Fortalecendo Segurança em Sistemas Automotivos: Salvaguardando o Futuro de Veículos Conectados

No futuro, sistemas de infotainment realizarão tarefas cada vez mais complexas. (Imagem: Fotolia)

Em 2015, Audi AG, BMW Group e Daimler AG pagaram um total de €2.8 bilhões para assumir a empresa de geodados da Nokia. A significância de sistemas de navegação no advento da direção autônoma não poderia ser enfatizada mais claramente. Posicionamento exato é requerido para direção altamente automatizada e até autônoma. Para isso, os componentes mais importantes são a precisão do GNSS Galileo, esperada na conclusão final, e mapas de alta qualidade. Mapas da HERE (anteriormente Nokia, anteriormente NAVTEQ) são, segundo a empresa, já usados em quatro de cinco sistemas de navegação automotiva na Europa e América do Norte. O investimento de 2015 e todas participações adicionais feitas desde então parecem ter valido a pena. Mas como sistemas de navegação são protegidos de piratas de software? Licenciados usam as possibilidades técnicas disponíveis para proteger dados suficientemente? A resposta provavelmente é não.

Usualmente, cartões de memória SD são empregados para carregar dados de mapa em um sistema de navegação. Geralmente, a imagem de dados neles é criptografada — mas apenas usando software. Este tipo de proteção contra cópia é aparentemente relativamente fácil de burlar, pois a chave de criptografia de conteúdo deve ser derivada de alguma forma do identificador de cartão publicamente legível no próprio cartão. Um atacante — não conhecendo a chave de criptografia — clona um cartão totalmente, i.e., copia o conteúdo criptografado e clona o identificador do cartão. Esta é a realidade na era da internet. Não importa licença ou proteção contra falsificação ou a opção de um inventário central de licenças confiável.

Design de cartão microSD Memory Card seguro com Secure Element (Imagem: Swissbit)

Proteção contra cópia, por outro lado, requer um recurso de autenticação oculto que não pode ser pirateado. Já existem soluções que usam cartões de memória flash em campo. A Swissbit especializa-se em produtos de memória duráveis para uso industrial com disponibilidade de longo prazo e oferece cartões de memória com recursos de segurança. Estes cartões de memória seguros combinam um chip de memória flash, um SmartCard opcional e um controlador de flash. Seu firmware especial com algoritmos AES e HASH integrados permite uma multiplicidade de cenários de aplicação seguros.

O SmartCard JavaCard opcionalmente integrado é certificado segundo Common Criteria Level EAL 5+. A combinação do identificador com memória de dados padrão oferece uma solução tecnicamente elegante. Celulares à prova de grampo, bodycams e caixas registradoras à prova de falsificação já são seguras com este tipo de cartão. A simplicidade de distribuição e carregamento de conteúdo não sofrerá. Uma atualização de mapa de alta resolução seria um teste de estresse — performance e custo-wise — para planos de dados móveis. Carregamento em casa ou simples substituição drop-in por um mecânico garantem a simplicidade requerida.

Uma abordagem com potencial

Usar módulos de memória flash com Secure Element oferece benefícios diretos como ganhar controle de dados de sistema de navegação e poder garantir conformidade com termos de licença. Ainda adicionalmente, esta abordagem oferece uma ampla gama de cenários de aplicação relacionados a proteção de dados e cibersegurança em carros. Sistemas de infotainment são plataformas que oferecem base para serviços de comunicações adicionais. Estes sistemas estão se tornando cada vez mais importantes como interface para dispositivos ICT e a internet. Ao oferecer serviços cobráveis para isso, receber conteúdo de mídia valioso, pagar pedágios, ou suportar casos de uso e-charging, a questão de identidade única e, assim, uma entidade de autenticação segura surge novamente.

Aqui, cartões de memória com SmartCard integrado oferecem a solução ideal também — especialmente porque podem ser seguramente pareados com o veículo e substituídos tão facilmente quando necessário. Cuidadosa consideração deve ser tomada antes de abandonar um leitor de cartão SD como interface em dispositivos de infotainment. Usando os cartões relevantes, novas funções podem ser retrofitadas e continuamente seguras no mais alto nível criptográfico.

