NEC MCU-Firmware-Dump

NEC Corporation ist ein japanischer multinationaler Anbieter von IT-Dienstleistungen und -Produkten mit Hauptsitz in Minato, Tokio, Japan. NEC bietet IT- und Netzwerklösungen für Unternehmen, Kommunikationsdienstleister und Regierungsbehörden. Das Unternehmen war vor der Umbenennung in NEC im Jahr 1983 als Nippon Electric Company, Limited bekannt. Der Geschäftsbereich NEC Semiconductors gehörte vor der Fusion mit Renesas Electronics zu den weltweit 20 größten Halbleiterunternehmen.

 

1980 entwickelte NEC den ersten digitalen Signalprozessor, den NEC µPD7710. NEC Semiconductors (UK) Ltd. wurde 1981 gegründet und produzierte VLSIs und LSIs. NEC führte 1981 die 8-Bit-PC-8800-Serie ein, gefolgt von der 16-Bit-PC-9800-Serie 1982. 1983 wurde die NEC-Aktie an den Börsen Basel, Genf und Zürich gelistet. Im selben Jahr änderte NEC seinen englischen Firmennamen in NEC Corporation. NEC Information Systems, Inc. begann 1984 mit der Herstellung von Computern und zugehörigen Produkten in den USA. NEC veröffentlichte ebenfalls 1984 den V-Series-Prozessor. 1986 lieferte NEC seinen Supercomputer SX-2 an das Houston Advanced Research Center, The Woodlands, Texas. Im selben Jahr ging das digitale Vermittlungssystem NEAX61 in Betrieb. 1987 wurde NEC Technologies (UK) Ltd. in Großbritannien gegründet, um VCRs, Drucker, Computermonitore und Mobiltelefone für Europa herzustellen. Ebenfalls 1987 lizenzierte NEC Technologie von Hudson Soft, einem Videospielhersteller, um eine Spielkonsole namens PC-Engine (später 1989 als TurboGrafx-16 in Nordamerika veröffentlicht) zu entwickeln. Der Nachfolger PC-FX erschien 1994 in Japan. NEC USA, Inc. wurde 1989 als Holdinggesellschaft für die nordamerikanischen Aktivitäten gegründet.

1990 wurde das neue Hauptquartier, bekannt als „Super Tower“, fertiggestellt. Darüber hinaus wurden Joint-Venture-Vereinbarungen getroffen, um digitale elektronische Vermittlungssysteme und LSIs in China herzustellen und zu vermarkten. 1993 ging das asynchrone Transfermodus (ATM)-Vermittlungssystem von NEC, der NEAX61 (Nippon Electronic Automatic Exchange) ATM Service Node, in den USA in Betrieb. Im selben Jahr wurde NEC Europe, Ltd. als Holdinggesellschaft für europäische Aktivitäten gegründet. Die NEC C&C Research Laboratories, NEC Europe, Ltd. wurden 1994 in Deutschland eröffnet. NEC (China) Co., Ltd. wurde 1996 als Holdinggesellschaft für chinesische Aktivitäten gegründet. 1997 entwickelte NEC 4-Gbit-DRAM, und die Halbleitersparte erhielt einen der ersten Japan Quality Awards. 1998 eröffnete NEC die weltweit modernste Halbleiter-F&E-Einrichtung.

1999 feierte NEC sein 100-jähriges Bestehen. NEC Electronics Corporation wurde 2002 als neues Halbleiterunternehmen von NEC abgespalten. NEC Laboratories America, Inc. (NEC Labs) entstand im November 2002 aus der Fusion von NEC Research Institute (NECI) und dem Computer- und Kommunikationsforschungslabor von NEC USA. NEC baute den Earth Simulator Computer, von 2002 bis 2004 der schnellste Supercomputer der Welt, und produzierte 2006 das NEC N343i.

