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8 Elektronik 11 2021 Impulse Forschungsprojekt mit gedruckter Elektronik Manipulationsschutz für Sensoren Das Karlsruher Institut für Technologie KIT entwickelt Sicherheitsschaltungen für Sensoren mit selbst gefertigten Bausteinen aus dem 3D-Drucker So muss das Design nicht aus der Hand gegeben werden Von Markus Haller Wie andere Produktgruppen sind auch Sensoren Ziel von Plagiarismus und Sensordaten können durch externe Angreifer manipuliert werden Gerade für Sensoren die zur Überwachung von sensiblen Produktionsprozessen oder Sicherheitsfunktionen eingesetzt werden spielt Manipulationsund Fälschungsschutz eine große Rolle »Zurzeit basiert Informationssicherheit in diesen Anwendungen vor allem auf Softwarealgorithmen Aber keine Software ist perfekt Daher müssen wir auch über die Hardware für Sicherheit sorgen« erklärt Professorin Jasmin Aghassi-Hagmann Sie leitet die Forschungsgruppe Low Power Electronics with Advanced Materials am Institut für Nanotechnologie INT des KIT Die Arbeitsgruppe setzt Sicherheitsfunktionen mit Bausteinen um die sich in additiver Fertigung selbst herstellen lassen »Mithilfe solcher Bauteile können wir Sicherheitsfunktionen nachträglich einbauen ohne das Design dafür an den Hersteller abgeben zu müssen « Sicherheitsmerkmal aus Produktionsschwankungen Das INT ist am Verbundprojekt »sensIC« beteiligt das vom BMBF mit 2 9 Mio Euro gefördert wird Weitere 1 35 Mio Euro bringen die beteiligten Industriepartner mit ein Im Projekt wird additiv gefertigte Elektronik mit Siliziumkomponenten kombiniert und sicher in Produkte und Maschinenbauteile integriert Entwickelt wird ein intelligenter Gummischlauch mit integriertem Temperatursensor für technische Batterien Der Sensor lässt frühzeitig Überlastungen und Beschädigungen erkennen überwacht den sicheren Betrieb und erlaubt einen gezielten Austausch des Schlauches vor dem Totalausfall Fälschungssicherheit wird durch Physical Unclonable Functions PUF im Schlauch erreicht die ihn als hochwertiges Originalteil ausweisen Es sind nichtkopierbare Identifikationsmerkmale die aufgrund kleinster Schwankungen im Produktionsprozess entstehen Bei 3Dgedruckten Schaltungen kommt es z Bdurch die grobe Druckauflösung sowie die verwendeten Materialien und Tinten zu Variationen Eine PUF wertet diese Schwankungen aus und erzeugt daraus ein individuelles Signal das wie ein digitaler Fingerabdruck zur eindeutigen Identifikation des Bauteils oder zur Verschlüsselung von Informationen genutzt werden kann In einer kürzlich in der Zeitschrift Nature Communications erschienenen Publikation haben die Forschungsgruppen um Professor Mehdi Tahoori Professor Horst Hahn und Professorin Jasmin Aghassi am KIT gemeinsam mit der Gruppe von Professor Axel Sikora an der Hochschule Offenburg eine auf Metalloxid-Dünnschicht-Bauteilen basierende hybride PUF vorgestellt die gedruckte Elektronik und Siliziumtechnologie kombiniert Diese PUF eignet sich dafür um IoT-Geräte abzusichern und Daten zu schützen Optische Sicherheitsmerkmale Das Projekt »sensIC« ergänzt für Anwendungen in Industrie und Automotive die PUFs um optische Identifizierungsmerkmale Dafür werden eingebettete Fluoreszenzpartikel genutzt die prozessbedingt zufällige und daher nicht kopierbare Muster bilden Diese Partikelmuster werden während des Produktionsprozesses registriert und erlauben die eindeutige Identifizierung des Bauteils sowie einen zusätzlichen Tamperschutz gegen Hardwaremanipulationen mh PUF-Kern zur eindeutigen Bauteilidentifizierung und zur Verschlüsselung von Informationen Bild Alexander Scholz HS Offenburg und KIT Publikation in Nature Communications Die Originalpublikation wird von Nature Communications frei zur Verfügung gestellt und ist unter dem QR-Code aufrufbar