Chancen und Risiken von Multi-Core. Matthias Pruksch

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1 Chancen und Risiken von Multi-Core Matthias Pruksch

2 Wozu Security? Auf Alles von Überall zugreifen: [5] BYOD - Bring Your Own Device Industry 4.0 CPS - Cyber Physical Systems [6] IoT - Internet of Things Wer Darf Wann Was? sepp.med gmbh

3 Agenda Multi-Core Zeitalter Security Chancen Risiken Provokanter Ausblick Zusammenfassung sepp.med gmbh

4 Multi-Core Zeitalter (1 / 2) Warum Multi-Core Zeitalter? Gesetz nach Moore [9] Anzahl der Transistoren verdoppelt sich alle 24 Monate Trifft Power Wall Physikalische Grenzen Verlustleistung Transistoren über Chipfläche abgeben Fokus auf Effizienz Performanz durch parallele Verarbeitung Optimierung auf Performanz pro Watt sepp.med gmbh

5 Multi-Core Zeitalter (2 / 2) Anwendung in allen Domänen [16] : Autonome Kollisionsvermeidung [1] Mobile Diagnose Mensch Roboter Interaktion [2] [3] Autonomes Fahren [4] [4] Mehr Performanz, weniger Space, Weight And Power sepp.med gmbh

6 Agenda Multi-Core Zeitalter Security Chancen Risiken Provokanter Ausblick Zusammenfassung sepp.med gmbh

7 Security Chancen (1 / 5) Verteiltes System: Multi-Core: CPU L1 DMA RAM CPU L1 DMA RAM CPU L1 DMA RAM P o w e r Core Core Core Core L1 L1 L1 L1 Level 2 Cache Level 2 Cache Crossbar / Bus RAM I/O I/O Crossbar / Bus I/O M g m t Peripheral Bridge DMA I/O I/O I/O I/O I/O Gekapseltes System on Chip sepp.med gmbh

8 Security Chancen (2 / 5) Hardware Angriff: Unerlaubtes Eindringen Differential Power Analysis Wo ist Security Check? Schlüssel brechen [10] Chance Multi-Core: Randomisierung Echte parallele Verarbeitung Verteilung sensitiver Funktionen Security im Rauschen verstecken sepp.med gmbh

9 Security Chancen (3 / 5) Hardware Angriff: Feindliche Übernahme Beschuss mit Laser Beliebige Bits ändern Security umgehen oder lahmlegen [10] Failure Injection Chance Multi-Core: Redundanz Gegenseitige Überwachung Mehrheitsentscheidungen [19] Security parallelisiert überwachen sepp.med gmbh

10 Security Chancen (4 / 5) Hardware / Software Angriff: Reverse Engineering Probing & Forcing Firmware Control Data [10] Electromagnetic Analysis Chance Multi-Core: System on Chip Komplexes System Geringe Bandbreite Debug Interface Aufwändige Analyse erschweren sepp.med gmbh

11 Security Chancen (5 / 5) Software Angriff: Schadsoftware Kompromittiere Firmware Control Data Chance Multi-Core: Performanz Crypto-Einheiten Konsistenzprüfung in Software Separierung in Trust Zones [12] [13] [11] Unterstützung & Beschleunigung nutzen sepp.med gmbh

12 Security Risiken (1 / 2) Komplexes System: Chip Hersteller verantwortet: System Design Security Konzept Backdoors Im Ausland erzwingbar per Gesetz [17] Besondere Aufmerksamkeit: Secure Element? Secure Boot Geteilte Ressourcen Vertrauen in Chip-Hersteller sepp.med gmbh

13 Security Risiken (2 / 2) Informationsbedarf: Entwicklungsphase: Im Feld: Debugging Testing Diagnose Wartung Update / Upgrade Überwachung Fernsteuerung Konflikte mit vielfältigem Informationsbedarf sepp.med gmbh

14 Agenda Multi-Core Zeitalter Security Chancen Risiken Provokanter Ausblick Zusammenfassung sepp.med gmbh

15 Provokanter Ausblick (1 / 2) Embedded Health (Dr. Albrecht Mayer, Infineon) [14] : Komplexe Systeme haben Fehler und Krankheiten Einige davon zeigen keinerlei Symptome Standardisierte, automatisierte Untersuchungen notwendig Automatische Behandlung von Anomalien [14] Komplexe Systeme bieten mehr sepp.med gmbh

16 Provokanter Ausblick (2 / 2) Vision: Eingebettetes System Thermal Design Power < 20 W [18] Anzahl der Cores circa 100 Mrd. [18] Taktrate circa 30 Hz [18] Embedded Health [14] Embedded Trust [15] Es existiert eine Lösung! sepp.med gmbh

17 Agenda Multi-Core Zeitalter Security Chancen Risiken Provokanter Ausblick Zusammenfassung sepp.med gmbh

18 Zusammenfassung Multi-Core: Security: Ausblick: Mehr Performanz pro Watt Es gibt keine Alternative Multi-Core bietet viele Chancen Parallelität hilft entscheidend Durchgängiges Konzept dringend empfohlen Komplexität bringt Vorteile Security mit der man lebt [12] [14] Mit Multi-Core vertrauensvoll in die Zukunft [8] [7] sepp.med gmbh

19 Das Ende Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit. sepp.med gmbh

20 Referenzen (1 / 3) [1] ( ) [2] ( ) [3] ( ) [4] ( ) [5] Cyber Physical System, 4fedcfeacb6bf.jpg [6] Audi Parkpilot, 3/Piloted%20parking%20demonstrator%202.jpg [7] sepp.med gmbh

21 Referenzen (2 / 3) [8] Bost, Eric (2010) A Multicore Processor actually designed for Embedded and Networking applications, embedded world [9] Moore, Gordon E. (1965) "Cramming more components onto integrated circuits" (PDF). Electronics Magazine. pp. 4. [10] Sigl, Georg (2013) Chances and Risks for Security in Multicore Processors, Dagstuhl Seminar 13052, [11] [12] [13] Caples, Andrew (2014) IoT Security for Embedded Devices, Multicore Developers Conference [14] Meyer, Albrecht (2013) Embedded Health The step beyond debugging, Multicore Application Debugging sepp.med gmbh

22 Referenzen (3 / 3) [15] [16] BICCnet AK-Multicore (2011) Relevanz eines Multicore- Ökosystems für künftige Embedded Systems, net.de/workspace/uploads/subfeatures/downloads/positionspapier_multicore_oeko aea8dd0c.pdf [17] Seitner, Florian (2014) Wirtschaftsschutz im Kontext der Cyberspionage, NIK-Veranstaltung Wirtschaftsspione haben auch Ihre Firmendaten im Visier, siehe auch Landesamt für Verfassungschutz Bayern: Cyber-Allianz-Zentrum [18] ( ) Cliparts: sepp.med gmbh