Seminar OpenTitan – Kompaktseminar Architektur, Sicherheit und Entwicklung

Das Kompaktseminar vermittelt in drei Tagen ein arbeitsfähiges Gesamtverständnis für gemischte Projektteams. Es verbindet die wichtigsten Architektur-, Sicherheits- und Entwicklungsbegriffe mit kleinen praktischen Aufgaben, ohne die Tiefe der spezialisierten Fachseminare vorzutäuschen.

Der Lernpfad folgt einem vollständigen Systemfluss: Einsatzmodell wählen, Hardwarebausteine einordnen, Boot- und Lebenszykluskette verstehen, Firmware und Buildwerkzeuge nutzen, Integration prüfen und die nächsten Vertiefungsschritte begründet auswählen.

Inhaltsübersicht

• Seminarziel
• Zielgruppe
• Voraussetzungen
• Lernziele
• Seminarinhalte
  • Root of Trust und Systemvarianten
  • Hardware- und Sicherheitsbausteine
  • Secure Boot, Firmware und Identität
  • Lifecycle, Provisionierung und Betrieb
  • Repository, Build und praktische Ausführung
  • Integration und Verifikation
  • Rollenbezogener Lern- und Projektpfad
• Praxisübungen

Seminarziel

OpenTitan soll fachübergreifend eingeordnet, anhand zentraler Sicherheitsketten erklärt und in einen realistischen Projekt- und Lernpfad für Architektur, Hardware, Firmware, Verifikation oder Betrieb überführt werden können.

Zielgruppe

Projektmitarbeiter, Product Owner, technische Entscheider, Security Engineers, Hardware- und Firmwareentwickler, Verifikationsteams, Integratoren und angehende OpenTitan-Key-User.

Voraussetzungen

Allgemeine Kenntnisse zu Mikrocontrollern, SoCs, eingebetteter Software und IT-Sicherheit. Tiefgehende SystemVerilog-, C- oder Kryptografiekenntnisse sind für den Überblick nicht erforderlich.

Lernziele

• OpenTitan und seine Top-Level-Varianten sachgerecht einordnen
• Hardware-, Firmware-, Boot-, Lifecycle- und Schlüsselbausteine verbinden
• Repository, Build, Simulation und Test auf einem Grundniveau anwenden
• Integrations- und Sicherheitsrisiken früh erkennen
• Passende Fachseminare und Projektarbeitspakete auswählen

Seminarinhalte

Schritt 1: Root of Trust und Systemvarianten

1. Schutzgüter, Vertrauensanker und Hauptaufgaben einer Silicon Root of Trust bestimmen
2. Earl Grey und Darjeeling anhand ihrer Einbettung vergleichen
3. Creator-, Owner- und Hostrollen in einem Systembild markieren
4. Einsatzszenario und Integrationsgrenzen für ein Beispielprodukt festlegen

Schritt 2: Hardware- und Sicherheitsbausteine

1. Prozessor, Bus, Speicher und Peripherie im Top-Level verorten
2. Lifecycle, OTP, Key Manager und Alert Handler funktional zuordnen
3. AES, KMAC, HMAC, OTBN und Entropiedienste in Datenflüsse eintragen
4. Clock-, Reset-, Debug- und Hostschnittstellen als Angriffsflächen erfassen

Schritt 3: Secure Boot, Firmware und Identität

1. ROM, ROM_EXT und Owner-Firmware in die Bootfolge einordnen
2. Signatur, Messung, Version und Rollbackschutz als Prüfkette darstellen
3. DIFs und Device-Software als Hardware-Firmware-Verbindung erklären
4. Geräteidentität und Attestierung aus Bootzustand und Schlüsselkette ableiten

Schritt 4: Lifecycle, Provisionierung und Betrieb

1. Fertigungs-, Produktions-, Debug- und RMA-Zustände unterscheiden
2. OTP-Daten und Geheimnisse den verantwortlichen Rollen zuordnen
3. Provisionierung und Ownership Transfer als kontrollierte Übergaben modellieren
4. Update, Monitoring, Vorfallreaktion und Außerbetriebnahme als Betriebsaufgaben erfassen

Schritt 5: Repository, Build und praktische Ausführung

1. Hardware-, Firmware-, Test- und Werkzeugbereiche im Repository lokalisieren
2. Ein geeignetes Build- und Testziel auswählen
3. Ein Beispielartefakt erzeugen und seine Abhängigkeiten dokumentieren
4. Ausgabe, Fehlerstatus und reproduzierbare Konfiguration sichern

Schritt 6: Integration und Verifikation

1. Adressräume, Interrupts, Alerts, Clocking und Reset in einer Integrationscheckliste erfassen
2. Simulation, FPGA und Silizium nach Fragestellung auswählen
3. Testplan, Assertions, Coverage und On-Device-Tests auf Grundniveau einordnen
4. Freigabekriterien und notwendige Vertiefungsarbeiten festlegen

Schritt 7: Rollenbezogener Lern- und Projektpfad

1. Hardware-, Firmware-, Security-, DV- und Betriebsrollen unterscheiden
2. Voraussetzungen und Abhängigkeiten der Fachseminare zuordnen
3. Ein erstes OpenTitan-Arbeitspaket mit klaren Ergebnissen definieren
4. Risiken, offene Annahmen und nächste Qualifizierungsschritte dokumentieren

Praxisübungen

1. Ein kompaktes OpenTitan-Systembild mit Vertrauensgrenzen erstellen
2. Eine Boot-, Schlüssel- und Attestierungskette als gemeinsamen Ablauf modellieren
3. Ein vorhandenes Build- oder Testziel ausführen und das Ergebnis dokumentieren
4. Eine Integrations- und Risiko-Checkliste für ein Beispielprodukt erstellen
5. Einen rollenbezogenen Vertiefungsplan aus dem Seminarportfolio ableiten