SmartLX - Identifikationstechnologie [Original in Englisch: Advanced Secure Low Power Smart Card controller Platform]

Zwei entscheidende Erfolgsfaktoren im Bereich Identifikationstechnologie sind die technische Differenzierung (Kosten, Sicherheit, Performance) und die Verfügbarkeit von Entwicklungswerkzeugen. Beide Faktoren bestimmen die Produktionskosten. Diese Kosten können jedoch durch effiziente Prozessorsysteme sowie IC-Architekturen reduziert werden. Durch die Integration sicherheitsrelevanter Funktionen direkt in die CPU, ist es möglich eine Vielzahl von Peripherie-Blöcke des digitalen Sub-Systems flächeneffizient zu implementieren. Eine auf FLASH-Speicher basierte Speicherung von Software und Daten wurde auch die Flexibilität in der Software-Entwicklung wesentlich verbessern, sowie ein Nachladen von ausführbarem Code ermöglichen. Um eine hohe Lebensdauer von FLASH-Speichern sicherzustellen, wurden verschiedene wear-leveling Konzepte entwickelt. Die einzelen Blöcke eines FLASH-Speichers lassen nur eine begrenzte Anzahl von Schreib/Löschzyklen zu bevor diese als unzuverlässig angesehen werden. Die entwickelten Konzepte basieren auf der Idee, häufig verwendete Blocke mit selten verwenden Blöcken auszutauschen und somit eine gleichmassige Verteilung der FLASH-Speicher Abnutzung zu bewirken. Die Funktionsweise von wear-leveling wird anhand eines Hardware-Kopierers für SystemC simuliert. SystemC ist eine Bibliothek für C++ welche die Sprache um Makros und Funktionen erweitert um Hardware zu modellieren. Die Implementierung besteht aus einer Speichererweiterung für den 8051 C und dem Kopierer für FLASH-Speicher. Das XRAM Modul wird als Managermodul verwendet und administriert den Zugriff auf EEPROM, RAM, FLASH sowie den Kopierer. Um den sicheren Austausch von System-Software bei bereits ausgelieferten Karten zu gewährleisten, wurden zwei Konzepte für unterschiedliche Anwendungsfalle entwickelt. Das erste Konzept basiert auf SmartCards wie sie bei Ausweiskarten zum Einsatz kommen. Das zweite auf der Integration einer UICC in ein Mobiltelefon. Beide Konzepte sind darauf ausgelegt die Vertraulichkeit, Authentizität sowie Integrität der übertragenen Software sicherzustellen. Aufgrund der vorliegenden Problemstellung wurde eine Literaturrecherche durchgeführt welche den aktuellen Stand der Technik abbildet. Da bisherige wear-leveling Losungen auf komplexeren Systemen (SSD, USB-Sticks) beruhen, mussten diese auf die geringen Ressourcen der Smartcard-Plattform angepasst werden. Zur Realisierung der sicheren Übertragung, zum Austausch von Code, existieren auf dem Smartcard-Sektor bereits mehrere spezifizierte Konzepte, welche jedoch auf die aktuelle Problemstellung angepasst wurden.