DE102016123178A1 - Encryption device for encrypting a data packet - Google Patents
Encryption device for encrypting a data packet Download PDFInfo
- Publication number
- DE102016123178A1 DE102016123178A1 DE102016123178.9A DE102016123178A DE102016123178A1 DE 102016123178 A1 DE102016123178 A1 DE 102016123178A1 DE 102016123178 A DE102016123178 A DE 102016123178A DE 102016123178 A1 DE102016123178 A1 DE 102016123178A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- data packet
- encryption
- memory
- data processing
- processing device
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 230000006854 communication Effects 0.000 claims abstract description 83
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims abstract description 83
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims abstract description 75
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 23
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims description 4
- 238000004590 computer program Methods 0.000 claims description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 16
- 238000013461 design Methods 0.000 description 3
- 238000010079 rubber tapping Methods 0.000 description 3
- 230000007175 bidirectional communication Effects 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 230000030279 gene silencing Effects 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 2
- BUHVIAUBTBOHAG-FOYDDCNASA-N (2r,3r,4s,5r)-2-[6-[[2-(3,5-dimethoxyphenyl)-2-(2-methylphenyl)ethyl]amino]purin-9-yl]-5-(hydroxymethyl)oxolane-3,4-diol Chemical compound COC1=CC(OC)=CC(C(CNC=2C=3N=CN(C=3N=CN=2)[C@H]2[C@@H]([C@H](O)[C@@H](CO)O2)O)C=2C(=CC=CC=2)C)=C1 BUHVIAUBTBOHAG-FOYDDCNASA-N 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 238000003491 array Methods 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 238000007781 pre-processing Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L9/00—Cryptographic mechanisms or cryptographic arrangements for secret or secure communications; Network security protocols
- H04L9/08—Key distribution or management, e.g. generation, sharing or updating, of cryptographic keys or passwords
- H04L9/0894—Escrow, recovery or storing of secret information, e.g. secret key escrow or cryptographic key storage
-
- G—PHYSICS
- G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
- G09C—CIPHERING OR DECIPHERING APPARATUS FOR CRYPTOGRAPHIC OR OTHER PURPOSES INVOLVING THE NEED FOR SECRECY
- G09C1/00—Apparatus or methods whereby a given sequence of signs, e.g. an intelligible text, is transformed into an unintelligible sequence of signs by transposing the signs or groups of signs or by replacing them by others according to a predetermined system
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Computer Security & Cryptography (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Storage Device Security (AREA)
Abstract
Die Erfindung betrifft eine Verschlüsselungsvorrichtung (100) zum Verschlüsseln eines Datenpakets. Die Verschlüsselungsvorrichtung (100) umfasst eine Netzwerkschnittstelle (101), welche ausgebildet ist, das Datenpaket über ein Kommunikationsnetzwerk zu empfangen, einen Schaltkreis (103), welcher ausgebildet ist, das empfangene Datenpaket mit einem kryptographischen Schlüssel zu verknüpfen, um ein verschlüsseltes Datenpaket zu erhalten, und eine Busschnittstelle (105), welche ausgebildet ist, mit einer Datenverarbeitungsvorrichtung über einen Kommunikationsbus zu kommunizieren, wobei die Busschnittstelle (105) ausgebildet ist, das verschlüsselte Datenpaket mittels eines Speicherdirektzugriffs in einem Speicher der Datenverarbeitungsvorrichtung zu speichern.The invention relates to an encryption device (100) for encrypting a data packet. The encryption device (100) comprises a network interface (101), which is designed to receive the data packet via a communication network, a circuit (103), which is designed to link the received data packet with a cryptographic key in order to obtain an encrypted data packet , and a bus interface (105) configured to communicate with a data processing device via a communication bus, wherein the bus interface (105) is adapted to store the encrypted data packet in a memory of the data processing device by means of a memory direct access.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft das Gebiet der Kryptographie, insbesondere zur abhör- und manipulationsgeschützten Übertragung eines Datenpakets über nicht vertrauenswürdige Hardwarekomponenten und Kommunikationsbusse.The present invention relates to the field of cryptography, in particular for tapping and manipulation protected transmission of a data packet over untrusted hardware components and communication buses.
