Los ataques al hardware son motivo de creciente preocupación

Los sistemas integrados son cada vez más potentes, están más conectados y están más expuestos. Al mismo tiempo, los ataques al hardware evolucionan rápidamente, y van más allá de los exploits de software para abarcar técnicas físicas como el análisis de canales laterales (SCA) y la inyección de fallos (FI).

Corregir las vulnerabilidades del hardware en fases avanzadas del desarrollo resulta costoso y, a menudo, poco viable; en algunos casos, es incluso imposible una vez que los dispositivos han salido al mercado. Un marco normativo cada vez más estricto, que incluye la Ley de Resiliencia Cibernética (CRA), la Directiva sobre el diseño y la evaluación de la seguridad (RED) y los Criterios Comunes de la UE, exige ahora garantías de seguridad más sólidas y demostrables.

Además de la creciente presión para acelerar la comercialización, las organizaciones necesitan pruebas de seguridad de dispositivos que sean tempranas, eficaces y repetibles. A medida que más sectores dependen de sistemas integrados seguros, los equipos no solo necesitan herramientas, sino también una arquitectura clara y escalable para desarrollar capacidades internas de seguridad de dispositivos.

¿Por qué crear un laboratorio de pruebas de seguridad de dispositivos?

La seguridad de los dispositivos no es una actividad de certificación puntual. Se trata de un proceso de pruebas continuo que abarca el desarrollo, la validación y el soporte técnico a largo plazo del producto. La creación de un laboratorio interno de seguridad de dispositivos proporciona a las organizaciones un control, una rapidez y una visibilidad que las pruebas externas por sí solas no pueden ofrecer.

Proteja los dispositivos y los activos confidenciales

Proteja las claves criptográficas y el firmware, evite la clonación o la ingeniería inversa y garantice que los dispositivos funcionen de forma segura en condiciones anómalas.

Reducir el riesgo y los costes a largo plazo

El conjunto de equipos necesarios para observar e influir en el comportamiento físico durante la ejecución.

Cumplir con las exigencias normativas y las expectativas de los clientes

Satisfacer los requisitos de seguridad de las empresas y los sectores regulados, al tiempo que se cumple con la normativa emergente y los sistemas de certificación (CRA, RED, EU CC).

Acelerar el desarrollo y adquirir experiencia

Acortar los ciclos de desarrollo mediante una validación interna continua, al tiempo que se fomenta y se mantiene la experiencia en materia de seguridad dentro de la organización.

Arquitectura de un laboratorio de seguridad de dispositivos

Todos los laboratorios de seguridad de dispositivos, independientemente del sector o su grado de madurez, se basan en los mismos cuatro elementos fundamentales. En conjunto, conforman una arquitectura flexible capaz de adaptarse desde los primeros experimentos hasta la validación de alta fiabilidad.

Dispositivo sometido a prueba

El dispositivo bajo prueba (DUT), también conocido como objeto de evaluación (TOE), puede ser cualquier sistema integrado, chip o elemento seguro

Hardware

El conjunto de equipos necesarios para observar e influir en el comportamiento físico durante la ejecución.

Software

Conectado directamente con el hardware y el objetivo para recopilar, analizar e interpretar los resultados.

Formación y experiencia

La formación continua es fundamental, ya que cada año surgen nuevos vectores de ataque, y para realizar pruebas eficaces es necesario conocer a fondo el SCA, el FI y las estrategias de mitigación.

Cómo funciona

No existe un único laboratorio de seguridad de dispositivos que sea «el correcto». Cada configuración depende de lo que se esté probando, del conocimiento que se tenga del objetivo y de las amenazas a las que haya que hacer frente. El laboratorio se crea combinando una preparación adecuada del objetivo, las capacidades del hardware, el análisis del software y la intervención de expertos.

Dispositivo bajo prueba (DUT)

Cuando hablamos de pruebas de seguridad para sistemas embebidos, estos son los principales tipos de objetivos:

  • SoC (sistema en un chip).
  • FPGA (matrices de puertas programables in situ).
  • ASIC (circuitos integrados de aplicación específica).
  • Tarjetas inteligentes y microcontroladores seguros.

