MICROCHIP AN3523 UWB Transceiver Konsiderasyon Sekirite Remak Aplikasyon Gid Itilizatè

Sistèm pou mezire distans lè l sèvi avèk siyal radyo ale nan tan vòl yo ap vin pi popilè nan otomobil jodi a ki ekipe ak Passive Entry/Passive Start (PEPS).
Yon fwa yo mezire valè distans la, yo ka verifye pwoksimite kle a nan machin nan.
Enfòmasyon sa a ka itilize pou bloke yon atak Relay (RA).
Sepandan, san aplikasyon atansyon, metòd verifikasyon pwoksimite sa yo pa ase pou veye kont yon atak advèsè.
Dokiman sa a eksplike konsiderasyon sekirite enpòtan yo ak fason yo adrese yo ak Microchip ATA5350 Ultra-Wide-Band (UWB) Transceiver IC a.

Referans rapid

Dokimantasyon referans

Fèy done ATA5350
Manyèl Itilizatè ATA5350

Mridula Singh, Patrick Leu ak Srdjan Capkun, "UWB with Pulse Reordering: Securing Range Against Relay and Physical Layer Attacks," nan Network and Distributed System Security Symposium (NDSS), 2020
Aanjhan Ranganathan ak Srdjan Capkun, “Èske nou vrèman fèmen? Verifying Proximity in Wireless Systems,” nan IEEE Security & Privacy Magazine, 2016

Akwonim/Abreviyasyon
Tablo 1-1. Akwonim/Abreviyasyon

Akwonim/Abreviyasyon	Deskripsyon
BCM	Modil kontwòl kò
KAPAB	Rezo Zòn Kontwolè
ED/LC	Detekte bonè/Anreta komèt
IC	Awondisman entegre
ID	Idantifikasyon
IV	Valè inisyal
LIN	Rezo Entèfas Lokal
PEPS	Antre pasif/Demaraj pasif
PR	Pwouve
RA	Atak relè
RNR	Done Random Nonce
SSID	Idantifikatè Sesyon Sekirite
UHF	Ultra-wo frekans
UWB	Ultra-Wideband
VR	Verifikatè

Distans Limitation

De aparèy ATA5350 (pa egzanpample, kle fob ak machin) ka mete kanpe pou kalkile distans pa mezire tan vòl siyal UWB ant yo.

Gen de kalite aparèy ki enplike nan pwosesis la:

Premye aparèy: ke yo rele tou Verifikatè (fob) kòmanse mezi a

Dezyèm aparèy: Yo rele tou Prover (machin) repons pou telegram done yo. Yo itilize valè mezire a, tan-vòl ale/retou, ant aparèy yo pou kalkile distans ak fòmil senp sa a:
distans = (tan vwayaj ale nan vitès vòl nan limyè)

Mòd Nòmal Distans Limitasyon Sesyon (VR/PR)
Figi sa a montre yon aplikasyon pou fè mezi limit distans ak transceiver ATA5350 UWB lè l sèvi avèk mòd Nòmal la.
Figi 2-1. Sistèm Mezi Distans Limite

Kominikasyon ak echanj done ant yon ne Verifikatè ak yon ne Prover divize an segman epi li fèt nan lòd sa a:

Verifikatè voye demann mezi distans batman kè li yo
Pwovèr resevwa demann Verifikatè

Prover ap tann tan fikse (16uS)
Prover voye repons mezi distans batman kè li yo

Verifier resevwa repons Prover

Mòd Nòmal VR/PR ran sesyon reyalize lè l sèvi avèk yon telegram batman kè ak estrikti yo montre nan figi sa a.

Figi 2-2. Mòd nòmal VR/PR Telegram batman kè
Verifikatè

Vire Tan

Pwouve

Nan mòd nòmal, valè lojik pou RNRv ak RNRp yo trase nan pulsasyon lè l sèvi avèk yon modèl gaye fiks 1 bit a 16-puls, ki defini pi ba a:

Bit lojik 0 = modèl batman kè 1101001100101100
Bit lojik 1 = modèl batman kè 0010110011010011

Pou Verifier la, SSID 4-byte ak 4-byte RNRv yo trase sou yon modèl 1024-puls epi konbine avèk Preanbil ak pulsasyon Sync pou fòme yon telegram 1375-puls.
Telegram batman Prover la tou fòme nan yon fason menm jan an.
Telegram batman kè ki sèvi ak modèl fiks sa yo vilnerab a atak fizik epi yo pa ta dwe itilize kòm yon kontrekou nan Atak Relè PEPS la.
Pou evite senaryo sa a, mezi sekirite adisyonèl yo dwe aplike.
Yo dekri nan seksyon sa a.

