Sistemi laser Iniezione di guasti

L'iniezione di guasti tramite laser (LFI) è una tecnica di test di sicurezza hardware che utilizza impulsi laser altamente controllati per interferire temporaneamente con il funzionamento di un dispositivo a semiconduttori. Agendo su aree specifiche di un chip durante operazioni critiche per la sicurezza, gli ingegneri possono indurre guasti e osservare come reagisce il dispositivo. Ciò consente di identificare le vulnerabilità, convalidare le contromisure e valutare la resistenza agli attacchi basati su guasti nel mondo reale.

Tutte e tre le tecniche introducono errori, ma differiscono nel modo in cui tali errori vengono generati.

• L'iniezione di guasti di tensione altera l'alimentazione del dispositivo.
• L'iniezione elettromagnetica di guasti (EMFI) inietta guasti tramite impulsi elettromagnetici.
• L'iniezione di difetti tramite laser utilizza energia laser focalizzata per agire su un'area specifica del silicio.

Poiché un laser può essere focalizzato su aree estremamente piccole di un chip, spesso garantisce una maggiore precisione spaziale rispetto ad altre tecniche di iniezione di difetti.

L'iniezione di difetti tramite laser viene comunemente utilizzata per studiare:

• Vulnerabilità crittografiche
• Vulnerabilità dell'avvio sicuro
• Bypass dell'autenticazione
• Problemi di corruzione della memoria
• Efficacia delle contromisure
• Resistenza agli attacchi di tipo "Fault"

Questa tecnica è particolarmente utile per comprendere come si comportano determinate parti di un circuito in condizioni di guasto.

In genere, sì. Per l’iniezione di errori tramite laser, di solito è necessario aprire il contenitore del chip (decapsularlo) in modo che il laser abbia un percorso ottico libero verso il silicio. A seconda dell’architettura del dispositivo e degli obiettivi di valutazione, gli attacchi possono essere effettuati sia dal lato anteriore che dal lato posteriore del die.

Un attacco frontale prende di mira la superficie superiore del chip semiconduttore, dove sono accessibili gli strati metallici e i circuiti.

Un attacco dal lato posteriore prende di mira il chip attraverso il substrato di silicio dal retro del die. Gli approcci dal lato posteriore vengono spesso utilizzati quando gli strati metallici presenti sul lato anteriore ostacolano l'accesso ai circuiti critici per la sicurezza.

Il metodo più appropriato dipende dalla tecnologia dei semiconduttori e dall'obiettivo della valutazione.

Le diverse lunghezze d'onda interagiscono in modo diverso con i materiali semiconduttori e le strutture dei dispositivi.

La scelta della lunghezza d'onda adeguata può contribuire a ottimizzare:

• Profondità di penetrazione del silicio
• Visibilità dell'obiettivo
• Precisione dell'attacco
• Efficacia dei guasti

A seconda delle diverse tecnologie dei semiconduttori, dei tipi di contenitore e degli obiettivi di valutazione, potrebbero essere necessarie lunghezze d'onda diverse per ottenere i risultati desiderati nell'iniezione di guasti.

Un sistema di iniezione di errori a doppio laser consente di controllare due sorgenti laser indipendenti all'interno di un'unica configurazione di valutazione. Ciò permette agli ingegneri della sicurezza di simulare scenari di attacco avanzati che potrebbero richiedere più eventi di errore in posizioni o momenti diversi.

Alcuni dispositivi moderni sono dotati di sofisticate contromisure che potrebbero non essere compromesse da un singolo evento di guasto. Una configurazione a doppio laser consente di effettuare analisi più approfondite, permettendo di introdurre guasti simultaneamente o in sequenza in diverse aree del dispositivo.

I chip moderni racchiudono numerosi blocchi funzionali ravvicinati tra loro, e molte contromisure sono progettate per rilevare disturbi di ampia portata (come un picco di tensione che interessa l’intero chip), ma potrebbero non rilevare un guasto altamente localizzato. Un’individuazione precisa consente ai valutatori di verificare se una specifica parte della logica protetta possa essere disturbata individualmente, la stessa tecnica che utilizzerebbe un aggressore sofisticato.

Sì. I sistemi laser Keysight si integrano con il software Inspector per supportare l'automazione dei test, la gestione delle campagne, l'analisi dei guasti e le valutazioni di sicurezza ripetibili. Inspector può essere utilizzato per controllare il posizionamento del laser, coordinare i flussi di lavoro relativi agli attacchi, automatizzare le sequenze di test e gestire i risultati delle valutazioni, aiutando i team di sicurezza a eseguire campagne di iniezione di guasti più efficienti e riproducibili.

Sebbene l’iniezione di guasti tramite laser sia una delle tecniche di iniezione di guasti più avanzate attualmente disponibili, i moderni sistemi laser e i software di automazione la rendono sempre più accessibile ai laboratori di valutazione, alle aziende produttrici di semiconduttori, agli enti di certificazione e ai team addetti alla sicurezza dei prodotti. Le organizzazioni spesso iniziano con valutazioni mirate delle vulnerabilità per poi passare a scenari di attacco più avanzati man mano che i loro requisiti in materia di test di sicurezza si evolvono.