Seminar SEGGER emBoot-Secure / emSecure-Boot – Architektur und Grundlagen

Das Grundlagenseminar schafft ein einheitliches Architektur- und Begriffsmodell für sichere Start- und Updateketten in Embedded-Systemen. emBoot-Secure, emSecure-Boot und die emSecure-Signaturbausteine werden klar voneinander abgegrenzt und anhand typischer Produktlebenszyklen eingeordnet.

Inhaltsübersicht

• Lernziele und fachliche Einordnung
• Schrittweise Seminarinhalte
• Praxisübungen und Laborszenarien
• Zielgruppe und Voraussetzungen
• Didaktik und Arbeitsweise

Lernziele

• Aufgaben und Grenzen von emBoot-Secure, emSecure-Boot und emSecure unterscheiden.
• Vertrauensanker, Schlüsselrollen, Signaturen und Firmware-Images in einer Bootkette einordnen.
• Secure-Boot-, Update-, Recovery- und Anti-Cloning-Anwendungsfälle bewerten.
• Abhängigkeiten zu Boot-ROM, Bootloader, Anwendung, Produktion und Release-Prozess erkennen.
• Einen belastbaren Qualifizierungs- und Einführungsfahrplan ableiten.

Schrittweise Seminarinhalte

1. Produktlandschaft und Einsatzgrenzen

Schwerpunkt: emBoot-Secure, emSecure-Boot, emSecure-RSA, emSecure-ECDSA, Firmware Packager, KeyGen und Signature Server.

1. Ausgangslage, Schutzbedarf und Zielkriterien für den Themenblock „Produktlandschaft und Einsatzgrenzen“ erfassen.
2. Relevante Komponenten, Daten, Rollen und Abhängigkeiten anhand von emBoot-Secure, emSecure-Boot, emSecure-RSA, emSecure-ECDSA, Firmware Packager, KeyGen und Signature Server modellieren.
3. Die erforderliche Konfiguration, Implementierung oder Prozessfolge am Laborsystem beziehungsweise am Architekturmodell schrittweise umsetzen.
4. Funktion, Sicherheitsgrenzen, Fehlerverhalten und Nachvollziehbarkeit mit definierten Positiv-, Negativ- und Manipulationsfällen prüfen.
5. Als Arbeitsergebnis eine eindeutige Produkt- und Verantwortungsmatrix dokumentieren, fachlich abnehmen und in einen wiederholbaren Standard überführen.

2. Bedrohungen für Boot- und Updateketten

Schwerpunkt: Manipulation, Austausch, Rückstufung, Schlüsselmissbrauch, Klonen, Produktionsrisiken und Ausfallfolgen.

1. Ausgangslage, Schutzbedarf und Zielkriterien für den Themenblock „Bedrohungen für Boot- und Updateketten“ erfassen.
2. Relevante Komponenten, Daten, Rollen und Abhängigkeiten anhand von Manipulation, Austausch, Rückstufung, Schlüsselmissbrauch, Klonen, Produktionsrisiken und Ausfallfolgen modellieren.
3. Die erforderliche Konfiguration, Implementierung oder Prozessfolge am Laborsystem beziehungsweise am Architekturmodell schrittweise umsetzen.
4. Funktion, Sicherheitsgrenzen, Fehlerverhalten und Nachvollziehbarkeit mit definierten Positiv-, Negativ- und Manipulationsfällen prüfen.
5. Als Arbeitsergebnis ein priorisiertes Bedrohungs- und Schutzbedarfsmodell dokumentieren, fachlich abnehmen und in einen wiederholbaren Standard überführen.

3. Vertrauensanker und digitale Signaturen

Schwerpunkt: private und öffentliche Schlüssel, Hashwerte, Signaturen, OTP, Geräteidentität und Schlüsselablage.