Mòd Sekirize Distans Limitasyon Sesyon (VRs/PRs)
Nan Figi 5350-2, yo montre yon aplikasyon amelyore pou fè mezi limit distans ak transceiver ATA3 UWB lè l sèvi avèk mòd Secure.

Amelyorasyon sistèm sa yo enkli adisyon:

Pake done o aza pou otantifikasyon mesaj (RNRv ak RNRp)

Pake done o aza batman re-kòmande / brouyaj (IV, KLE)

Anvan yo kòmanse yon sesyon mezi distans, yo dwe transfere valè SSID, RNRv, RNRp, IV ak KEY soti nan Modil Kontwòl Kò (BCM) nan Verifikatè a sou yon lyen chiffres (pa egzanp.ample PEPS UHF channel) bay Prover (yo) sou yon kanal kominikasyon ki an sekirite CAN oswa LIN.
Lè yo fini sesyon mezi distans la, Verifikatè a voye enfòmasyon sou distans kalkile a bay BCM sou yon lyen UHF chiffres (pa egzanp.ample, PEPS chanèl)
Figi 2-3. Sistèm mezi ki limite distans ki an sekirite

Idantifikasyon Sesyon Sekirite (SSID)
Enfòmasyon SSID yo bay BCM yo amande nan telegram batman UWB. Si tcheke SSID yo aktive, se sèlman telegram batman ki gen valè SSID ki valab yo aksepte.
Sesyon an imedyatman fini si SSID pa matche.
Gade manyèl itilizatè a pou bit Konfigirasyon ki koresponn lan nan rejis A19.

Pake done o aza pou Verifikatè ak Pwouve (RNRv ak RNRp)
Valè RNRv ak RNRp BCM bay yo itilize pou tcheke otantisite telegram batman UWB resevwa a.
Pwovèr a rapòte valè li resevwa nan men Verifikatè a, RNRv', bay BCM sou kanal kominikasyon an sekirite CAN oswa LIN nan fen sesyon mezi distans la.
Si BCM detèmine ke RNRv ≠ RNRv', mezi distans la konsidere kòm valab.
Menm jan an tou, Verifikatè a rapòte valè li resevwa nan men Prover la, RNRp', bay BCM a sou yon lyen UHF chiffres (pa egzanp.ample, PEPS chanèl) nan fen sesyon mezi distans la.
Si BCM a detèmine ke RNRp ≠ RNRp', mezi distans la konsidere kòm valab.

Batman batman (IV, KLE)
Pulsasyon batman an aplike pou bay yon fason pou sekirize mezi distans la kont tout atak fizik kouch distans mantèg[3].
Yo nan lòd yo dekouraje telegram batman kè UWB la, Secure Mode a re-kòmande ak randomize jaden done RNRv ak RNRp nan telegram batman kè a.
Rekòmande batman kè yo reyalize lè w ranplase modèl difizyon batman kè fiks yo itilize nan Mòd Nòmal ak yon modèl permute ki soti nan yon Tablo Look-up endis ki chaje anvan sesyon mezi distans la.
Randomization nan pulsasyon yo akonpli lè w aplike yon operasyon OSWA eksklizif ant pulsasyon yo rekòmande ak yon nimewo o aza ki soti nan chifreman an blòk Trivium.
Operasyon sa yo montre grafikman nan figi sa a.
Li enpòtan pou mansyone ke batman Re-kòmande ak Randomization sèlman aplike nan jaden an done RNR.
Preambul, Sync ak SSID yo pa dekouraje.
Figi 2-4. Pwosesis rekòmande batman kè