2007 begannen NEC und Nissan mit der Evaluierung eines Joint Ventures zur Herstellung von Lithium-Ionen-Batterien für Hybrid- und Elektroautos. Am 23. April 2009 einigten sich Renesas Technology Corp und NEC Electronics Corp grundsätzlich auf eine Fusion bis etwa April 2010. Am 1. April 2010 fusionierten NEC Electronics und Renesas Technology zu Renesas Electronics, das laut iSuppli zum viertgrößten Halbleiterunternehmen wurde.

Am 27. Januar 2011 gründete NEC ein PC-Joint-Venture mit dem chinesischen PC-Hersteller Lenovo, dem viertgrößten PC-Hersteller der Welt. Im Rahmen des Deals gaben die Unternehmen bekannt, ein neues Unternehmen namens Lenovo NEC Holdings B.V. mit Sitz in den Niederlanden zu gründen. NEC erhielt 175 Millionen US-Dollar von Lenovo durch die Ausgabe von Lenovo-Aktien. Lenovo wird über eine Tochtergesellschaft 51 % am Joint Venture halten, NEC 49 %. Im Februar 2011 berichtete Bloomberg News, dass das Joint Venture Lenovo den Ausbau im Serverbereich ermöglichen würde, und NECs Masato Yamamoto sagte, NEC könne so in China wachsen.

 

NEC-MCU-Index:

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Allgemeine Fragen zur Mikrocontroller-Firmware-Extraktion

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• Ist es sicher, eine Zahlung an MikaTech zu senden?

  Wenn MikaTech ein schlechtes Unternehmen wäre, könnten Sie im Internet über die 28-jährige Geschichte hinweg tonnenweise schlechte Bewertungen finden.

  Die Antwort lautet also: JA! Wir sind gute Leute.

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• Kann Mikatech auch ICs knacken, die nicht auf dieser Website aufgeführt sind?

  Verschiedene Chip-Hersteller haben unterschiedliche Teilenummern, aber der innere Kern des Chips kann mit derselben Technologie hergestellt sein. Es wäre unmöglich, alle Teilenummern aufzulisten, auf die unsere Technologie anwendbar ist, wie z.B. MYSON, STK, FEELING, ANALOG, FUJITSU, NOVATEK, LG/HYNDAI.
  
  Außerdem sammeln wir durch den technologischen Fortschritt täglich mehr Erfahrung und entwickeln neue Methoden für das Reverse Engineering verschiedener integrierter Schaltkreise. Die vollständige Liste der IC-Teilenummern, die in unseren Leistungsumfang fallen, wird immer größer – bitte kontaktieren Sie uns, um mehr zu erfahren.

• Wird meine Privatsphäre geschützt?

  Mikatech Innovative Limited versteht die Bedeutung der Privatsphäre seiner Kunden. Sobald Sie Mikatech kontaktieren, werden Ihre persönlichen Daten durch unsere internen Richtlinien geschützt, die aus jahrelanger Praxis entwickelt wurden. Mikatech verwendet diese Informationen, um seinen Service für Sie anzupassen und gibt diese Daten niemals an Dritte weiter – aus keinem Grund.
  Bei jedem Projekt löschen wir alle Daten, Materialien und Codes 60 Tage nach Lieferung der Dateien – das schützt uns und Ihre Privatsphäre.

• Ist es legal, den Service von Mikatech in Anspruch zu nehmen?

  Ja, es ist völlig legal.
  Mikatech erbringt seine Reverse-Engineering-Dienstleistungen ausschließlich zu Bildungszwecken. In einigen Ländern oder Regionen kann die Nutzung der oben genannten Dienstleistungen illegal sein – bitte überprüfen Sie Ihre lokalen Gesetze. Mikatech übernimmt keine Verantwortung für die Nutzung unserer Dienstleistungen, die als illegal angesehen werden könnte.

  
  
• Ich habe Ihnen eine E-Mail gesendet – warum gibt es keine Antwort?