Field-Programmable-Gate-Arrays (FPGAs) sind programmierbare elektronische Bausteine, welche zur Laufzeit konfiguriert werden können. Wird ein FPGA in Verbindung mit einer Datenverarbeitungsvorrichtung eingesetzt, dann wird dieser zumeist über einen Kommunikationsbus an einen Prozessor der Datenverarbeitungsvorrichtung angebunden. Um über den Kommunikationsbus unter Verwendung eines vordefinierten Busprotokolls kommunizieren zu können, existieren vorgefertigte Entwurfsbausteine, sogenannte IP-Cores, welche beim Entwurf der Konfiguration des FPGA genutzt werden können, um das Busprotokoll zu implementieren. Die Entwurfsbausteine werden üblicherweise als nicht vertrauenswürdig eingestuft, da ihr Quellcode zumeist nicht bekannt ist. Eine eigene Implementierung eines Busprotokolls für einen FPGA ist jedoch sehr aufwendig.Field Programmable Gate Arrays (FPGAs) are programmable electronic devices that can be configured at runtime. If an FPGA is used in conjunction with a data processing device, then this is usually connected via a communication bus to a processor of the data processing device. In order to be able to communicate via the communication bus using a predefined bus protocol, there are ready-made design components, so-called IP cores, which can be used in the design of the configuration of the FPGA in order to implement the bus protocol. The building blocks are usually considered untrusted because their source code is mostly unknown. However, a separate implementation of a bus protocol for an FPGA is very expensive.
Analog hierzu erfolgt typischerweise der Entwurf von Application-Specific-Integrated-Circuits (ASICs). Auch hier können IP-Cores für die Implementierung eines Busprotokolls genutzt werden. Der Unterschied besteht lediglich darin, dass die Konfiguration nicht dynamisch geladen wird, sondern fest in dem ASIC vergossen wird.Analogously, the design of application-specific integrated circuits (ASICs) typically takes place. Here, too, IP cores can be used to implement a bus protocol. The only difference is that the configuration is not loaded dynamically, but is permanently potted in the ASIC.
Dadurch ergibt sich der Nachteil, dass beispielsweise durch eine Hintertür in nicht vertrauenswürdigen IP-Cores vertrauliche Datenpakete mitgeschnitten oder ausgeleitet werden können.This has the disadvantage that confidential data packets can be recorded or removed, for example, through a backdoor in untrusted IP cores.
In der Druckschrift
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein effizientes Konzept zum abhör- und manipulationsgeschützten Übertragen eines Datenpakets über nicht vertrauenswürdige Hardwarekomponenten und Kommunikationsbusse zu schaffen.It is an object of the present invention to provide an efficient concept for tapping and tamper-resistant transmission of a data packet over untrusted hardware components and communication busses.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungsformen sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche, der Beschreibung sowie der Figuren.This object is solved by the features of the independent claims. Advantageous forms of further development are the subject of the dependent claims, the description and the figures.
Die Erfindung basiert auf der Erkenntnis, dass die obige Aufgabe durch ein Verschlüsseln eines Datenpakets und einen Speicherdirektzugriff (engl. Direct-Memory-Access, DMA) auf einen Speicher einer Datenverarbeitungsvorrichtung zum Speichern des verschlüsselten Datenpakets gelöst werden kann. Das Datenpaket kann folglich auch unter Verwendung nicht vertrauenswürdiger IP-Cores zu der Datenverarbeitungsvorrichtung abhör- und manipulationsgeschützt übertragen werden. Die Verschlüsselung kann beispielsweise unter Verwendung eines eigenen IP-Cores erfolgen. Die Datenverarbeitungsvorrichtung kann beispielsweise unter Verwendung eines Programmcodes in Form eines Software-Treibers das verschlüsselte Datenpaket aus dem Speicher auslesen und wieder entschlüsseln.The invention is based on the finding that the above object can be achieved by encrypting a data packet and a direct memory access (DMA) to a memory of a data processing device for storing the encrypted data packet. Consequently, the data packet can also be transmitted to the data processing device tapping and manipulation-protected using untrusted IP cores. The encryption can for example be done using a separate IP core. By way of example, the data processing device can read out and decrypt the encrypted data packet from the memory using a program code in the form of a software driver.
Hierdurch wird erreicht, dass beispielsweise durch eine Hintertür in nicht vertrauenswürdigen IP-Cores vertrauliche Datenpakete nicht mitgeschnitten oder ausgeleitet werden können.This ensures that confidential data packets can not be recorded or routed through a backdoor in untrusted IP cores, for example.