Aquí es donde empieza todo: se monta el dispositivo bajo prueba (DUT), se le suministra alimentación y se prepara para realizar mediciones estables y repetibles.

Satélite
Helicópteros en vuelo

Hardware

El núcleo de cada laboratorio es el banco de pruebas de seguridad integrado PXI, el corazón y el cerebro de la configuración. Al funcionar en modo sin pantalla, hace las veces de osciloscopio, controlador de temporización, motor de sincronización y estación de trabajo.

A partir de ahí, se añaden una o varias capacidades de ataque y observación:

  • Consumo energético: medir y controlar el consumo de energía.
  • Reloj: Inyecta anomalías temporales precisas en la señal del reloj.
  • Electromagnético (EM): Observar fugas electromagnéticas o simular fallos electromagnéticos.
  • Láser (óptico): Realiza una inyección óptica precisa de fallos.

Estas funciones pueden utilizarse de forma individual o combinada, dependiendo de la arquitectura del dispositivo y de los objetivos de las pruebas.

Paquete de software Inspector

La suite de software Inspector es la plataforma unificada para campañas completas de análisis de canales laterales (SCA) e inyección de fallos (FI), que acompaña al usuario en todo el proceso, desde la adquisición de datos hasta la obtención de información sobre seguridad.

Inspector permite un flujo de trabajo integral y coherente, lo que permite a los equipos adquirir mediciones, procesar y analizar señales, y evaluar el comportamiento de los dispositivos en condiciones de fallo, todo ello en un único entorno.

  • Análisis de canal lateral (SCA): Identificación y cuantificación de fugas de información a través del comportamiento energético, electromagnético u óptico.
  • Inyección de fallos (FI): Interrupción activa de la ejecución para detectar puntos débiles y evaluar las medidas correctivas.

Al combinar SCA y FI en una sola plataforma, Inspector permite a los equipos pasar sin problemas de la detección de fugas a la validación activa de la seguridad de los dispositivos, utilizando flujos de trabajo coherentes y una infraestructura compartida de sincronización y medición.

Basado en más de dos décadas de experiencia en seguridad de dispositivos, Inspector es un sistema modular y ampliable que admite una amplia gama de dispositivos, algoritmos y niveles de garantía.

Pantalla que muestra el funcionamiento de dispositivos aeroespaciales y de defensa
Educación universitaria

Formación y asistencia durante todo el ciclo de vida

Un laboratorio eficaz necesita algo más que herramientas: requiere personal especializado. Cada año surgen nuevos ataques, contramedidas y normativas.

Keysight ayuda a los equipos con:

  • Essential para la SCA y la FI.
  • Actualizaciones continuas del software.
  • Nuevas funciones de hardware.
  • Expert durante todo el ciclo de vida de la seguridad.

Elementos fundamentales

Un laboratorio de seguridad de dispositivos se compone de componentes de hardware modulares que funcionan conjuntamente para observar, medir e influir en el comportamiento físico de un dispositivo.Aunque las configuraciones de los laboratorios varían en función del objetivo y el nivel de garantía, todas se basan en los mismos elementos fundamentales, desde la instrumentación basada en PXI hasta las capacidades de ataque eléctrico, electromagnético y óptico.

¿Qué sectores necesitan laboratorios de pruebas de seguridad de dispositivos?

Aunque los sectores difieren en cuanto a productos, normativas o niveles de garantía, los sistemas integrados subyacentes y las superficies de ataque siguen siendo similares. Por lo tanto, los laboratorios de seguridad de dispositivos comparten elementos básicos comunes, mientras que la profundidad de las pruebas y las capacidades requeridas varían según el mercado.

Semiconductor

Qué es lo que evalúan

Arranque seguro, motores de cifrado, circuitos integrados personalizados.

¿Por qué necesitan laboratorios?

Verificar la resistencia a los ataques físicos y prepararse para SESIP/PSA/CC.

Objetivo principal

Validación de silicio de alta fiabilidad.

Gobierno y Defensa

Qué es lo que evalúan

Sistemas embebidos de misión crítica o parcialmente documentados.

¿Por qué construyen laboratorios?

Evaluar la exposición y la resiliencia operativa ante amenazas avanzadas.

Objetivo principal

Capacidades de evaluación a nivel de Estado-nación.

