IT-Security Kontinuierlicher Schutz bis zum Mikrocontroller

Anbieter zum Thema

WIBU-SYSTEMS AG

Camtek GmbH

AMD Advanced Micro Devices GmbH

In Zeiten wachsender Cyberbedrohungen und neuer Regulierungen wird der Schutz sensibler Firmware in Embedded-Systemen immer wichtiger. CodeMeter Embedded von Wibu-Systems bietet eine Sicherheitslösung bis hinunter zum Mikrocontroller.

Das wertvolle Fachwissen in der Firmware kleiner Geräte wie Steuerungen, Frequenzumrichtern oder Sensoren ist anfällig gegenüber Angriffen auf die Integrität. Dies betrifft ebenso die Softwareanwendungen selbst wie auch die Umsetzung von Lizenzierungsmechanismen. Wibu-Systems erweitert CodeMeter Embedded nun auf Mikrocontroller und Real-Time-Betriebssysteme (RTOS), um zukunftsorientierte, kryptoagile Lösungen anzubieten. Hersteller sichern dadurch ihr geistiges Eigentum ab, realisieren Lizenzierung und nutzen die durchgängige Kompatibilität im CodeMeter-Ökosystem. In diesem Artikel geht es ebenfalls um aktuelle Sicherheitsstandards, die mit CodeMeter umgesetzt werden können, und wie X.509-Zertifikate über eine standardisierte PKCS#11-Schnittstelle an PKIs und bestehende Systeme angebunden werden können.

Anforderungen an den Schutz von Embedded-Systemen

Firmware in industriellen Sensoren, Steuerungen oder Umrichtern enthält sensibles Know-how, das durch Reverse Engineering gefährdet ist. Cyberangriffe kompromittieren die Sicherheit einzelner Komponenten oder – falls diese als Einfallstor dienen – ganzer Maschinen oder Industrieanlagen. Während das Schadenpotenzial bei isolierten Maschinen überschaubar bleibt, steigt es spätestens bei der Integration in kritische Infrastrukturen (KRITIS) erheblich an.Mikrocontroller mit reiner Anwendung oder RTOS fordern durch begrenzte Ressourcen (Speicher, Rechenleistung, Schnittstellen) besonderen Schutz und Lizenzierung. Krypto-Bibliotheken sind einfach integrierbar, doch Systemfragen wie sichere Schlüssellagerung, Updates, Lizenzübertragung, zentrale Verwaltung und Datentransfer (auch offline) machen es komplex.In Produktionsanlagen der Fertigung oder in KRITIS-Umgebungen sind Geräte häufig vom öffentlichen Internet isoliert. Dadurch scheiden online-basierte Lizenzmanagementsysteme oder Cloud-Verfahren aus. Diese Problematik trifft nicht nur mikrocontrollerbasierte Systeme, sondern alle Embedded-Plattformen in Industrieanlagen, Medizintechnik oder vergleichbaren Regel- und Steuerungsaufgaben.

CodeMeter Embedded: Integration in MCUs und RTOS

CodeMeter Embedded umfasst eine kompakte Bibliothek mit CodeMeter-API-Funktionen für Embedded-Operating-Systems wie Linux, VxWorks oder QNX. Für zahlreiche mikrocontrollerbasierte Geräte erweisen sich jedoch einige hundert Kilobyte als zu umfangreich. Zudem fehlt in solchen Szenarien der Bedarf an Funktionen wie Caching, Shared Memory oder Netzwerkzugriff. Hersteller profitieren daher von der Modularität des CodeMeter-Codes, die eine Konfiguration ermöglicht, sodass er auf Mikrocontrollern in Bare-Metal-Ausführung oder in Kooperation mit einem RTOS läuft. Die CodeMeter-API sowie die Lizenzformate bleiben identisch mit denen im PC-Umfeld. Somit entsteht ein Lizenzierungssystem auf Mikrocontroller-Ebene, das kompatibel ist mit Lösungen auf leistungsfähigeren Embedded-Systemen, PCs oder Servern. Auch CodeMeter License Central stellt Lizenzen einheitlich für umfangreiche PC-Systeme und Mikrocontroller bereit.