Gemäß einem ersten Aspekt betrifft die Erfindung eine Verschlüsselungsvorrichtung zum Verschlüsseln eines Datenpakets. Die Verschlüsselungsvorrichtung umfasst eine Netzwerkschnittstelle, welche ausgebildet ist, das Datenpaket über ein Kommunikationsnetzwerk zu empfangen, einen Schaltkreis, welcher ausgebildet ist, das empfangene Datenpaket mit einem kryptographischen Schlüssel zu verknüpfen, um ein verschlüsseltes Datenpaket zu erhalten, und eine Busschnittstelle, welche ausgebildet ist, mit einer Datenverarbeitungsvorrichtung über einen Kommunikationsbus zu kommunizieren, wobei die Busschnittstelle ausgebildet ist, das verschlüsselte Datenpaket mittels eines Speicherdirektzugriffs in einem Speicher der Datenverarbeitungsvorrichtung zu speichern.According to a first aspect, the invention relates to an encryption device for encrypting a data packet. The encryption device comprises a network interface configured to receive the data packet via a communication network, a circuit configured to associate the received data packet with a cryptographic key to obtain an encrypted data packet, and a bus interface that is configured to communicate with a data processing device via a communication bus, wherein the bus interface is adapted to store the encrypted data packet by means of a direct memory access in a memory of the data processing device.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst der Schaltkreis einen Speicher, in welchem der kryptographische Schlüssel gespeichert ist. Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass der kryptographische Schlüssel zum Verschlüsseln des Datenpakets effizient bereitgestellt werden kann. Der kryptographische Schlüssel kann beispielsweise fest in den Speicher während einer Synthese des Schaltkreises eingebracht werden.According to one embodiment, the circuit comprises a memory in which the cryptographic key is stored. This provides the advantage that the cryptographic key for encrypting the data packet can be provided efficiently. For example, the cryptographic key may be permanently inserted into memory during synthesis of the circuit.
Gemäß einer Ausführungsform ist der Schaltkreis ausgebildet, das empfangene Datenpaket mit dem kryptographischen Schlüssel unter Verwendung eines Blockchiffre-Algorithmus, insbesondere eines Advanced-Encryption-Standard (AES) Verschlüsselungsalgorithmus, zu verknüpfen. Die Verknüpfung kann jedoch auch unter Verwendung eines geeigneten Stromchiffre-Algorithmus erfolgen. Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass ein effizienter Algorithmus zur Verschlüsselung des Datenpakets eingesetzt werden kann.According to one embodiment, the circuit is configured to combine the received data packet with the cryptographic key using a block cipher algorithm, in particular an Advanced Encryption Standard (AES) encryption algorithm. However, the linking can also be done using a suitable stream cipher algorithm. This provides the advantage that an efficient algorithm for encrypting the data packet can be used.
Gemäß einer Ausführungsform ist das Kommunikationsnetzwerk ein Ethernet-Kommunikationsnetzwerk. Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass das Datenpaket effizient bereitgestellt werden kann. According to one embodiment, the communication network is an Ethernet communication network. This provides the advantage that the data packet can be efficiently provided.
Gemäß einer Ausführungsform ist der Kommunikationsbus ein Peripheral Component Interconnect (PCI) Kommunikationsbus. Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass das verschlüsselte Datenpaket effizient in den Speicher der Datenverarbeitungsvorrichtung übertragen werden kann.According to one embodiment, the communication bus is a Peripheral Component Interconnect (PCI) communication bus. This achieves the advantage that the encrypted data packet can be efficiently transferred to the memory of the data processing device.
Gemäß einer Ausführungsform ist der Kommunikationsbus ein Peripheral Component Interconnect Express (PCIe) Kommunikationsbus. Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass das verschlüsselte Datenpaket effizient in den Speicher der Datenverarbeitungsvorrichtung übertragen werden kann.According to one embodiment, the communication bus is a Peripheral Component Interconnect Express (PCIe) communication bus. This achieves the advantage that the encrypted data packet can be efficiently transferred to the memory of the data processing device.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Verschlüsselungsvorrichtung, insbesondere die Netzwerkschnittstelle, der Schaltkreis und/oder die Busschnittstelle, mittels eines Field-Programmable-Gate-Array (FPGA) oder mittels eines Application-Specific-Integrated-Circuit (ASIC) implementiert. Die Verschlüsselungsvorrichtung, insbesondere die Netzwerkschnittstelle, der Schaltkreis und/oder die Busschnittstelle, können ferner mittels eines Kleinstrechners oder eines System-on-Chip (SoC) implementiert werden. Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass die Verschlüsselungsvorrichtung effizient realisiert werden kann.According to one embodiment, the encryption device, in particular the network interface, the circuit and / or the bus interface, is implemented by means of a Field Programmable Gate Array (FPGA) or by means of an Application-Specific Integrated Circuit (ASIC). The encryption device, in particular the network interface, the circuit and / or the bus interface, can also be implemented by means of a microcomputer or a system-on-chip (SoC). Thereby, the advantage is achieved that the encryption device can be realized efficiently.
