Forschungsvorhaben »Vertrauenswürdige Elektronik (ZEUS)«

Neben dem Plattformprojekt »VE-Velektronik« fördert das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) im Rahmen von »ZEUS« noch 14 weitere Verbundforschungsprojekte zur Entwicklung innovativer mikroelektronischer Systeme mit einem hohen Maß an Vertrauenswürdigkeit. Verschiedene FMD-Institute sind an acht dieser Projekte beteiligt und forschen in den Bereichen Design und Fertigung bis hin zur Analyse vertrauenswürdiger Mikroelektronik.

Mit der Leitinitiative »Vertrauenswürdige Elektronik« fördert die Bundesregierung Innovation in der Mikroelektronik und stärkt die technologische Souveränität in Deutschland und Europa. Die enge Verknüpfung zwischen den »ZEUS«-Projekten ermöglicht es, die Forschungsergebnisse direkt in die Praxis zu übersetzen und so einen umfassenden Mehrwert für den Forschungs- und Industriestandort Deutschland zu schaffen. 

Neuartige Designmethoden für vertrauenswürdige Elektronikschaltungen

Im Projekt »VE-DIVA-IC« arbeiten die FMD-Institute Fraunhofer IMS und Fraunhofer AISEC mit weiteren Partnern daran, den Schutz von Integrität und Identität elektronischer Bauteile in den Bereichen Mobilität und Automatisierungstechnik zu stärken. Durch einen zusätzlichen Schritt beim Entwurf von integrierten Schaltungen können so elektronische Komponenten, etwa in Fahrzeugen, vertrauenswürdig abgesichert werden.

Vertrauenswürdige Sensorsysteme im Automobilbereich 

Um Sensorsysteme im Automobilbereich für den Endanwender vertrauenswürdiger zu gestalten, entwickeln im Projekt »VE-REWAL« die FMDInstitute Fraunhofer IZM und Fraunhofer FHR mit weitere Partnern neuartige Methoden, mit denen sowohl die Funktionsweise als auch das Layout der Gesamtsysteme gegenüber Dritten verschleiert und so für Angreifer wertlos gemacht werden. Dies gelingt mit sogenannten Chiplets, die – im Gegensatz zum monolithischen Chip – mehrere, leichter zu produzierende Teile eines Halbleiterbausteins miteinander verbinden.

Vertrauenswürdige Sensorsysteme für mobile und industrielle Anwendungen

Die Entwicklung von Sensoren mit eingebetteter künstlicher Intelligenz ist das übergeordnete Ziel des Projekts »VE-TRUST-E«. Mit Hilfe dieser Sensoren kann die automatisierte und vertrauenswürdige Situationsbewertung auf Grundlage von Sensordaten verbessert werden. Zudem soll durch die Nutzung von KI direkt am Sensor die Last in der Datenübertragung sowie das Manipulationspotenzial verringert werden. Die FMD-Institute Fraunhofer IIS und Fraunhofer ENAS sind Projektbeteiligte.

Fingerabdruck für Elektroniksysteme

Ein Fingerabdruck, mit dem einzelne Elektronikkomponenten eindeutig identifiziert und überwacht werden können – im Projekt »VE-VIDES« wird genau daran geforscht. So soll ein ganzheitliches Sicherheitskonzept für Elektroniksysteme entstehen, das gegen Angriffe und Manipulationen von Dritten schützt. Die Ergebnisse können beispielsweise in Medizin- und Kommunikationstechnik sowie Luft- und Raumfahrt Anwendung finden. Das FMD-Institut Fraunhofer IIS ist einer der Projektpartner. 

Innovative Multi-Sensorik zur Verhinderung von Angriffen 

Ob im Bankwesen, bei der internen Weitergabe von Firmeninformationen oder bei der privaten Kommunikation – geheime Daten werden über elektronische Kanäle übertragen. Damit elektronische Geräte Angriffe selbst bemerken und abwehren können, soll im Projekt »VE-SAFE« ein neues Sicherheitskonzept entwickelt werden, das über einen Multisensor Manipulationsversuche detektiert und Maßnahmen zur Sicherung des Gesamtsystems ergreift. Das FMD-Institut Fraunhofer IZM ist dabei für die Entwicklung, Fertigung und Validierung der Sensoren verantwortlich. 

Vertrauen durch Transparenz: Methoden und Werkzeuge für das Design quelloffener, vertrauenswürdiger Prozessoren

Open-Source-Hardware hat viele Vorteile, darunter zum Beispiel einen erleichterten Markteinstieg für kleine und mittlere Unternehmen. Das FMD-Institut IHP koordiniert das Projekt »VE-HEP«, in dem nun erstmals wesentliche Teile der gesamten Wertschöpfungskette im Bereich der Entwicklung und Fertigung von sicherheitsrelevanten Chips in Open Source realisiert werden. Die Ergebnisse dieses industrienah angelegten Projekts werden dazu beitragen, dass sicherheitskritische Hardwaredesigns und formal verifizierte Härtungsmaßnahmen leichter umzusetzen sind.

Silicon Photonics für vertrauenswürdige Elektronik-Bauelemente und mehr Abhörsicherheit 

Im Projekt »VE-SILHOUETTE« soll eine Plattform geschaffen werden, die photonische Elemente mit elektronischen vereint und standardisiert. Ziel des Projekts ist es, elektrische Signale in optische umzuwandeln, da diese schwerer manipulierbar und dadurch deutlich abhörsicherer sind. Damit eignen sie sich ideal zur Übermittlung sicherheitskritischer Informationen. Die FMD-Institute Fraunhofer IPMS, Fraunhofer HHI sowie Fraunhofer IZM forschen hier gemeinsam mit weiteren Partnern.

Know-how-Schutz und Identifizierbarkeit von Elektronikkomponenten für vertrauenswürdige Produktionsketten

Wie lassen sich Elektronikkomponenten entlang der Produktionskette zurückverfolgen und auf Echtheit überprüfen? Im Projekt »VE-FIDES«, an dem das FMD-Institut Fraunhofer AISEC beteiligt ist, werden geeignete Wege entwickelt, um mit Hilfe digitaler Echtheitsmerkmale den Komponenten eine eindeutige digitale Identität zu ermöglichen. Dies hilft beispielsweise bei der Entwicklung von internationalen Standards und der Überprüfung der Echtheit von Produkten.