Seminar NXP EdgeLock Secure Enclave – Key Stores, Schlüsselattribute und NVM-Schutz

Inhaltsverzeichnis

• Einordnung und Zielsetzung
• Zielgruppe
• Voraussetzungen
• Lernziele
• Seminarinhalte
• Praxisübungen
• Technische Arbeitsmittel

Einordnung und Zielsetzung

Das Seminar vertieft die sichere Verwaltung kryptografischer Schlüssel und geschützter Anwendungsdaten innerhalb EdgeLock-basierter Systeme. Key Stores, Objektkennungen, Attribute, Import und Erzeugung, Persistenz, Key Wrapping, Löschung und geschützte NVM werden gemeinsam betrachtet.

Ein Schlüssel gilt nicht allein wegen seines Speicherorts als sicher. Entscheidend sind Herkunft, Berechtigung, Zweckbindung, Lebensdauer, Exportregel, Besitzer, Wiederanlauf und der Umgang mit Fehlern. Diese Eigenschaften werden in ein prüfbares Schlüsselinventar überführt.

Die angesetzte Dauer von 3 Tagen ist erforderlich, weil die Inhalte von „Schlüsselinventar und Kryptoperioden“ bis „Migration und Produktionswechsel“ fachlich aufeinander aufbauen und in 6 praktischen Arbeitsszenarien geprüft werden. Eine stärkere Kürzung würde entweder die sichere Konfiguration oder die notwendigen Positiv-, Negativ- und Wiederanlauftests verdrängen.

Zielgruppe

• Embedded- und Security-Service-Entwickler
• Kryptografie- und Schlüsselmanagement-Verantwortliche
• Provisionierungs- und Produktionsintegratoren
• Tester sicherer Speicher- und Schlüsselpfade

Voraussetzungen

Grundkenntnisse in symmetrischer und asymmetrischer Kryptografie sowie Erfahrung mit C und Embedded-APIs. Kenntnisse der EdgeLock-HSM-API oder eines entsprechenden SDK sind hilfreich.

Lernziele

• Schlüssel nach Zweck, Herkunft, Besitzer, Lebensdauer und Exportierbarkeit klassifizieren
• Key Stores und Objektkennungen konsistent und kollisionsfrei verwalten
• Schlüsselattribute nach Minimalprinzip setzen und testen
• Import, Erzeugung, Ableitung, Rotation und sichere Löschung beherrschen
• geschützte NVM-Daten robust versionieren und aktualisieren
• Reset-, Stromausfall- und Migrationsfälle reproduzierbar absichern

Seminarinhalte

1. Schlüsselinventar und Kryptoperioden

1. Schritt 1: alle Schlüssel und geschützten Datenobjekte des Produkts erfassen.
2. Schritt 2: Verwendungszweck, Algorithmus, Gültigkeit und Besitzer festlegen.
3. Schritt 3: langfristige Identität von Session-, Update- und Produktionsschlüsseln trennen.
4. Schritt 4: Rotation, Sperrung und Löschung pro Objektklasse definieren.

2. Key-Store-Architektur

1. Schritt 1: flüchtige und persistente Key Stores sowie deren Grenzen unterscheiden.
2. Schritt 2: Objektkennungsräume und Namensregeln festlegen.
3. Schritt 3: Zugriff mehrerer Softwarekomponenten auf getrennte Bereiche begrenzen.
4. Schritt 4: Initialisierung, Öffnen, Schließen und Wiederanlauf kontrolliert implementieren.

3. Schlüsselattribute und Zweckbindung

1. Schritt 1: Schlüsseltyp, Größe und erlaubte Operationen korrekt kombinieren.
2. Schritt 2: Exportierbarkeit und Wrapped-Export bewusst festlegen.
3. Schritt 3: Besitz und Sessionbindung gegen unzulässige Wiederverwendung prüfen.
4. Schritt 4: Negativtests für falsche Attribute und nicht erlaubte Operationen erstellen.

4. Geräteseitige Erzeugung und sicherer Import

1. Schritt 1: geräteeigene Schlüsselerzeugung und externen Import nach Bedrohungsmodell auswählen.
2. Schritt 2: Zufallsquelle und Erzeugungsstatus vollständig prüfen.
3. Schritt 3: Importformat, Wrapping-Schlüssel und Zielattribute aufeinander abstimmen.
4. Schritt 4: Importartefakte und temporäre Klartextdaten kontrolliert beseitigen.

5. Key Wrapping und sichere Übertragung

1. Schritt 1: Wrapping-Zweck und Vertrauensgrenzen festlegen.
2. Schritt 2: Schlüsselblob an Zielgerät, Ziel-Key-Store und Richtlinie binden.
3. Schritt 3: Replay und Verwechslung zwischen Geräten oder Produktlinien verhindern.
4. Schritt 4: Fehler bei Entpacken, Attributprüfung und Objektanlage sauber behandeln.

6. Rotation, Ersatz und sichere Löschung

1. Schritt 1: neuen Schlüssel parallel bereitstellen und Funktionsprüfung durchführen.
2. Schritt 2: Verbraucher kontrolliert auf den neuen Schlüssel umstellen.
3. Schritt 3: alten Schlüssel sperren und anschließend löschen.
4. Schritt 4: Fehlerfälle mit Teilmigration und Wiederanlauf dokumentieren.

7. Geschützte NVM-Datenmodelle

1. Schritt 1: Konfigurationswerte, Zähler und Geheimnisse nach Schutzbedarf klassifizieren.
2. Schritt 2: Objektstruktur, Version und Integritätsprüfung definieren.
3. Schritt 3: atomare Aktualisierung oder Doppelbankverfahren planen.
4. Schritt 4: Lese-, Schreib- und Löschrechte je Softwarekomponente begrenzen.

8. Reset-, Stromausfall- und Verschleißfälle

1. Schritt 1: Schreibabbruch an definierten Punkten provozieren.
2. Schritt 2: Konsistenzprüfung und Auswahl der gültigen Version umsetzen.
3. Schritt 3: Schreibhäufigkeit und Speichergrenzen berücksichtigen.
4. Schritt 4: unrettbare Zustände in einen sicheren Recovery-Pfad überführen.

9. Migration und Produktionswechsel

1. Schritt 1: Objekt- und Schlüsselversionen für Firmwareänderungen planen.
2. Schritt 2: Migration ohne Export nicht exportierbarer Schlüssel gestalten.
3. Schritt 3: Produktions-, Service- und Feldcredentials getrennt behandeln.
4. Schritt 4: Migrationsnachweise und Rollback-Grenzen festlegen.

Praxisübungen

• Erstellung eines vollständigen Schlüssel- und Objektinventars
• Anlage eines Key Stores mit zweckgebundenen Schlüsselattributen
• Vergleich geräteseitiger Erzeugung und sicher verpackten Imports
• Durchführung einer kontrollierten Schlüsselrotation
• Implementierung eines versionierten geschützten NVM-Objekts
• Stromausfall- und Resettests während persistenter Aktualisierung

Technische Arbeitsmittel

• NXP-Zielplattform mit Key-Store- und NVM-Diensten
• HSM-API oder plattformspezifisches SDK
• Testschlüssel, Wrapping-Artefakte und automatisierte Negativtests
• Debugger, serielle Konsole und Werkzeuge zur Speicherzustandsprüfung