert, SkySIM "Herku- les", hierbei handelt es sich um eingetragene Marken) kann erfindungsgemäß über eine Standard-Schnittelle (z.B. SPI, USB, ISO, I2C, GPIO usw.), ggf. auch kontaktlose Schnittstellen (z.B. NFC, BLE, SWI, SWP etc.), an das System an- gebunden werden. Es wird ein Applet geladen, welches die TPM-Funktion übernimmt. Mit dem passenden "Treiber" in den EFI/UEFI-BIOS kann das System mit der Smart-Card interagieren. Auf Betriebssystemebene kann mit- tels Treiber und Middleware auf die anderen Funktionen, die als Applet ge- laden sind, zugreifen und interagieren. Dazu gehört auch die Updatefunkti- on. Über eine Management-Plattform, ähnlich dem Subscription- Management, lassen sich alle Smart-Cards, deren Inhalt und die Sicherheit zentral verwalten. Für den Maschinenbau (Industrial IoT, Industrie 4.0) und PCs im sicher- heitskritischen Umfeld ist es zwingend erforderlich das Sicherheitsniveau sehr hochzuhalten, und auch zu Verwalten. Der lange Lifecycle im Indust- rieumfeld verbietet schnelllebige IT-Standard-Technologie wie ein TPM. Eine Smart-Card in Chip-Bauform (z.B. Sm@rtCafe Expert, SkySIM "Herkules"", hierbei handelt es sich um eingetragene Marken) ist updatefähig, kann ver- schiedene Funktionen via Applets übernehmen, hat eine Standard-Schnittelle (SPI, USB, ISO) und ist lang verfügbar. Neben der Vielzahl an ladbaren Funktionen (Applets) und der Updatefähigkeit, ist der größte Vorteil die zentrale Managebarkeit einer solchen Smart-Card-Lösung. So kann "Security by Design" auch im Maschinebau für Industrial IoT und Industrie 4.0 Use Cases realisiert werden.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
1. Verfahren zum sicheren Betreiben eines Endgeräts mit aktualisierbarer
Sicherheitssoftware auf weisend:
- Bereitstellen (100) von Steuerbefehlen, welche eine Trusted Plat- form Module Funktionalität implementieren;
- Abspeichern (101) der bereitgestellten (100) Steuerbefehle auf ei- nem sicheren Element;
- kommunikatives Koppeln (102) des sicheren Elements mit dem si- cher zu betreibenden Endgerät;
- Ausführen (103) mindestens eines Teils der Steuerbefehle; und
- Anpassen (104) der Steuerbefehle auf dem sicheren Element durch das Endgerät.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Trus- ted Platform Module Funktionalität gemäß Spezifikationen der Trus- ted Computing Group bereitgestellt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Trusted Platform Module Funktionalität gemäß der Spezifikation „TPM Main Specification Level 2 Version 1.2, Revision 116" bereitge- stellt wird.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge- kennzeichnet, dass das Ausführen (103) mindestens eines Teils der Steuerbefehl durch das Endgerät und/ oder das sichere Element er- folgt.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge- kennzeichnet, dass das kommunikative Koppeln (102) mittels einer Serial Peripheral Interface SPI, Universal Serial Bus USB oder einer ISO-Schnittstelle erfolgt.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge- kennzeichnet, dass mindestens ein Teil der Steuerbefehle auf das End- gerät geladen wird.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge- kennzeichnet, dass das Anpassen (104) der Steuerbefehle ein Aktuali- sieren, ein Überschreiben, ein Ergänzen, ein Löschen und/ oder ein Verändern der Steuerbefehle umfasst.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge- kennzeichnet, dass zum Ausführen (103) mindestens eines Teils der Steuerbefehle ein Treiber, eine Middleware und/ oder eine weitere Softwarekomponente zur Verfügung gestellt wird.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge- kennzeichnet, dass das kommunikative Koppeln (102) ein Bereitstellen einer Schnittstelle, einer Unified Extensible Firmware Interface, einer Extensible Firmware Interface und/ oder einer V ermittlungskompo- nente umfasst.
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge- kennzeichnet, dass das sichere Element kryptographische Funktionen ausführt.
11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge- kennzeichnet, dass das Ausführen (103) mindestens eines Teils der
Steuerbefehle ein Starten des Endgeräts umfasst.
12. Sicheres Element zur Verwendung in dem Verfahren nach einem der
vorhergehenden Ansprüche.
13. Sicheres Element nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass
das sichere Element als eine Universal Integrated Circuit Card UICC
oder eine embedded Universal Integrated Circuit Card eUICC vor- liegt.
14. Systemanordnung zum sicheren Betreiben eines Endgeräts mit aktua- lisierbarer Sicherheitssoftware, aufweisend:
- eine Schnittstelleneinheit eingerichtet zum Bereitstellen (100) von
Steuerbefehlen, welche eine Trusted Platform Module Funktionali- tät implementieren;
- eine Speichereinheit eingerichtet zum Abspeichern (101) der be- reitgestellten (100) Steuerbefehle auf einem sicheren Element;
- eine Kopplungseinheit eingerichtet zum kommunikativen Koppeln
(102) des sicheren Elements mit dem sicher zu betreibenden End- gerät;
- eine Ausführungseinheit eingerichtet zum Ausführen (103) min- destens eines Teils der Steuerbefehle; und
- eine Aktualisierungseinheit eingerichtet zum Anpassen (104) der
Steuerbefehle auf dem sicheren Element durch das Endgerät. !
15. Computerprogrammprodukt mit Steuerbefehlen, welche das Verfah- ren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11 ausführen, wenn sie auf ei- nem Computer zur Ausführung gebracht werden.
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US12567962B2 (en) 2023-03-14 2026-03-03 Nxp B.V. Method for post-quantum secure in-the-field trust provisioning