Kalite Atak Adversarial Limite Distans

San konsiderasyon konsepsyon apwopriye, Verifikasyon Pwoksimite oswa Sistèm Limitasyon Distans yo ka vilnerab a atak ki modifye distans.
Atak sa yo ka sèvi ak feblès yo nan kouch done a ak / oswa kouch fizik la manipile distans la mezire.
Yo ka anpeche atak done-kouch lè yo enkli gwo chifreman ak metòd sa a deja an pratik sou sistèm PEPS nan otomobil jodi a.
Atak kouch fizik yo se yon gwo enkyetid paske gen yon posibilite pou egzekite atak la endepandan de chifreman done-kouch epi tou atak yo sèvi ak done yo jwenn nan écoute ak lè yo jwe (konpoze oswa modifye) oswa rejoue siyal radyo yo manipile mezi distans. [4].
Kontèks dokiman sa a ap fè Verifikasyon Pwoksimite kle a nan sistèm PEPS la, kidonk dokiman sa a sèlman konsantre sou menas sa yo ki kapab lakòz sistèm nan rapòte yon distans ki mwens pase aktyèl la.

Metòd ki pi komen pou monte yon atak fizik-kouch, distans-diminye yo se:

Atak Cicada - Eksplwate siyal detèminist tou de preambul ak chaj done
Enjeksyon Preanbil - Eksplwate estrikti detèminist preambul la
Early Detect/Late Commit Attack – Eksplwate longè senbòl yo long

Sou entènèt jwèt Siga atak
Si sistèm mezi tan-vòl la sèvi ak pake done predefini pou ranje, gen yon posibilite pou atakè a jenere yon siyal rekonesans move menm anvan Prover natif natal la resevwa siyal ranje natif natal li.
Atak la Cicada pran avanstage nan sistèm ki gen feblès kouch fizik sa a pa kontinyèlman transmèt yon siyal rekonesans move (Prover) ak yon pi gwo pouvwa konpare ak Prover la natif natal[4].
Sa lakòz Verifikatè natif natal la resevwa siyal rekonesans move vòlè a pi bonè pase siyal rekonesans natif natal la.
Sa fè sistèm nan kalkile yon distans kòrèk ak pi kout (gade figi sa a).
Mòd nòmal dwe evite kòm li fè itilizatè a vilnerab a atak la Cicada.
Olye de sa, yo dwe chwazi mòd Secure.
Li ranplase pake done pre-defini ak pake done inikman sòti epi bloke kalite atak sa a.
Figi 3-1. Sou entènèt jwèt Siga atak

Preanbil Piki
Nan kalite atak sa a, vòlè a eseye fè bagay sa yo:

Swiv konesans li sou estrikti preambule a (ki konnen piblik la)
Devine valè pou chaj done sekirite a (al gade nan Seksyon 2.2.3 Batman batman (IV, KLE))
Avanse transmisyon konplè a (Preanbil + Done Payload) yon kantite lajan, TA, pi bonè pase Prover natif natal la pral reponn.

Gade figi sa a pou plis detay.
Figi 3-2. Atak piki preambul

Pa konsepsyon, aparèy ATA5350 la sèvi ak karakteristik RF preambule a pou kreye yon s presi.ampling profile pou deteksyon an nan pulsasyon ki vin apre.
Si preambul ki enjekte TA pi bonè pase repons otantik la mennen nan move s laample pwen tan, rès la nan chaj la done sekirite pa pral resevwa kòrèkteman, ak atak la pral bloke.

Byen Detekte/Anreta Komèt Atak
Yon lòt karakteristik kouch fizik ki ka eksplwate pou manipile mezi distans se fason done yo kode.
Akòz nati radyo UWB, bit done lojik yo kode lè l sèvi avèk yon sekans pulsasyon ki te diskite deja nan Seksyon 2.1 Sesyon Limite Distans Mòd Nòmal (VR/PR).
Sekans pulsasyon sa yo fòme yon senbòl epi radyo UWB yo itilize pou amelyore sansiblite ak solidite.
An reyalite, radyo UWB yo kapab detèmine kòrèkteman senbòl transmèt la, menm si kèk nan pulsasyon senbòl endividyèl yo manke.
Se poutèt sa, sistèm radyo UWB yo vilnerab pou atak Early Detect/Late Commit (ED/LC).
Prensip dèyè atak ED/LC se pou avanse pake done rekonèt pa predi modèl senbòl la apre sèlman resevwa premye pòsyon li.
Atak la fini pa transmèt yon pake done rekonèt move pi bonè pase Prover natif natal la (gade figi sa a).
Figi 3-3. Byen Detekte/Anreta Komèt Atak