  • A. Unser Mail-Server ist vorübergehend ausgefallen – Ihre Nachricht wurde nicht zugestellt, obwohl der Bildschirm eine erfolgreiche Sendung anzeigt. Bitte kontaktieren Sie uns erneut.
  • B. Unsere E-Mail wird von Ihrem Mail-Server als Spam eingestuft, daher wurde unsere Antwort abgewiesen oder in Ihrem Spam-Ordner abgelegt. Bitte entfernen Sie unsere Adresse aus der Spam-Liste oder überprüfen Sie Ihren Spam-Ordner, oder verwenden Sie ein anderes E-Mail-Konto (z.B. Gmail).
  • C. Ihre E-Mail wird von unserem Mail-Server als Spam eingestuft und in unseren Spam-Ordner verschoben. Bitte verwenden Sie ein anderes Konto, um uns erneut zu kontaktieren.

• Speicherverschlüsselung als Schutz gegen MCU-Angriffe

  Die Verschlüsselung der im Flash- und EEPROM-Speicher des MCU gespeicherten Firmware und Daten bietet eine starke Abwehr. Selbst wenn der Angreifer Flash und EEPROM ausliest, sind die Inhalte ohne den Entschlüsselungsschlüssel unlesbar. Der MCU-Lockbit-Schutz wird durch kryptografische Maßnahmen ergänzt. Das Auslesen eines EEPROM-Prozessors liefert nur Chiffrat, nicht Klartext. Dies erschwert die Dekapsulation und Code-Wiederherstellung, da der wiederhergestellte Code verschlüsselt ist. Der Angreifer muss auch den Schlüssel beschaffen, der möglicherweise in einem separaten sicheren Speicher abgelegt ist. Das Kopieren von Kryptospeicher-Inhalten wird nutzlos, wenn die Kryptografie gut implementiert ist. Mikrocontroller-Reverse-Engineering erfordert nun sowohl den Speicherauszug als auch die Schlüsselextraktion. Die Firmware-Extraktion ist nur der erste Schritt. Der nächste Schritt ist das Brechen der Verschlüsselung. Viele MCUs verwenden AES-128 mit einem geräteeigenen Schlüssel. Dieser Schlüssel wird von einer physikalisch unklonbaren Funktion (PUF) abgeleitet oder in OTP gebrannt. Der Schlüssel verlässt den MCU nie. Er wird von einer Hardware-Krypto-Engine zur On-the-Fly-Entschlüsselung verwendet. Der MCU-Lockbit-Schutz stellt sicher, dass der Schlüssel nicht direkt ausgelesen werden kann. Seitenkanalangriffe auf die Krypto-Engine können jedoch den Schlüssel verraten. Leistungs- oder EM-Analysen während der Entschlüsselung können Schlüsselmaterial preisgeben. Der Angreifer kann dann den Schlüssel verwenden, um den ausgelesenen Flash zu entschlüsseln. Dadurch wird der Dump zu nutzbarer Firmware. Speicherverschlüsselung ist also kein Allheilmittel. Sie muss mit Seitenkanal-Resistenz kombiniert werden. Der Schlüssel muss auch vor Fehlerinjektion geschützt werden. Wenn ein Angreifer die Krypto-Engine glitcht, könnte er sie zwingen, den Schlüssel auszugeben. Einige MCUs wurden auf diese Weise geknackt. Das Auslesen eines EEPROM-Prozessors, der den Schlüssel enthält, ist ein Ziel. Wenn der Schlüssel jedoch in batteriegepuffertem SRAM gespeichert ist, ist er flüchtig. Ein Ausschalten des Chips löscht den Schlüssel. Der Angreifer muss den Chip während des Angriffs mit Strom versorgen. Das erschwert die Durchführung. Das Auslesen von Flash und EEPROM bei laufendem Chip ist möglich, wenn der Angreifer Zugang zur Stromversorgung hat. Er kann auch Dekapsulation und Code-Wiederherstellung nutzen, um den Schlüsselspeicher zu lokalisieren. Wenn der Schlüssel jedoch von einer PUF generiert wird, existiert er nicht als statisches Bitmuster. Die PUF beruht auf zufälligen physikalischen Variationen. Der Schlüssel wird bei jedem Einschalten neu generiert. Der Angreifer kann den Inhalt des