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2595420A1 (de) * 2011-11-18 2013-05-22 Gemalto SA Verfahren zum Senden einer Nachricht an ein sicheres Element

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19945861A1 (de) * 1999-09-24 2001-03-29 Ibm Hardwarenahe Konfiguration und Verriegelung von Geräten
DE10006062C2 (de) * 2000-02-10 2002-03-07 Excelsis Informationssysteme G Tastaturschlüssel
EP1867190B1 (de) * 2005-04-07 2009-08-19 France Telecom Verwaltung des zugangs zu multimedia-inhalten
DE102008050441A1 (de) * 2008-10-08 2010-04-15 Straub, Tobias Autonome Vorrichtung zum Schutz der Authentizität von in digitaler Form vorliegenden Daten
EP2579175A1 (de) * 2011-10-03 2013-04-10 Gemalto SA Sicheres Element mit getrennten Behältern und entsprechendes Verfahren
EP2584755A1 (de) * 2011-10-19 2013-04-24 Gemalto SA Verfahren zum Senden eines Befehls an ein sicheres Element
DE102014002603A1 (de) 2014-02-24 2015-08-27 Giesecke & Devrient Gmbh Verfahren zum entfernten Verwalten eines auf einem Sicherheitselement gespeicherten Datenelements
FR3024915B1 (fr) * 2014-08-18 2016-09-09 Proton World Int Nv Dispositif et procede pour assurer des services de module de plateforme securisee
US9628445B2 (en) * 2014-10-31 2017-04-18 Ncr Corporation Trusted device control messages
RU2673842C1 (ru) 2015-03-20 2018-11-30 Ривец Корп. Автоматическая аттестация сохранности устройства с применением цепочки блоков
CA2982785C (en) * 2015-04-14 2023-08-08 Capital One Services, Llc Systems and methods for secure firmware validation
AU2017370818B2 (en) * 2016-12-09 2022-09-29 Secunet Security Networks Aktiengesellschaft Secure storage device

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2595420A1 (de) * 2011-11-18 2013-05-22 Gemalto SA Verfahren zum Senden einer Nachricht an ein sicheres Element

Also Published As

Publication number Publication date
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