Die Netzwerkschnittstelle, der Schaltkreis und/oder die Busschnittstelle können beispielsweise unter Verwendung von IP-Cores implementiert werden. Dabei können nicht vertrauenswürdige IP-Cores für die Implementierung der Busschnittstelle und eigene IP-Cores für die Implementierung der Netzwerkschnittstelle und/oder des Schaltkreises eingesetzt werden.The network interface, the circuit and / or the bus interface can be implemented, for example, using IP cores. In this case, untrusted IP cores for the implementation of the bus interface and dedicated IP cores for the implementation of the network interface and / or the circuit can be used.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst die Verschlüsselungsvorrichtung eine Verschlüsselungseinheit und eine Netzwerkkarte, wobei die Verschlüsselungseinheit die Netzwerkschnittstelle und den Schaltkreis umfasst, und wobei die Netzwerkkarte die Busschnittstelle umfasst. Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass separate Komponenten zur Implementierung der Verschlüsselungsvorrichtung eingesetzt werden können.According to one embodiment, the encryption device comprises an encryption unit and a network card, wherein the encryption unit comprises the network interface and the circuit, and wherein the network card comprises the bus interface. This provides the advantage that separate components can be used to implement the encryption device.
Gemäß einer Ausführungsform sind die Verschlüsselungseinheit und die Netzwerkkarte ausgebildet, über ein weiteres Kommunikationsnetzwerk miteinander zu kommunizieren. Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass die Verschlüsselungseinheit und die Netzwerkkarte effizient aneinander angebunden werden können. Das weitere Kommunikationsnetzwerk kann beispielsweise ein weiteres Ethernet-Kommunikationsnetzwerk sein.According to one embodiment, the encryption unit and the network card are configured to communicate with one another via a further communication network. This has the advantage that the encryption unit and the network card can be efficiently connected to each other. The further communication network may be, for example, another Ethernet communication network.
Gemäß einem zweiten Aspekt betrifft die Erfindung eine Datenverarbeitungsvorrichtung zum Entschlüsseln eines verschlüsselten Datenpakets, wobei das verschlüsselte Datenpaket unter Verwendung eines kryptographischen Schlüssels verschlüsselt ist. Die Datenverarbeitungsvorrichtung umfasst eine Busschnittstelle, welche ausgebildet ist, über einen Kommunikationsbus mit einer Verschlüsselungsvorrichtung zu kommunizieren, wobei die Busschnittstelle ausgebildet ist, einen Speicherdirektzugriff durch die Verschlüsselungsvorrichtung zu gewähren, einen Speicher, welcher mittels des Speicherdirektzugriffs durch die Verschlüsselungsvorrichtung beschreibbar ist, wobei der Speicher ausgebildet ist, das verschlüsselte Datenpaket zu speichern, und einen Prozessor, welcher ausgebildet ist, das verschlüsselte Datenpaket mit dem kryptographischen Schlüssel zu verknüpfen, um ein entschlüsseltes Datenpaket zu erhalten.According to a second aspect, the invention relates to a data processing device for decrypting an encrypted data packet, wherein the encrypted data packet is encrypted using a cryptographic key. The data processing device comprises a bus interface, which is designed to communicate via a communication bus with an encryption device, the bus interface being designed to grant a memory direct access by the encryption device, a memory which is writable by the memory direct access by the encryption device, wherein the memory is formed is to store the encrypted data packet, and a processor, which is configured to associate the encrypted data packet with the cryptographic key to obtain a decrypted data packet.
Gemäß einer Ausführungsform ist der Prozessor ausgebildet, einen Programmcode zum Verknüpfen des verschlüsselten Datenpakets mit dem kryptographischen Schlüssel auszuführen. Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass das verschlüsselte Datenpaket effizient entschlüsselt werden kann. Der Programmcode kann beispielsweise in Form eines Software-Treibers bereitgestellt sein.According to one embodiment, the processor is configured to execute a program code for linking the encrypted data packet with the cryptographic key. This provides the advantage that the encrypted data packet can be decrypted efficiently. The program code can be provided, for example, in the form of a software driver.
Gemäß einer Ausführungsform ist der kryptographische Schlüssel in dem Speicher gespeichert. Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass der kryptographische Schlüssel effizient bereitgestellt werden kann.According to one embodiment, the cryptographic key is stored in the memory. This provides the advantage that the cryptographic key can be provided efficiently.
Gemäß einer Ausführungsform ist der Prozessor ausgebildet, das verschlüsselte Datenpaket mit dem kryptographischen Schlüssel unter Verwendung eines Blockchiffre-Algorithmus, insbesondere eines Advanced-Encryption-Standard (AES) Entschlüsselungsalgorithmus, zu verknüpfen. Die Verknüpfung kann jedoch auch unter Verwendung eines geeigneten Stromchiffre-Algorithmus erfolgen. Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass ein effizienter Algorithmus zur Entschlüsselung des verschlüsselten Datenpakets eingesetzt werden kann.In one embodiment, the processor is configured to associate the encrypted data packet with the cryptographic key using a block cipher algorithm, in particular an Advanced Encryption Standard (AES) decryption algorithm. However, the linking can also be done using a suitable stream cipher algorithm. This provides the advantage that an efficient algorithm for decrypting the encrypted data packet can be used.
