MAX32520: Sichere ARM Cortex-M4 Mikrocontroller mit ChipDNA PUF Technologie

Maxim Integrations neuer MAX32520 ChipDNA Secure ARM Cortex-M4 Mikrocontroller kombiniert die fortschrittlichste Physical-Unclonable-Function (PUF) Technologie der Industrie mit industrieüblichen kryptografischen Features, um kompromisslose Sicherheit für IoT, Healthcare, Industrial und IT Applikationen zu liefern.

Das rasante Wachstum vernetzter Geräte bringt beispiellosen Komfort, schafft aber auch eine wachsende Angriffsfläche. Mit Millionen von IoT-Endpunkten im Feld haben Cyberkriminelle einen riesigen Pool verwundbarer Ziele. Den Schutz sensibler Daten und die Verhinderung der Exposition geheimer Schlüssel ist essenziell für jedes Produkt, das in der realen Welt operieren wird.

Der MAX32520 adressiert diese Herausforderung, indem er einen einzigartigen kryptografischen Schlüssel direkt aus dem Silizium des Geräts generiert. Der Schlüssel residiert nie im Speicher oder als statischer Wert, was ihn immun gegen invasive Probing- und Extraktionsversuche macht.

PUF ChipDNA Technologie

ChipDNA PUF-Schaltkreise nutzen die inhärente Zufälligkeit von MOSFET-Analog-Charakteristiken, um einen frischen, gerätespezifischen Key on-demand zu produzieren. Wenn der Key nicht mehr benötigt wird, wird er aus dem internen Zustand des Chips gelöscht. Da jeder Versuch, die Schaltung zu lesen oder zu manipulieren, ihr Verhalten verändert, kann ein Angreifer nie den zugrundeliegenden Key-Wert wiederherstellen.

„ChipDNA PUF-Technologie ist gebaut, um zu halten, und ermöglicht Produkten, ein hohes Sicherheitslevel selbst nach 10+ Jahren am Markt zu bewahren“, sagte Kris Ardis, Executive Director der Micros, Security & Software Business Unit bei Maxim Integrated. „Die eigentliche Herausforderung ist, Kunden über die Notwendigkeit physischen Schutzes für IoT-Geräte aufzuklären, die oft in unkontrollierten Umgebungen deployed werden.“

Kris Ardis auf Embedded World – Quelle: Maxim Integrated

Ardis fügte hinzu: „Selbst die stärkste Verschlüsselung ist nutzlos, wenn ein Angreifer den geheimen Schlüssel extrahieren kann. Physischer Schutz dieser Keys ist daher eine kritische Sicherheitsschicht.“

Der MAX32520 Mikrocontroller mit PUF Technologie

Hauptmerkmale umfassen manipulationssichere PUF-basierte Flash-Verschlüsselung, einen Secure Boot Root-of-Trust und Serial Flash Emulation. Da der kryptografische Schlüssel On-Chip generiert wird, wird keine externe Batterie oder Key-Management-Infrastruktur benötigt, was Deployment vereinfacht und Kosten reduziert.

Flash-Verschlüsselung schützt Daten im Ruhezustand mit Keys, die resistent gegen fortgeschrittene physikalische Analyse sind, während der FIPS/NIST-konforme True-Random-Number-Generator (TRNG) hochwertige Session-Keys für AES-256, ECDSA P-521 und SHA-512 liefert. Das Gerät bietet auch Umwelt- und Manipulationsdetektionssensoren, um Schutzmaßnahmen bei Bedrohungserkennung auszulösen.

Der MAX32520 beherbergt 2 MB Flash, 136 KB System-RAM plus 34 KB Error-Correcting Code (ECC), 8 KB One-Time-Programmable Memory (OTP) und 128 KB Boot ROM. Er läuft einen 120 MHz Cortex-M4F Kern auf einem fortschrittlichen Prozessknoten, der Performance mit einer für Massendeployments geeigneten Kostenstruktur balanciert.

Ardis merkte an: „Wir sehen wachsende Nachfrage nach diesem Sicherheitslevel in Sektoren wie LKW-Telematik, Automatenkommunikation, Industriesensoren, Medizinprodukten und High-Volume-Netzwerkgeräten für Anti-Counterfeiting.“

Abbildung 1: MAX32520 Blockdiagramm

„Es gibt alternative Ansätze für IoT-Sicherheit, aber nichts anderes auf dem Markt erreicht ChipDNA PUFs Schutzlevel“, sagte Ardis. „Der MAX32520 ist ein flexibles, leistungsstarkes Embedded-Gerät, das unübertroffene Sicherheit zu einem wettbewerbsfähigen Preis liefert.“

Während Embedded World präsentierte Maxim drei Evaluationsboards: ein Feather-Board mit dem MAX32520, ein Feather-Board mit Sensoren bestückt und ein LoRa Plug-in Board, fähig, verschlüsselte Daten an ein Gateway zu senden.

MAX32520-KIT# Development Kit

Da Angreifer raffinierter werden, ist das Verlassen auf reine Software-Sicherheit unzureichend. Durch Integration von PUF-Technologie bietet der MAX32520 eine hardware-basierte kryptografische Grundlage, die Geräte gegen sowohl Remote- als auch physische Bedrohungen absichert und Datenintegrität und Vertraulichkeit über den gesamten Gerätelebenszyklus gewährleistet.