1. Ausgangslage, Schutzbedarf und Zielkriterien für den Themenblock „Vertrauensanker und digitale Signaturen“ erfassen.
2. Relevante Komponenten, Daten, Rollen und Abhängigkeiten anhand von private und öffentliche Schlüssel, Hashwerte, Signaturen, OTP, Geräteidentität und Schlüsselablage modellieren.
3. Die erforderliche Konfiguration, Implementierung oder Prozessfolge am Laborsystem beziehungsweise am Architekturmodell schrittweise umsetzen.
4. Funktion, Sicherheitsgrenzen, Fehlerverhalten und Nachvollziehbarkeit mit definierten Positiv-, Negativ- und Manipulationsfällen prüfen.
5. Als Arbeitsergebnis eine nachvollziehbare Vertrauenskette vom Hersteller bis zum Zielgerät dokumentieren, fachlich abnehmen und in einen wiederholbaren Standard überführen.

4. Ende-zu-Ende-Ablauf eines sicheren Firmware-Updates

Schwerpunkt: Paketierung, Signierung, optionale Kompression und Verschlüsselung, Transport, Installation, Startprüfung und Recovery.

1. Ausgangslage, Schutzbedarf und Zielkriterien für den Themenblock „Ende-zu-Ende-Ablauf eines sicheren Firmware-Updates“ erfassen.
2. Relevante Komponenten, Daten, Rollen und Abhängigkeiten anhand von Paketierung, Signierung, optionale Kompression und Verschlüsselung, Transport, Installation, Startprüfung und Recovery modellieren.
3. Die erforderliche Konfiguration, Implementierung oder Prozessfolge am Laborsystem beziehungsweise am Architekturmodell schrittweise umsetzen.
4. Funktion, Sicherheitsgrenzen, Fehlerverhalten und Nachvollziehbarkeit mit definierten Positiv-, Negativ- und Manipulationsfällen prüfen.
5. Als Arbeitsergebnis ein vollständiges Ablaufdiagramm mit Zuständen und Prüfpunkten dokumentieren, fachlich abnehmen und in einen wiederholbaren Standard überführen.

5. Einführungsplanung und Seminarpfade

Schwerpunkt: Use Cases, Zielplattformen, Rollen, Laboranforderungen, Pilotumfang, Abnahme und Spezialisierungsbedarf.

1. Ausgangslage, Schutzbedarf und Zielkriterien für den Themenblock „Einführungsplanung und Seminarpfade“ erfassen.
2. Relevante Komponenten, Daten, Rollen und Abhängigkeiten anhand von Use Cases, Zielplattformen, Rollen, Laboranforderungen, Pilotumfang, Abnahme und Spezialisierungsbedarf modellieren.
3. Die erforderliche Konfiguration, Implementierung oder Prozessfolge am Laborsystem beziehungsweise am Architekturmodell schrittweise umsetzen.
4. Funktion, Sicherheitsgrenzen, Fehlerverhalten und Nachvollziehbarkeit mit definierten Positiv-, Negativ- und Manipulationsfällen prüfen.
5. Als Arbeitsergebnis einen priorisierten Projekt- und Qualifizierungsfahrplan dokumentieren, fachlich abnehmen und in einen wiederholbaren Standard überführen.

Praxisübungen und Laborszenarien

• Erstellung eines Kontextdiagramms für eine beispielhafte Embedded-Plattform.
• Zuordnung von Angriffsszenarien zu emBoot-Secure-, emSecure-Boot- und emSecure-Funktionen.
• Ableitung eines Pilotumfangs mit technischen und organisatorischen Abnahmekriterien.

Zielgruppe und Voraussetzungen

Zielgruppe: Embedded-Entwicklung, Software- und Systemarchitektur, technische Projektleitung, Product Security, Qualitätssicherung und Produktmanagement.

Voraussetzungen: Grundverständnis von Mikrocontrollern, Firmware, Bootloadern und Software-Releases; Kryptografie-Vorkenntnisse sind hilfreich, aber nicht erforderlich.

Didaktik und Arbeitsweise

Kurze Fachimpulse werden unmittelbar durch Architekturarbeit, Demonstrationen, strukturierte Implementierungsschritte, praktische Übungen und kontrollierte Fehlerfälle vertieft. Jede Übung verwendet definierte Ausgangswerte, Prüfpunkte, Negativfälle und Dokumentationsanforderungen, damit die erarbeiteten Abläufe als Entwicklungs-, Produktions- oder Betriebsstandard wiederholbar bleiben.