A framework for hardware security evaluation

Abstract

ResumoO hardware de sistemas computacionais possui uma função crítica na segurança de sistemas operacionais e aplicativos. Além de prover funcionalidades-padrão, tal como o nível de privilégio de execução, o hardware também pode oferecer suporte a criptografia, boot seguro, execução segura, e outros. Com o fim de garantir que essas funcionalidades de segurança irão operar corretamente quando juntas dentro de um sistema, e de que o sistema é seguro como um todo, é necessário avaliar a segurança da arquitetura de todo sistema, durante o ciclo de desenvolvimento do hardware. Neste trabalho, iniciamos pela pesquisa dos diferentes tipos existentes de vulnerabilidades de hardware,ep r o p o m o su m at a x o n o m i ap a r ac l a s s i fi c á -l o s . N o s s at a x o n o m i aéc a p a z de classificar as vulnerabilidades de acordo com o ponto no qual elas foram inseridas, dentro do ciclo de desenvolvimento. Ela também é capaz de separar as vulnerabilidades de hardware daquelas de software que apenas se aproveitam de funcionalidades-padrão do hardware.Fo cando em um tip o esp ecífico de vulnerabilidade -aquelas relacionadas à arquitetura -a p r e s e n t a m o su mm é t o d op a r aaa v a l i a ç ã od es i s t e m a sd ehardware utilizando a metodologia de Assurance Cases. Essa metodologia tem sido usada com sucesso para a análise de segurança física e, tanto quanto saibamos, não há notícias de seu uso para a análise de segurança de hardware.U t i l i z a n d oe s s em é t o d o ,p u d e m o si d e n t i fi c a rc o r r e t a m e n t ea s vulnerabilidades de sistemas reais. Por fim, apresentamos uma prova de conceito de uma ferramenta para guiar e automatizar parte do processo de análise que foi proposto. A partir de uma descrição padronizada de uma arquitetura de hardware,af e r r a m e n t aa p l i c au m as é r i ed er e g r a sd eu ms i s t e m a especialista e gera um relatório de Assurance Case com as possíveis vulnerabilidades do sistema-alvo. Aplicamos a ferramenta aos sistemas estudados e pudemos identificar com sucesso as vulnerabilidades conhecidas, assim como outras possíveis vulnerabilidades.