memorizzazione sicura e utilizzo delle chiavi in ​​un sistema incorporato

Sto usando un microprocessore - MCU PIC32MZ2048efm144 che riceve comandi crittografati con una chiave specifica , li decodifica ed esegue il comando. I comandi crittografati vengono archiviati offline , quindi non posso semplicemente cambiare la chiave quando voglio. La chiave è FISSA . I comandi sono crittografati da un server e scaricati da un telefono . Il telefono invia i comandi crittografati all'MCU in un secondo momento, quando non è in linea . I comandi vengono crittografati prima che il telefono li comunichi all'MCU, quindi una chiave di sessione non è possibile.

Sono autorizzato a collegare un modulo di crittografia / decrittografia esterno al PIC, ma i dati passeranno decodificati in almeno una direzione.

La soluzione proposta qui: memorizzazione di una chiave sicura nella memoria di un dispositivo incorporato

usa le chiavi una tantum per crittografare, ma ho bisogno di memorizzare una singola chiave super segreta

Ciò che il mio datore di lavoro richiede è che le chiavi non siano accessibili, quindi non viene considerata la protezione fisica oltre a quella offerta dai moduli di memoria sicuri e dall'MCU.

Supponendo che non vengano utilizzate apparecchiature di livello militare, esistono delle soluzioni conosciute che voi ragazzi conoscete e che potete consigliare?

Grazie in anticipo!

Mi dispiace che questa risposta non risolva effettivamente il tuo problema. Ma è troppo lungo per inserirsi in un commento e ti permetterà di ripensare il tuo problema nel modo giusto (perché così com'è, penso che sia difettoso).

Questo tipo di problemi deve essere risolto tenendo conto di tutti i componenti del sistema e facendo ipotesi ragionevoli su ciò che un potenziale hacker può o non può fare.

Per esempio:

Dici: "PIC32MZ2048efm144 (MCU) riceve comandi crittografati con una chiave specifica, li decodifica ed esegue il comando". Suppongo che il risultato dell'esecuzione del comando sia attivare e disattivare alcuni GPIO.

Quindi, perché hai paura che, potenzialmente, alcuni dati vengano decodificati tra l'MCU e un modulo di crittografia / decrittografia? Un hacker che ha accesso all'hardware per vedere i comandi decifrati sarebbe comunque in grado di agire direttamente sui GPIO dell'MCU e "azionare le cose" con la stessa facilità.

Secondo esempio:

L'uso dei tasti puntuali è un'idea. Ma come dici tu, dove memorizzi la chiave principale principale utilizzata per generare le chiavi singole? Dovrai affrontare le stesse domande del tuo problema originale.

In realtà, non c'è modo di rendere sicuro il tuo sistema se supponi che un hacker possa potenzialmente intrufolarsi in qualsiasi posizione del tuo sistema (che è quello che mi sembra che tu stia attualmente assumendo).

Cosa rende sicuro un sistema, quindi?

Una smart card è resa sicura perché è irragionevole supporre che un hacker possa sondare i percorsi interni all'interno dell'IC, tra la memoria e il blocco CPU.

Una serratura elettrica è resa sicura perché è irragionevole supporre che un hacker possa raggiungere i fili che attivano la serratura.

Ecc ... Fondamentalmente, devi iniziare identificando le cose che un hacker non sarà in grado di fare, e elaborare tutta la tua soluzione da lì. Ad esempio, è possibile mettere l'intero sistema in una scatola sicura e antimanomissione? In questo caso, è possibile disporre liberamente di comandi decrittografati che passano attraverso un bus interno.

Non puoi costruire un sistema sicuro senza sapere che cosa l'ha ragionevolmente l'hacker. Non ci hai detto questo. Pertanto non possiamo proporre una soluzione completa.

Sembra un caso classico in cui sarebbe utile la crittografia con chiave asimmetrica. Nella crittografia della chiave asimmetrica hai due chiavi, una privata e una pubblica. Vuoi proteggere completamente la chiave privata, ma la chiave pubblica può essere resa pubblica e non necessita di protezione. potresti essere in grado di mantenere la chiave privata sul sistema sicuro e la chiave pubblica sul dispositivo incorporato.

Non spieghi perché vuoi crittografare i comandi (in altre parole, qual è il tuo modello di minaccia). Il tuo scopo è impedire a un avversario in possesso del dispositivo basato su PIC di determinare quali sono i comandi inviati ad esso? Oppure stai cercando di impedire al dispositivo basato su PIC di eseguire una serie di comandi sostituiti da un avversario e permettergli solo di eseguire comandi provenienti dal tuo server?

Se il primo, devi affrontare un compito quasi impossibile: il tuo dispositivo deve decrittografare i comandi per eseguirli - il possesso del dispositivo PIC significa il possesso della chiave di decrittazione. Un avversario può estrarre la chiave (memorizzata nel dispositivo PIC che possiede) o semplicemente attendere fino a quando il firmware decodifica i comandi e quindi acquisirli dalla memoria.

Se, d'altra parte, stai solo cercando di assicurarti che il tuo dispositivo eseguirà solo comandi provenienti dal tuo server, sei fortunato. In questo caso è possibile utilizzare la crittografia a chiave pubblica (ad es. RSA) o uno schema di firma digitale a chiave pubblica (ad es. DSS). In questi, il dispositivo memorizza solo la chiave pubblica: questo è sufficiente per decrittografare i comandi (o verificare la firma digitale), ma non può essere utilizzato per crittografare i comandi (o generare una firma digitale) che il dispositivo accetterà. Ciò richiede la chiave privata, che viene utilizzata per crittografare (o firmare) i comandi prima di inviarli. La chiave privata non deve mai lasciare il server. Ancora meglio, crittografare firmare i comandi su una macchina che non comunica esternamente e copiarli solo sul server in modo che la chiave privata non venga mai trovata su un server accessibile dall'esterno.