Lizenzierung und Security

Cyber Resilience Act: Diese Tools stärken Produktsicherheit und Datenintegrität

Kryptoagilität und Post-Quantum-Kryptografie (PQC)

Derzeit widerstehen asymmetrische Kryptografieverfahren Quantencomputer-Angriffen. Ein solcher Bruch könnte jedoch jederzeit ohne Ankündigung eintreten. Selbst bei akademisch anmutendem Durchbruch erfordert jede Entschlüsselung dedizierte Quantenressourcen, die verfügbar und wirtschaftlich sein müssen – etwa zum Kopieren von Software.Bei taktisch motivierten Angriffen auf Systeme ändert sich die Lage grundlegend. Sobald der Wert der geschützten Daten die Kosten eines Quantenangriffs übersteigt, muss der Schutz angepasst werden. Deshalb integriert CodeMeter PQC bereits in alle Produkte, um zum entscheidenden Zeitpunkt voll funktionsfähige PQC-Software im Einsatz zu haben.Die kommende Generation der CodeMeter-Dongles (CmDongles) bewältigt längere PQC-Schlüssel und aktuelle Verfahren wie ML-KEM oder ML-DSA. Kryptoagilität ist von Grund auf berücksichtigt, sodass Algorithmuswechsel mit existierender Hardware und Software machbar bleiben. CodeMeter-Kunden entlasten sich: Die Plattform übernimmt PQC-Vorbereitungen und implementiert sie in laufenden Produkten. In ressourcenbeschränkten Umgebungen wie Mikrocontrollern – wo PQC durch Schlüssellängen und Rechenaufwand limitiert ist – gewährleisten hybride Ansätze Schutz und Lizenzierung.

Zertifikatshandling und Standards

Viele Anwendungen nutzen X.509-Zertifikate für S/MIME, Netzwerksicherheit oder TLS – doch Standard-Speicherung auf Festplatten ist unzureichend für sichere Authentifizierung. Moderner Schutz lagert private Schlüssel in Secure Elements wie CmDongles.CodeMeter Embedded und Runtime integrieren via Certificate Vault X.509-Zertifikate in CmDongles mit PKCS#11-Zugriff (z. B. OpenSSL), hardwaregeschützt und dongle-abhängig. Hersteller erfüllen so IT-Sicherheitsnormen und nutzen CmDongles für PKI-Integration neben Lizenzierung.

Erfüllung gesetzlicher Vorgaben

Die Industrie unterliegt strengen Normen für sichere Software in Anlagen und Komponenten. Obwohl viele übereinstimmen, spezifiziert jeder globale Wirtschaftsraum eigene Regelwerke. CodeMeter assistiert Softwareherstellern und Anlagenbauern bei effizienter Umsetzung – mittels Tamper-Proofing, Kryptoagilität, und Lizenzkonformität bis hin zur Zertifikatsunterstützung. CodeMeter adressiert Kernaspekte wie Risikomanagement, Integrität und Updates, um Zertifizierungsprozesse zu optimieren.

Wesentliche Merkmale

CodeMeter Runtime fungiert als Dienst auf Desktop-PCs. CodeMeter Embedded als Software-Library, die direkt in die zu schützende Applikation eingebettet wird. Beide verwenden identische CodeMeter-API-Funktionen, Lizenzformate für Lizenzen und Schlüssel in CmContainern (CmDongle, softwarebasierte CmActLicense, CmCloudContainer) und sind nahtlos mit CodeMeter License Central kompatibel. Sie decken gängige Betriebssysteme und Hardware-Plattformen ab, bis hin zu Mikrocontrollern. Softwarehersteller und Firmware-Entwickler selektieren aus einem modularen Baukasten Komponenten und integrieren sie reibungslos ins Lizenzsystem. Die CodeMeter Protection Suite erweitert dies um direkten, hochauflösenden IP-Schutz in der Applikation.

Marco Blume ist Product/R&D Manager Embedded bei Wibu-Systems.