Titelaufnahme

Titel
Kryptoanalyse des Mikrocontrollers STM32 F417
Weitere Titel
Cryptanalysis of the microcontroller STM32 F417
AutorInnenBayer, Florian
GutachterPaulis, Herbert
Erschienen2016
Datum der AbgabeSeptember 2016
SpracheDeutsch
DokumenttypBachelorarbeit
Schlagwörter (DE)STM32F417 / Hardwarebeschleunigte Verschlüsselung / Kryptographie-Chip / Verschlüsselungseinheit
Schlagwörter (EN)STM32F417 / Hardware-accelerated encryption / Cryptographic processor / Encryption unit
Zugriffsbeschränkung
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Klassifikation
Zusammenfassung (Deutsch)

Verschlüsselung hält in immer mehr Bereichen Einzug. Die Öffentlichkeit ist durch das Offenlegen der vielen Spionageaktionen, welche auch von staatlicher Seite durchgeführt werden, aufgerüttelt. Das Bedürfnis nach sicherer Datenübertragung steigt kontinuierlich. Auch Unternehmen forschen ständig nach neuen Wegen um Kommunikation sicherer zu gestalten, nicht nur für herkömmliche Computernetzwerke, sondern auch für Mikrocontroller. Um eine verschlüsselte Datenweitergabe bzw. Datenspeicherung in ein¬gebetteten Systemen zu gewährleisten, gibt es Mikrocontroller wie den STM32F417, welche eine integrierte, hardwarebeschleunigte Verschlüsselung bereitstellen. Im Zuge dieser Arbeit wird genau diese Kryptografie-Einheit mit selbstentworfenen Prüfverfahren auf korrekte Funktion und deren Performance getestet. Eventuell auftretende Beschränkungen und Fehler bei der Verschlüsselung werden aufgezeigt und dokumentiert. Als Hardware-Grundlage dient ein STM3241G Evaluation Board, welches den Mikrocontroller selbst und umfangreiche Peripherie für Tests einschließt. Es soll ermöglicht werden, Daten von einem externen Endgerät gleichermaßen zu ver- und entschlüsseln. Auf dem externen Endgerät, zum Beispiel einem Windows PC, soll es möglich sein, Daten, die von dem Mikrocontroller verschlüsselt wurden ebenfalls wieder zu entschlüsseln und auf Richtigkeit zu überprüfen.

Ergebnis dieser Arbeit ist eine selbsterstellte und dokumentierte Software für den STM32F417IGH6 Mikrocontroller zum Ver- und Entschlüsseln mit der Kryptografie-Einheit. Des Weiteren wurde eine Anleitung zur Ver- und Entschlüsselung und eine Dokumentation über den Funktionsumfang inklusive der Einschränkungen der Verschlüsselungseinheit des Mikrocontrollers erstellt. Die erstellte Software kann durch ihre Modularität ohne große Mühe in weiterführenden Projekten verwendet werden.

Zusammenfassung (Englisch)

Encryption grows in popularity in more and more areas. The public is startled by the many revealed espionage actions which are carried out by companies and even the state. The need for secure data transmission is continuously increasing. Companies are constantly researching new ways to secure communication, not only for conventional computer networks but also for microcontrollers. In order to ensure an encrypted data transmission or data storage with embedded systems there are microcontrollers such as the STM32F417 which provide an integrated, hardware-accelerated cryptographic unit. In the course of this work, this cryptographic unit is tested with self-designed procedures on its correct function and its performance. Possibly occurring restrictions and implementation flaws are identified and documented. As hardware basis a STM3241G Evaluation Board is used which includes the microcontroller itself and extensive peripherals for testing purposes. It must be possible to equally encrypt and decrypt data from an external terminal. On the external device, such as a Windows PC, it has to be possible to decrypt previously encrypted data and check the data for accuracy. Result of this work is a self-created and documented software for STM32F417IGH6 microcontroller to encrypt and decrypt data with the cryptographic unit. Furthermore, a guide for encryption and decryption and a documentation about the functions, including the limitations of the encryption unit of the microcontroller, are created. Thanks to its modularity the created software can be used in ongoing projects without great effort.

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