Ciencias forenses

Qué es lo que evalúan

Dispositivos incautados, antiguos o de tipo «caja negra».

¿Por qué construyen laboratorios?

Extraiga datos de forma segura y analice comportamientos ocultos o anómalos.

Objetivo principal

Análisis de pruebas repetible y no destructivo.

Laboratorios de seguridad

Qué es lo que evalúan

Productos comerciales presentados para su certificación.

¿Por qué construyen laboratorios?

Realizar pruebas de SCA/FI escalables y conformes con los estándares.

Objetivo principal

Evaluaciones de nivel de certificación (CC, EMVCo, ISO/IEC).

Preguntas frecuentes

No. El laboratorio está diseñado para dar apoyo a equipos con distintos niveles de experiencia. Los flujos de trabajo guiados, el software Inspector y los programas de formación estructurados ayudan a los equipos a ser productivos rápidamente, incluso si no tienen experiencia previa en técnicas de SCA o FI.

El análisis de canal lateral y la inyección de fallos abordan diferentes aspectos del mismo problema de seguridad y resultan más eficaces cuando se utilizan conjuntamente.

El SCA revela qué información puede filtrar involuntariamente un dispositivo a través de su comportamiento físico, como el consumo energético o las emisiones electromagnéticas. El FI, por su parte, se utiliza para interrumpir activamente la ejecución con el fin de poner de manifiesto los puntos débiles y comprobar si los mecanismos de seguridad se comportan según lo previsto en condiciones de fallo.

Al combinar SCA y FI en un único entorno de laboratorio, los equipos pueden pasar sin problemas de la detección de fugas a la comprobación activa de las contramedidas, utilizando la misma configuración de objetivos, la misma infraestructura de cronometraje y la misma cadena de medición. Este enfoque integrado ofrece una evaluación más realista y completa del estado de seguridad de un dispositivo.

El banco de pruebas de seguridad integrado Core PXI está diseñado para admitir de forma nativa tanto SCA como FI, lo que permite flujos de trabajo de pruebas coherentes y repetibles sin tratarlos como disciplinas separadas o aisladas.

Sí. Todos los niveles del laboratorio son modulares y se basan en la misma arquitectura subyacente. Puede empezar con una configuración básica y ampliarla con el tiempo añadiendo nuevas capacidades de hardware, módulos de software o estaciones de trabajo adicionales a medida que evolucionen sus necesidades de pruebas.

El laboratorio se adapta de forma natural al crecimiento de su organización. Partiendo de un único banco de pruebas basado en PXI, puede ampliarlo a entornos con varios operadores o múltiples funciones sin necesidad de sustituir su inversión inicial. Los módulos de hardware, las sondas y las licencias del software Inspector se pueden ir añadiendo a medida que aumenta su nivel de madurez.

Sí. La misma arquitectura de laboratorio puede utilizarse a lo largo de todo el ciclo de vida del producto, desde la fase previa a la fabricación del chip, pasando por la validación inicial del firmware y la caracterización del chip, hasta la evaluación de contramedidas y las pruebas de alta fiabilidad. La metodología se ajusta a las prácticas habituales en los Criterios Comunes (CC) de la UE, la CRA y otros esquemas de evaluación similares.

Las configuraciones básicas, como «My First Lab», pueden estar operativas en cuestión de días. Las configuraciones más avanzadas que incluyen funciones de EM o láser pueden requerir más tiempo de instalación y configuración. En todos los casos, se ofrecen cursos de formación y asistencia para la puesta en marcha con el fin de acelerar la obtención de resultados.

Sí. Keysight ofrece actualizaciones de software continuas, servicios de calibración a nivel mundial, mantenimiento preventivo y una amplia gama de programas de formación sobre SCA, FI y metodologías avanzadas. Esto garantiza que su laboratorio mantenga su eficacia a medida que evolucionan los dispositivos, las amenazas y las normas.

Todos los niveles de laboratorio comparten la misma base basada en PXI, lo que significa que puede empezar con un solo banco de pruebas y ampliarlo a configuraciones para varios operadores o con múltiples funciones sin tener que sustituir su inversión inicial. Los módulos de hardware, las sondas y las licencias del software Inspector se adaptan de forma natural a medida que aumenta su nivel de madurez.

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