Mòd Secure a efektivman bloke tout atak ED/LC epi li rekòmande pou evite kalite atak ki diminye distans sa a.
Sa a se reyalize lè w ranplase modèl batman kè fiks yo (mòd nòmal) ak modèl batman kè re-kòmande (mòd Secure) ke atakè a pa konnen.
Enfòmasyon ki nesesè pou byen re-kòmande modèl batman kè yo konnen tou de Verifier la ak Prover anvan kòmansman chak sesyon ranje, men se pa atakè a.
Tout pwosesis rekòmande batman kè yo eksplike nan Seksyon 2.2.3 Puls Scrambling (IV, KLE) epi yo montre grafikman nan Figi 2-4.

Enpòtans pwotokòl

Pou asire otantisite mesaj Verifier ak Prover, yon pwotokòl defi-repons obligatwa.
Youn nan vilnerabilite prensipal yo nan estanda IEEE® 802.15.4a/f se ke li pa gen dispozisyon pou yon rekonesans otantifye, epi san kapasite sa a, sistèm mezi tan-de-vòl yo an risk nan tou de atak fizik ak senp. atak mesaj-replay[4].
ATA5350 a gen kapasite sa a, ki eksplike nan Seksyon 2.2.2 Pake Done Owaza pou Verifikatè ak Pwouve (RNRv ak RNRp) epi reprezante nan Figi 2-3.

Konklizyon

Radyo ATA5350 Impulse Radio UWB te fèt ak sekirite nan tèt ou.
Lè w chwazi mòd Secure, ki sipòte batman rekòmande ak otantifikasyon mesaj (sipòte yon pwotokòl defi-repons), itilizatè a ka asire ke mezi distans ki kapab lakòz se nòmalman iminitè kont atak move.

Istwa revizyon dokiman

Revizyon	Dat	Seksyon	Deskripsyon
A	06/2020	Dokiman	Premye revizyon

Microchip la Websit

Microchip bay sipò sou entènèt atravè nou an websit nan: www.microchip.com/.
Sa a websit ki itilize pou fè files ak enfòmasyon fasil disponib pou kliyan.

Gen kèk nan kontni ki disponib yo enkli:

Sipò pou pwodwi: Fich done ak errata, nòt aplikasyon ak sample pwogram, resous konsepsyon, gid itilizatè a ak dokiman sipò pyès ki nan konpitè, dènye degaje lojisyèl ak lojisyèl achiv
Sipò teknik jeneral: Kesyon yo poze souvan (FAQs), demann sipò teknik, gwoup diskisyon sou entènèt, lis manm pwogram patnè konsepsyon Microchip

Biznis nan Microchip: Seleksyon pwodwi ak gid kòmande, dènye communiqués pou laprès Microchip, lis seminè ak evènman, lis biwo lavant Microchip, distribitè ak reprezantan faktori yo.

Sèvis Notifikasyon Chanjman pwodwi

Sèvis notifikasyon chanjman pwodwi Microchip la ede kenbe kliyan yo kouran sou pwodwi Microchip yo.
Abònen yo pral resevwa yon notifikasyon imel chak fwa gen chanjman, mizajou, revizyon oswa erè ki gen rapò ak yon fanmi pwodwi espesifik oswa zouti devlopman ki enterese yo.
Pou anrejistre, ale nan www.microchip.com/pcn epi swiv enstriksyon enskripsyon yo.

Sipò pou Kliyan

Itilizatè pwodwi Microchip ka resevwa asistans atravè plizyè chanèl:

Distribitè oswa Reprezantan
Biwo Komèsyal Lokal
Enjenyè solisyon entegre (ESE)

Sipò teknik

Kliyan yo ta dwe kontakte distribitè yo, reprezantan yo oswa ESE pou jwenn sipò.
Biwo lavant lokal yo disponib tou pou ede kliyan yo.
Yon lis biwo lavant ak lokal yo enkli nan dokiman sa a.
Gen sipò teknik ki disponib atravè la websit nan: www.microchip.com/support

Sistèm idantifikasyon pwodwi

Pou kòmande oswa jwenn enfòmasyon, pa egzanp, sou pri oswa livrezon, al gade nan faktori a oswa biwo lavant ki nan lis la.