Kryptospeichers nicht kopieren, weil der Schlüssel nicht gespeichert wird. Er muss ihn aus der PUF selbst extrahieren – das erfordert komplexe Charakterisierung. Das Reverse Engineering von PUF-basierten Systemen steckt noch in den Kinderschuhen. Die Firmware-Extraktion liefert verschlüsselten Code, aber der Entschlüsselungsschlüssel ist flüchtig. Das ist eine starke Verteidigung. Der MCU-Lockbit-Schutz muss jedoch auch verhindern, dass der Angreifer die Firmware durch eine bösartige Version ersetzt. Selbst wenn die Firmware verschlüsselt ist, könnte der Angreifer seine eigene Nutzlast mit demselben Schlüssel verschlüsseln? Aber er hat den Schlüssel nicht. Er könnte versuchen, die eigene Krypto-Engine des MCU zu verwenden, um seine Nutzlast zu verschlüsseln. Aber die Engine entschlüsselt nur, verschlüsselt nicht – bei einigen MCUs beides. Der Lockbit-Schutz steuert den Zugriff auf die Verschlüsselungsfunktion. Der Angreifer muss ihn entsperren, um die Engine zu nutzen. Der Lock bleibt also wichtig. Speicherverschlüsselung ergänzt den Lock – sie macht das Versagen des Locks weniger katastrophal, weil die Daten auch dann geschützt sind. Der Angreifer müsste dann AES brechen, was rechenaufwändig ist. Seitenkanäle auf der AES-Engine sind die eigentliche Bedrohung. Um sie abzuwehren, setzen MCUs Maskierung und Randomisierung ein. Sie verwenden auch zeitkonstante Implementierungen – das reduziert Leckagen. Das Auslesen des EEPROM-Prozessors mit Chiffrat ist sicher. Das Auslesen von Flash und EEPROM verschlüsselter Daten ist sicher. Dekapsulation und Code-Wiederherstellung von verschlüsseltem Flash liefert Rauschen. Das Kopieren von Kryptospeicher-Inhalten verschlüsselter Bereiche ergibt Müll. Mikrocontroller-Reverse-Engineering kann ohne den Schlüssel nicht fortgesetzt werden. Die Firmware-Extraktion ist nur ein Rätsel. Der Angreifer könnte versuchen, den Schlüssel per Brute-Force zu knacken – bei 128-Bit-Schlüsseln unmöglich. Aber er könnte eine schwache Schlüsselableitung ausnutzen. Manche MCUs verwenden einen festen Schlüssel für alle Geräte – das ist ein schwerer Fehler. Der MCU-Lockbit-Schutz kann schlechtes Schlüsselmanagement nicht kompensieren. Der Schlüssel muss pro Gerät eindeutig sein. Er sollte aus einer Kombination von Chip-ID und einem Master-Geheimnis abgeleitet werden. Das Master-Geheimnis wird auf einem sicheren Server gespeichert. Der MCU erhält es während der Fertigung. Aber dieser Server könnte kompromittiert werden. Die Lieferkette ist eine Schwachstelle. Wenn der Angreifer das Master-Geheimnis erhält, kann er alle Firmware entschlüsseln. Das Master-Geheimnis muss daher in einem Hardware-Sicherheitsmodul (HSM) aufbewahrt werden. Das HSM gibt das Geheimnis nie preis, sondern nur abgeleitete Schlüssel. Das ist der Standard. Der MCU-Lockbit-Schutz schützt dann die Kommunikation mit dem HSM. Wird diese Kommunikation abgefangen, könnte der Schlüssel durchsickern. Die Verschlüsselung muss Ende-zu-Ende sein. Zusammenfassend: Speicherverschlüsselung verbessert den MCU-Lockbit-Schutz erheblich. Sie stellt sicher, dass das Auslesen eines EEPROM-Prozessors, das Auslesen von Flash und EEPROM, Dekapsulation und Code-Wiederherstellung, das Kopieren von Kryptospeicher-Inhalten, Mikrocontroller-Reverse-Engineering und Firmware-Extraktion nur verschlüsselte Daten liefern. Aber Schlüsselverwaltung und Seitenkanal-Resistenz müssen ebenso stark sein – sonst ist der Lock nur dekorativ.