Gemäß einem dritten Aspekt betrifft die Erfindung ein System zum Übertragen eines verschlüsselten Datenpakets über einen Kommunikationsbus. Das System umfasst eine Verschlüsselungsvorrichtung gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung, und eine Datenverarbeitungsvorrichtung gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung, wobei die Verschlüsselungsvorrichtung und die Datenverarbeitungsvorrichtung über den Kommunikationsbus miteinander verbunden sind.According to a third aspect, the invention relates to a system for transmitting an encrypted data packet via a communication bus. The system comprises an encryption device according to the first aspect of the invention, and a data processing device according to the second aspect of the invention, wherein the encryption device and the data processing device are interconnected via the communication bus.
Gemäß einer Ausführungsform sind die Verschlüsselungsvorrichtung und die Datenverarbeitungsvorrichtung ausgebildet, den kryptographischen Schlüssel mittels eines Diffie-Hellman-Schlüsselaustauschs zu bestimmen. Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass der kryptographische Schlüssel zur Verschlüsselung bzw. Entschlüsselung effizient zwischen der Verschlüsselungsvorrichtung und der Datenverarbeitungsvorrichtung ausgetauscht werden können. According to one embodiment, the encryption device and the data processing device are configured to determine the cryptographic key by means of a Diffie-Hellman key exchange. This achieves the advantage that the cryptographic key for encryption or decryption can be exchanged efficiently between the encryption device and the data processing device.
Gemäß einer Ausführungsform erfolgt ein Austausch des kryptographischen Schlüssels zwischen der Verschlüsselungsvorrichtung und der Datenverarbeitungsvorrichtung bei einer Initialisierung der Verschlüsselungsvorrichtung und der Datenverarbeitungsvorrichtung bei der Herstellung. Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass der kryptographische Schlüssel bereits bei der Herstellung jeweils fest in die Verschlüsselungsvorrichtung und die Datenverarbeitungsvorrichtung eingebracht werden kann.According to one embodiment, an exchange of the cryptographic key between the encryption device and the data processing device takes place during an initialization of the encryption device and the data processing device during production. As a result, the advantage is achieved that the cryptographic key can already be firmly inserted in the encryption device and the data processing device during production.
Gemäß einer Ausführungsform umfassen die Verschlüsselungsvorrichtung und die Datenverarbeitungsvorrichtung jeweils eine Kommunikationsschnittstelle zum Austausch des kryptographischen Schlüssels. Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass die Kommunikationsschnittstelle dediziert auf den Austausch des kryptographischen Schlüssels ausgelegt werden kann.According to one embodiment, the encryption device and the data processing device each comprise a communication interface for exchanging the cryptographic key. This provides the advantage that the communication interface can be dedicated to the exchange of the cryptographic key.
Gemäß einer Ausführungsform erfolgt der Austausch des kryptographischen Schlüssels zwischen der Verschlüsselungsvorrichtung und der Datenverarbeitungsvorrichtung unter Verwendung eines wechselbaren Speicherbausteins oder einer Smartcard. Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass der Austausch des kryptographischen Schlüssels zwischen der Verschlüsselungsvorrichtung und der Datenverarbeitungsvorrichtung mittels dedizierter Hardwarekomponenten durchgeführt werden kann.According to one embodiment, the exchange of the cryptographic key between the encryption device and the data processing device takes place using a replaceable memory module or a smart card. This provides the advantage that the exchange of the cryptographic key between the encryption device and the data processing device can be performed by means of dedicated hardware components.
Gemäß einem vierten Aspekt betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Verschlüsseln eines Datenpakets unter Verwendung einer Verschlüsselungsvorrichtung. Die Verschlüsselungsvorrichtung umfasst eine Netzwerkschnittstelle, einen Schaltkreis und eine Busschnittstelle, wobei die Busschnittstelle ausgebildet ist, mit einer Datenverarbeitungsvorrichtung über einen Kommunikationsbus zu kommunizieren. Das Verfahren umfasst ein Empfangen des Datenpakets über ein Kommunikationsnetzwerk durch die Netzwerkschnittstelle, ein Verknüpfen des empfangenen Datenpakets mit einem kryptographischen Schlüssel durch den Schaltkreis, um ein verschlüsseltes Datenpaket zu erhalten, und ein Speichern des verschlüsselten Datenpakets mittels eines Speicherdirektzugriffs in einem Speicher der Datenverarbeitungsvorrichtung durch die Busschnittstelle.According to a fourth aspect, the invention relates to a method for encrypting a data packet using an encryption device. The encryption device comprises a network interface, a circuit and a bus interface, wherein the bus interface is configured to communicate with a data processing device via a communication bus. The method comprises receiving the data packet via a communication network through the network interface, linking the received data packet with a cryptographic key through the circuit to obtain an encrypted data packet, and storing the encrypted data packet by means of a direct memory access in a memory of the data processing device Bus Interface.