Aparèy Microchip Kòd Pwoteksyon Karakteristik

Remake detay sa yo sou karakteristik pwoteksyon kòd sou aparèy Microchip:

Pwodwi Microchip satisfè spesifikasyon ki nan Fich Done Microchip yo.
Microchip kwè ke fanmi li nan pwodwi yo se youn nan fanmi ki pi an sekirite nan kalite li yo sou mache a jodi a, lè yo itilize nan fason ki gen entansyon an ak nan kondisyon nòmal.
Gen metòd malonèt e petèt ilegal yo itilize pou vyole karakteristik pwoteksyon kòd la.
Tout metòd sa yo, selon sa nou konnen, mande pou itilize pwodwi Microchip yo nan yon fason ki andeyò espesifikasyon fonksyònman ki nan Fich Done Microchip yo.
Gen plis chans, moun ki fè sa a angaje nan vòl pwopriyete entelektyèl.

Microchip vle travay ak kliyan an ki konsène sou entegrite kòd yo.
Ni Microchip ni okenn lòt manifakti semi-conducteurs ka garanti sekirite kòd yo.
Pwoteksyon Kòd pa vle di ke nou garanti pwodwi a kòm "ki pa ka kase."

Pwoteksyon Kòd toujou ap evolye.
Nou menm nan Microchip, nou pran angajman pou amelyore kontinyèlman karakteristik pwoteksyon kòd pwodwi nou yo.
Tantativ pou kraze karakteristik pwoteksyon kòd Microchip a ka yon vyolasyon Digital Millennium Copyright Act.
Si zak sa yo pèmèt aksè san otorizasyon nan lojisyèl ou a oswa lòt travay ki gen dwadotè, ou ka gen dwa rele yon pwosè pou sekou dapre Lwa sa a.

Avi Legal

Enfòmasyon ki nan piblikasyon sa a konsènan aplikasyon pou aparèy ak lòt bagay yo bay sèlman pou konvenyans ou epi yo ka ranplase pa mizajou.
Se responsablite w pou asire ke aplikasyon w lan satisfè espesifikasyon w yo.
MICROCHIP PA FÈ OKENN REPREZANTASYON OUBYEN GARANTI KI KIT EXPRESSO OU TWA IMPLICITE, EKRI OUBYEN ORAL, LEGISWA OSWA OTREMAN, KI GENYEN AK ENFÒMASYON YO, KI GENYEN MEN PA LIMITE A KONDISYON LI, KALITE, PERFORMANCE, KONSÈT POU POSITIVITE.
Microchip rejte tout responsablite ki soti nan enfòmasyon sa a ak itilizasyon li yo.
Itilizasyon aparèy Microchip nan aplikasyon pou sipò lavi ak/oswa sekirite se konplètman nan risk achtè a, epi achtè a dakò pou defann, dedomaje epi kenbe Microchip inonsan kont nenpòt ak tout domaj, reklamasyon, kostim, oswa depans ki soti nan itilizasyon sa a.
Pa gen okenn lisans yo transmèt, implicitement oswa otreman, anba okenn dwa pwopriyete entelektyèl Microchip sof si sa di otreman.

Mak komèsyal yo

Non ak logo Microchip, logo Microchip, Adaptec, Any Rate, AVR, AVR logo, AVR Freaks, Bes Time, Bit Cloud, chip KIT, chip KIT logo, Crypto memwa, Crypto RF, dsPIC, Flash Flex, flex PWR, HELDO, IGLOO, Jukebox,
Kee Loq, Kleer, LAN Check, Link MD, maX Stylus, maX Touch, Media LB, mega AVR, Mikwo semi, Mikwo semi logo, MOST,
MOST logo, MPLAB, Opto Lyzer, Packe Time, PIC, Pico Power, PICSTART, PIC32 logo, Polè Ponpye, Designer Prochip,
Q Touch, SAM-BA, Sen Genuity, Spy NIC, SST, SST Logo, Super Flash, Symmetrical, Sync Server, Tachyon,
Temp Trackr, Time Source, ti AVR, UNI/O, Vectron, ak XMEGA se mak anrejistre Microchip Technology.
Enkòpore nan USA a ak lòt peyi yo.