Segurança como aspecto de segurança funcional

Nos últimos anos, networking cada vez maior dentro e fora do carro — por exemplo, Car2Car Communication — fez da segurança no sentido de defesa contra ciberataques um assunto para debate, principalmente contra o fundo de possíveis efeitos em segurança funcional. A sugestão de usar módulos de memória com Secure Element, introduzida aqui, também é interessante respecto a tráfego de dados em sistemas elétricos de carros. A comunicação de electronic control units (ECUs) via sistemas de barramento poderia ser criptografada se, por exemplo, um embedded multimedia controller (eMMC) com Secure Element serve como Trusted Platform Module nos nós. Graças a este recurso de autenticação, o risco de adulteração de comunicações in-vehicle pode ser evitado.

No carro, existem duas categorias de segurança funcional: security-related e non-security-related. Esta distinção é geralmente feita para que, por exemplo, o sistema de infotainment não tenha acesso a sistemas relacionados a segurança na plataforma. Ainda, mesmo para elementos non-safety-related, a opção de prover cibersegurança flexível e sustentável é requerida porque o ciclo de vida de carros pode facilmente exceder 10 anos. Até lá, muitos requisitos ainda não óbvios precisarão ser cumpridos, como cobrança de pedágio, billing de e-charges, serviços de mídia value-added cobráveis, assinaturas para atualizações de dados de mapa de navegação e muito mais. O valor adicionado do sistema de infotainment aumentará à medida que realiza tarefas cada vez mais importantes. Por outro lado, sistemas de TI automotivos serão expostos a ataques cada vez mais sofisticados ao longo do tempo.

A comunicação de ECUs via sistemas de barramento poderia ser criptografada se, por exemplo, um eMMC com Secure Element serve como Trusted Platform Module nos nós. (Imagem: Swissbit)

Um meio de armazenamento substituível seguro, como o SD Memory Card da Swissbit, seria uma solução adequada para manter a segurança de um sistema de infotainment atualizada durante o ciclo de vida de um carro. (Imagem: Swissbit)

Por razões de segurança e como precaução, um Secure Element flexível e substituível em um cartão de memória deve ser provido para proteção de negócios futuros. O British Standards Institution (BSI) requer aplicação consistente de tecnologia state-of-the-art, que não pode ser alcançada para soluções de segurança com vários anos e especialmente puramente baseadas em segurança de software, que oferece a flexibilidade requerida mas nunca a segurança de longo prazo requerida. Portanto, é aconselhável manter a opção de um módulo de segurança de hardware substituível. Outro benefício além de fácil modificação e retrofit: Diferentes configurações software-dependentes do mesmo modelo são fáceis de gerenciar.

(Imagem: Fotolia)

Todas as variantes são configuradas, e com a ajuda do Secure Element no cartão de memória, as compradas pelo cliente são ativadas — uma forma efetiva de simplificar a diversidade de variantes em produção. E ao decidir entre flash soldado e memória flash removível, o efeito negativo na durabilidade dos chips NAND nos módulos de memória, causado por combinação de acesso frequente e condições térmicas desafiadoras no carro, deve ser considerado. Isso significa que para cartões de memória que não podem ser substituídos por um mecânico, soluções significativamente mais caras precisam ser encontradas.

A proteção de mapas usando cartões de memória com recurso de segurança é apenas um exemplo de aplicação em que a combinação de cartão de memória e SmartCard permite maior grau de controle e segurança. Ao avançar toward tecnologia de informação e comunicação e eletrônicos de consumo, outras considerações de segurança, ciclos de desenvolvimento e mecanismos de mercado prevalecem outros que na manufatura automotiva; assim, o uso de um elemento padrão substituível oferece a opção de criar alto nível de segurança usando criptografia baseada em hardware enquanto permanece permanentemente flexível quanto à integração de serviços adicionais.

>> Este artigo foi originalmente publicado em nosso site irmão, EE Times Europe.