Das Verfahren kann durch die Verschlüsselungsvorrichtung ausgeführt werden. Weitere Merkmale des Verfahrens resultieren unmittelbar aus den Merkmalen und/oder der Funktionalität der Verschlüsselungsvorrichtung.The method may be performed by the encryption device. Further features of the method result directly from the features and / or functionality of the encryption device.
Gemäß einem fünften Aspekt betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Entschlüsseln eines verschlüsselten Datenpakets unter Verwendung einer Datenverarbeitungsvorrichtung, wobei das verschlüsselte Datenpaket unter Verwendung eines kryptographischen Schlüssels verschlüsselt ist. Die Datenverarbeitungsvorrichtung umfasst eine Busschnittstelle, einen Speicher und einen Prozessor, wobei die Busschnittstelle ausgebildet ist, über einen Kommunikationsbus mit einer Verschlüsselungsvorrichtung zu kommunizieren, wobei die Busschnittstelle ausgebildet ist, einen Speicherdirektzugriff durch die Verschlüsselungsvorrichtung zu gewähren, wobei der Speicher mittels des Speicherdirektzugriffs durch die Verschlüsselungsvorrichtung beschreibbar ist. Das Verfahren umfasst ein Speichern des verschlüsselten Datenpakets in dem Speicher mittels des Speicherdirektzugriffs, und ein Verknüpfen des verschlüsselten Datenpakets mit dem kryptographischen Schlüssel durch den Prozessor, um ein entschlüsseltes Datenpaket zu erhalten.According to a fifth aspect, the invention relates to a method for decrypting an encrypted data packet using a data processing device, wherein the encrypted data packet is encrypted using a cryptographic key. The data processing device comprises a bus interface, a memory and a processor, wherein the bus interface is adapted to communicate via a communication bus with an encryption device, wherein the bus interface is adapted to grant a memory direct access by the encryption device, wherein the memory by means of the memory direct access by the encryption device is writable. The method comprises storing the encrypted data packet in the memory by means of the memory direct access, and associating the encrypted data packet with the cryptographic key by the processor to obtain a decrypted data packet.
Das Verfahren kann durch die Datenverarbeitungsvorrichtung ausgeführt werden. Weitere Merkmale des Verfahrens resultieren unmittelbar aus den Merkmalen und/oder der Funktionalität der Datenverarbeitungsvorrichtung.The method may be performed by the data processing device. Further features of the method result directly from the features and / or the functionality of the data processing device.
Gemäß einem sechsten Aspekt betrifft die Erfindung ein Computerprogramm mit einem Programmcode zum Ausführen des Verfahrens gemäß dem vierten Aspekt der Erfindung oder des Verfahrens gemäß dem fünften Aspekt der Erfindung.According to a sixth aspect, the invention relates to a computer program with a program code for carrying out the method according to the fourth aspect of the invention or the method according to the fifth aspect of the invention.
Die Verschlüsselungsvorrichtung und/oder die Datenverarbeitungsvorrichtung können programmtechnisch eingerichtet sein, um das Computerprogramm auszuführen.The encryption device and / or the data processing device can be set up in terms of programming in order to execute the computer program.
Die Erfindung kann in Hardware und/oder Software implementiert werden.The invention may be implemented in hardware and / or software.
Weitere Ausführungsbeispiele werden Bezug nehmend auf die beiliegenden Figuren näher erläutert. Es zeigen:
-
1 ein schematisches Diagramm einer Verschlüsselungsvorrichtung zum Verschlüsseln eines Datenpakets; -
2 ein schematisches Diagramm einer Datenverarbeitungsvorrichtung zum Entschlüsseln eines verschlüsselten Datenpakets; -
3 ein schematisches Diagramm eines Systems zum Übertragen eines verschlüsselten Datenpakets über einen Kommunikationsbus; -
4 ein schematisches Diagramm eines Systems zum Übertragen eines verschlüsselten Datenpakets über einen Kommunikationsbus; -
5 ein schematisches Diagramm eines Systems zum Übertragen eines verschlüsselten Datenpakets über einen Kommunikationsbus; -
6 ein schematisches Diagramm eines Systems zum Übertragen eines verschlüsselten Datenpakets über einen Kommunikationsbus; -
7 ein schematisches Diagramm eines Verfahrens zum Verschlüsseln eines Datenpakets unter Verwendung einer Verschlüsselungsvorrichtung; und -
8 ein schematisches Diagramm eines Verfahrens zum Entschlüsseln eines verschlüsselten Datenpakets unter Verwendung einer Datenverarbeitungsvorrichtu ng.
