Aktuelle Entwicklungen der Hardwaresicherheit

Eine Verarbeitung dauerte vor dem Einbau von Gegenmaßnahmen gegen spekulative Ausführung 10 Sekunden und rief in dieser Zeit 5 Millionen Mal einen Systemaufruf auf. Mit den Gegenmaßnahmen steigt die Verarbeitungszeit pro Systemaufruf von 0,4 µs auf 0,6 µs, während die Zeit aller übrigen Teile unverändert bleibt. Um welchen Anteil erhöht sich die Gesamtzeit der Verarbeitung?

  1. Aetwa 10 %
  2. Betwa 30 %
  3. Cetwa 50 %
Antwort und Erläuterung anzeigen

Antwort: A. etwa 10 %

Die Zeit für Systemaufrufe beträgt vor den Gegenmaßnahmen 5 Millionen × 0,4 µs = 2 s und danach 5 Millionen × 0,6 µs = 3 s. Der Zuwachs beträgt 1 s, sodass die Gesamtzeit von 10 s auf 11 s steigt, eine Zunahme um 1 ÷ 10 = 10 %. Auch wenn ein einzelner Systemaufruf 1,5-mal so langsam wird (50 % mehr), hängt die Wirkung auf das Ganze vom Zeitanteil dieses Teils ab (hier 20 %). Deshalb fällt bei Gegenmaßnahmen wie KPTI der Leistungsverlust umso größer aus, je häufiger eine Datenbank oder eine E/A-lastige Verarbeitung Systemaufrufe absetzt und durch einen Interrupt unterbrochen wird.

Dieses Thema üben Zur Themenseite

Weitere Fragen zu Aktuelle Entwicklungen der Hardwaresicherheit

  1. In gitterbasierter Post-Quanten-Kryptografie werden wiederholt Polynome vom Grad n = 256 multipliziert. Benötigt das naive Verfahren, bei dem alle Koeffizientenpaare multipliziert werden, etwa n² Multiplikationen und das Verfahren mit der zahlentheoretischen Transformation (NTT) etwa n log₂ n, auf etwa welchen Bruchteil verringert die NTT die Zahl der Multiplikationen? Welcher Wert liegt am nächsten?
  2. Der öffentliche Schlüssel von ML-KEM-768 ist 1184 Byte groß und sein Geheimtext 1088 Byte, während der öffentliche Wert des Schlüsselaustauschs X25519 mit elliptischen Kurven 32 Byte umfasst. Das Wievielfache des öffentlichen Werts von X25519 ist der öffentliche Schlüssel von ML-KEM-768?
  3. Bei der Entkapselung in ML-KEM wird aus dem Ergebnis der Entschlüsselung des empfangenen Geheimtexts mit dem privaten Schlüssel der Geheimtext erneut erzeugt und mit dem empfangenen Geheimtext verglichen. Welcher Implementierungshinweis für diesen Teil ist richtig?
  4. Für ein eingebettetes Gerät, das mehr als 10 Jahre im Einsatz sein wird, wird ein SoC entworfen. Welcher Hardware- und Firmwareentwurf ist geeignet, um auf künftige kryptografische Umstellungen (etwa den Übergang zur Post-Quanten-Kryptografie) vorbereitet zu sein?
  5. Welcher Vorteil von Initiativen wie OpenTitan und Caliptra, die den Schaltungsentwurf eines Root of Trust offenlegen, trifft am besten zu?