Vergleich von Verschlüsselungs-Chipmodellen

Bei der Auswahl von Verschlüsselungs-Chipmodellen gibt es verschiedene wichtige Faktoren, die je nach Anwendung, Sicherheitsanforderungen und technischer Umgebung berücksichtigt werden sollten. Im Folgenden sind einige gängige Kategorien für den Vergleich aufgeführt:

1. Chipherstellung und Architektur

• Allzweck- vs. Anwendungs-spezifisch: Einige Chips sind für allgemeine Verschlüsselungsaufgaben konzipiert, während andere speziell für bestimmte Anwendungsfälle wie sichere Speicherung oder Kommunikation optimiert sind.
• RISC vs. CISC: Einige Chips verwenden eine Architektur mit reduziertem Befehlssatz (RISC), während andere eine Architektur mit komplexem Befehlssatz (CISC) einsetzen, was die Leistung und Effizienz beeinflusst.
• FPGA vs. ASIC: Field-Programmable Gate Arrays (FPGAs) sind flexibel und anpassbar, während Application-Specific Integrated Circuits (ASICs) für bestimmte Aufgaben optimiert sind, jedoch nicht mehr umprogrammiert werden können, sobald sie eingesetzt sind.

2. Unterstützte kryptografische Standards und Protokolle

• AES (Advanced Encryption Standard): Einer der am häufigsten unterstützten Verschlüsselungsalgorithmen in Hardware-Chips, der in der Regel verschiedene Schlüssellängen (128, 192, 256 Bit) unterstützt.
• RSA (Rivest-Shamir-Adleman): Wird häufig für den sicheren Schlüsselaustausch verwendet, ist jedoch langsamer als symmetrische Verschlüsselung wie AES.
• ECC (Elliptische Kurven-Kryptografie): Effizienter als RSA bei gleicher Sicherheitsstufe und wird häufig in modernen Systemen verwendet.
• TLS/SSL und VPN-Protokolle: Viele Chips unterstützen verschiedene Netzwerkverschlüsselungsstandards wie TLS, SSL und IPsec für sichere Kommunikation.

3. Leistungskennzahlen

• Durchsatz (Mbps oder Gbps): Die Geschwindigkeit, mit der der Chip Daten verschlüsseln und entschlüsseln kann, gemessen in Megabit oder Gigabit pro Sekunde.
• Latenz: Die Verzögerung zwischen dem Beginn der Verschlüsselung und dem Abschluss des Prozesses.
• Stromverbrauch: Besonders wichtig bei mobilen oder eingebetteten Anwendungen.
• Skalierbarkeit: Einige Chips sind so konzipiert, dass sie mit steigendem Datenaufkommen skalieren und mehrere Verschlüsselungskanäle gleichzeitig unterstützen können.

4. Sicherheitsmerkmale

• Physische Sicherheit: Merkmale wie Tamper-Schutz, Widerstand gegen Seitenkanalangriffe (z.B. Stromverbrauchsanalyse, Zeitangriffe) und sichere Schlüsselablage sind entscheidend.
• Schlüsselmanagement: Die Art und Weise, wie ein Chip Schlüssel generiert, speichert und zerstört, ist entscheidend für die Gesamtsicherheit.
• Zertifizierungen: Einige Chips erfüllen internationale Sicherheitsstandards wie FIPS 140-2, Common Criteria oder andere, die in bestimmten Branchen (z.B. Finanzwesen, Regierung) erforderlich sein können.

5. Integration und Kompatibilität

• Schnittstellen und Bus-Unterstützung: Gängige Schnittstellen sind PCIe, SPI, I2C und USB. Die Kompatibilität mit der Systemarchitektur ist wichtig.
• Firmware- und Software-Support: Die Verfügbarkeit von Bibliotheken, APIs oder anderen Tools zur Integration des Chips in Softwaresysteme ist entscheidend.

6. Hersteller

Einige bekannte Hersteller von Verschlüsselungs-Chips sind:

• Infineon Technologies: Bietet eine Vielzahl von Trusted Platform Module (TPM)-Chips zur Hardware-Sicherung.
• NXP Semiconductors: Bekannt für sichere Elemente und Hardware-Sicherheitsmodule (HSMs).
• Intel: Bietet Intel® Trusted Execution Technology (Intel® TXT) und Hardware-Sicherheitsmodule.
• Qualcomm: Bekannt dafür, sichere kryptografische Funktionen in ihre Mobilprozessoren zu integrieren.
• Microchip Technology: Bietet HSMs und sichere Speichermodule für IoT- und eingebettete Geräte.

7. Kosten vs. Sicherheit

• Günstigere Chips bieten möglicherweise nicht das höchste Sicherheitsniveau oder die beste Leistung, aber sie können für bestimmte Anwendungen ausreichend sein. Andererseits bieten teurere HSMs oder kryptografische Chips möglicherweise Unternehmenssicherheit und Skalierbarkeit auf hohem Niveau.

Beliebte Modelle

• Infineon OPTIGA™ Trust M: Ein sicheres Element für IoT-Anwendungen mit einer Vielzahl kryptografischer Funktionen.
• NXP A1000 Serie: Hardware-Sicherheitsmodule für sicheres Schlüsselmanagement und Authentifizierung.
• Atmel/Microchip ATSHA204A: Ein kostengünstiges sicheres Element für Anwendungen, die nur minimale kryptografische Operationen erfordern, wie IoT-Geräte.
• Intel® Platform Trust Technology (PTT): Bietet hardwarebasierte Sicherheitsfunktionen innerhalb von Intel-Chipsätzen.

Fazit

Bei der Auswahl eines Verschlüsselungs-Chips ist es wichtig, die Anforderungen der Anwendung mit den Fähigkeiten des Chips abzugleichen, einschließlich der unterstützten kryptografischen Standards, Sicherheitsmerkmale, Leistung und Integrationsmöglichkeiten. Wenn Skalierbarkeit, Leistung oder Zertifizierungen von entscheidender Bedeutung sind, sind hochentwickelte Modelle wie HSMs oder Chips, die fortschrittliche kryptografische Protokolle unterstützen (z.B. ECC), möglicherweise die beste Wahl.