-
1 a schematic diagram of an encryption device for encrypting a data packet; -
2 a schematic diagram of a data processing device for decrypting an encrypted data packet; -
3 a schematic diagram of a system for transmitting an encrypted data packet over a communication bus; -
4 a schematic diagram of a system for transmitting an encrypted data packet over a communication bus; -
5 a schematic diagram of a system for transmitting an encrypted data packet over a communication bus; -
6 a schematic diagram of a system for transmitting an encrypted data packet over a communication bus; -
7 a schematic diagram of a method for encrypting a data packet using an encryption device; and -
8th a schematic diagram of a method for decrypting an encrypted data packet using a Datenverarbeitungsvorrichtu ng.
Die Verschlüsselungsvorrichtung
Die Datenverarbeitungsvorrichtung
Das System
Der Prozessor
Die Verschlüsselungsvorrichtung
Durch das System
Der Austausch der kryptographischen Schlüssel kann zur Laufzeit, beispielsweise bei Initialisierung, oder zur Synthese- bzw. Implementierungszeit des FPGA- bzw. des ASIC und eines zugehörigen Software-Treibers erfolgen.The exchange of the cryptographic keys can take place at runtime, for example during initialization, or during the synthesis or implementation time of the FPGA or ASIC and an associated software driver.
Die Verschlüsselungsvorrichtung
Das Datenpaket wird durch die Netzwerkschnittstelle
Das Konzept ermöglicht mithin ein Zusammenspiel von nicht vertrauenswürdigen Komponenten mit einer Datenverarbeitungsvorrichtung
Die Verschlüsselungsvorrichtung
Bei der Implementierung, beispielsweise mittels des FPGA, können für bestimmte Aufgaben Komponenten von Drittherstellern eingesetzt werden, welche ein potentielles Risiko darstellen. Durch das Konzept kann die Sicherheit der Kommunikation erhöht werden.In the implementation, for example by means of the FPGA, components of third-party manufacturers, which represent a potential risk, can be used for certain tasks. The concept can increase the security of communication.
Die Verschlüsselungsvorrichtung
Für die Kommunikation mit dem Betriebssystem werden die empfangenen Datenpakete durch die Verschlüsselungsvorrichtung
Für die Kommunikation über die Verschlüsselungsvorrichtung
Das Konzept lässt sich generell in allen Arten von Netzwerkkarten, unabhängig von der Implementierungsart, wie beispielsweise in einem FPGA, implementieren.The concept can generally be implemented in all types of network cards, regardless of the type of implementation, such as in an FPGA.
Das Verfahren
Das Verfahren
Alle in Verbindung mit einzelnen Ausführungsformen der Erfindung gezeigten oder beschriebenen Merkmale können in unterschiedlicher Kombination in dem erfindungsgemäßen Gegenstand vorgesehen sein, um gleichzeitig deren vorteilhafte Wirkungen zu realisieren.All the features shown or described in connection with individual embodiments of the invention may be provided in different combinations in the article according to the invention in order to simultaneously realize their advantageous effects.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 100100
- Verschlüsselungsvorrichtungencryptor
- 101101
- NetzwerkschnittstelleNetwork Interface
- 103103
- Schaltkreiscircuit
- 105105
- Busschnittstelle bus interface
- 200200
- DatenverarbeitungsvorrichtungData processing device
- 201201
- Busschnittstellebus interface
- 203203
- SpeicherStorage
- 205205
- Prozessor processor
- 300300
- Systemsystem
- 301301
- Kommunikationsbus communication
- 501501
- Verschlüsselungseinheitencryption unit
- 503503
- Netzwerkkarte network card
- 700700
- Verfahren zum Verschlüsseln eines DatenpaketsMethod for encrypting a data packet
- 701701
- EmpfangenReceive
- 703703
- VerknüpfenLink
- 705705
- Speichern to save
- 800800
- Verfahren zum Entschlüsseln eines verschlüsselten DatenpaketsMethod for decrypting an encrypted data packet
- 801801
- Speichernto save
- 803803
- VerknüpfenLink
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant has been generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.
Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature
- A. Waksman, S. Sethumadhavan, „Silencing Hardware Backdoors“, IEEE Symposium on Security and Privacy, 2011, S. 49-63 [0005]A. Waksman, S. Sethumadhavan, "Silencing Hardware Backdoors", IEEE Symposium on Security and Privacy, 2011, p. 49-63. [0005]
Claims (15)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102016123178.9A DE102016123178A1 (en) | 2016-11-30 | 2016-11-30 | Encryption device for encrypting a data packet |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102016123178.9A DE102016123178A1 (en) | 2016-11-30 | 2016-11-30 | Encryption device for encrypting a data packet |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102016123178A1 true DE102016123178A1 (en) | 2018-05-30 |
Family
ID=62117410
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE102016123178.9A Pending DE102016123178A1 (en) | 2016-11-30 | 2016-11-30 | Encryption device for encrypting a data packet |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE102016123178A1 (en) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6209098B1 (en) * | 1996-10-25 | 2001-03-27 | Intel Corporation | Circuit and method for ensuring interconnect security with a multi-chip integrated circuit package |
US20090319775A1 (en) * | 2002-12-05 | 2009-12-24 | Broadcom Corporation | Data Path Security Processing |
US7673140B2 (en) * | 2002-12-18 | 2010-03-02 | Nxp B.V. | Dedicated encrypted virtual channel in a multi-channel serial communications interface |
US20130073843A1 (en) * | 2010-05-27 | 2013-03-21 | Qinetiq Limited | Network Security Content Checking |
-
2016
- 2016-11-30 DE DE102016123178.9A patent/DE102016123178A1/en active Pending
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6209098B1 (en) * | 1996-10-25 | 2001-03-27 | Intel Corporation | Circuit and method for ensuring interconnect security with a multi-chip integrated circuit package |
US20090319775A1 (en) * | 2002-12-05 | 2009-12-24 | Broadcom Corporation | Data Path Security Processing |
US7673140B2 (en) * | 2002-12-18 | 2010-03-02 | Nxp B.V. | Dedicated encrypted virtual channel in a multi-channel serial communications interface |
US20130073843A1 (en) * | 2010-05-27 | 2013-03-21 | Qinetiq Limited | Network Security Content Checking |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
A. Waksman, S. Sethumadhavan, „Silencing Hardware Backdoors", IEEE Symposium on Security and Privacy, 2011, S. 49-63 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP2899714B1 (en) | Secure provision of a key | |
DE19782075C2 (en) | A circuit and method for securing connection security within a multi-chip package of an integrated circuit | |
DE102007044330B4 (en) | Encryption processor and method for writing and reading data | |
DE102009013384B4 (en) | System and method for providing a secure application fragmentation environment | |
EP2727277B1 (en) | System and method for the secure transmission of data | |
DE102010027586B4 (en) | Method for the cryptographic protection of an application | |
DE102009007345A1 (en) | Safety device for protecting data stored in external memory e.g. multi media card, has controller to prevent coded memory access over interface or prevents output of data over other interface based on data received over former interface | |
DE102014208855A1 (en) | Method for carrying out communication between control units | |
DE102014208851A1 (en) | Method for preventing unauthorized operation of a motor vehicle | |
DE112020001061T5 (en) | ENCRYPTED GEAR PROGRAMMING | |
DE112018007132T5 (en) | In-vehicle function access control system, in-vehicle device and in-vehicle function access control method | |
EP2407843B1 (en) | Secure data transfer in an automation network | |
DE102015201298A1 (en) | Method for the cryptographic processing of data | |
EP3563209B1 (en) | Whole apparatus having an authentication arrangement, and method for authentication | |
DE102007004280A1 (en) | One-chip computer and tachograph | |
DE102009054753A1 (en) | Method for operating a safety device | |
EP2434424A1 (en) | Method for increasing the security of security-relevant online services | |
DE102008026697A1 (en) | Data output encoding device e.g. safety dongle, for use in mobile telephone, has bus encoding mechanism for selectively encoding digital signals output by processor, and peripheral interface for outputting selectively encoded signals | |
DE102016123178A1 (en) | Encryption device for encrypting a data packet | |
DE102009052454A1 (en) | Method and system for confidential provision of software components | |
EP3422234B1 (en) | Container image, computer program product and method | |
EP1930834A1 (en) | Cryptographically secured processor system | |
EP3407242A1 (en) | Personalisation of a semiconductor element | |
DE102018005284A1 (en) | Chip personalization of an embedded system by a third party | |
EP3528165B1 (en) | Method for processing a cryptographic key and processor chip card |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R012 | Request for examination validly filed | ||
R016 | Response to examination communication |