APT, Clock Works, The Embedded Control Solutions Company, Ether Synch, Flash Tec, Hyper Speed Control, Hyper Light Load, Intel limos, Libero, Motor Bench, m Touch, Power mite 3, Precision Edge, Pro ASIC, Pro ASIC Plus,
Logo Pro ASIC Plus, Quiet-Wire, Smart Fusion, Sync World, Temux, Time Cesium, Time Hub, Time Pictra, Time Provider,
Vite, Win Path, ak ZL se mak anrejistre Microchip Technology Incorporated nan Etazini

Sipresyon kle adjasan, AKS, Analog-pou-laj-dijital, nenpòt kondansateur, nenpòt ki antre, nenpòt ki soti, syèl ble, kò Com, gad Kòd, Otantifikasyon Crypto, Crypto otomobil, Crypto Companion, Crypto Controller, dsPICDEM, dsPICDEM.net , Dynamic Average Matching, DAM, ECAN, Ether GREEN, Programmation seri nan sikwi, ICSP, INIC nèt, Inter-Chip Connectivity, Jitter Blocker, Kleer Net, Kleer Net logo, mem Brain, Mindi, MiFi, MPASM, MPF, MPLAB Logo sètifye, MPLIB, MPLINK, Multi TRAK, Net Detach, Omniscient Code Generation, PICDEM, PICDEM. nèt, PIC twous, PIC ke, Power Smart, Pi Silisyòm, Q Matrix, REAL ICE, Ripple Blocker, SAM-ICE, Serial Quad I/O, SMART-IS, SQI, Super Switcher, Super Switcher II, andirans total, TSHARC , Tcheke USB, Vari Sense, View Span, Wiper Lock, Wireless DNA, ak ZENA se mak komèsyal Microchip Technology Incorporated nan Etazini ak lòt peyi.

SQTP se yon mak sèvis nan Microchip Technology Incorporated nan Etazini

Logo Adaptec, Frequency on Demand, Silicon Storage Technology, ak Seem com se mak anrejistre Microchip Technology Inc. nan lòt peyi yo.

GestIC se yon mak ki anrejistre Microchip Technology Germany II GmbH & Co. KG, yon sipòtè Microchip Technology Inc., nan lòt peyi yo.
Tout lòt mak ki mansyone isit la se pwopriyete konpayi respektif yo.

AMBA, Arm, Arm7, Arm7TDMI, Arm9, Arm11, Artisan, gwo. LITTLE, Cordio, Core Link, Core Sight, Cortex, Design Start, Dynamo, Jazelle, Keil, Mali, Mbed, Mbed Enabled, NEON, POP, Real View, Secur Core, Socrates, Thumb, Trust Zone, ULINK, ULINK2, ULINK-ME, ULINK-PLUS, ULINKpro, µVision, Versatile se mak komèsyal oswa mak anrejistre Arm Limited (oswa filiales li yo) nan peyi Etazini ak/oswa lòt kote.

Sistèm Jesyon Kalite

Pou enfòmasyon konsènan Sistèm Jesyon Kalite Microchip, tanpri vizite: www.microchip.com/quality.
Biwo Corporate
2355 West Chandler Blvd.
Chandler, AZ 85224-6199
Tel: 480-792-7200
Faks: 480-792-7277
Sipò teknik: www.microchip.com/support
Web Adrès: www.microchip.com

Dokiman / Resous

MICROCHIP AN3523 UWB Transceiver Konsiderasyon Sekirite Aplikasyon Nòt [pdfGid Itilizatè
AN3523 UWB Transceiver Konsiderasyon Sekirite Aplikasyon Nòt, AN3523, Konsiderasyon UWB Transceiver Sekirite Aplikasyon Nòt, Konsiderasyon Aplikasyon Nòt

Referans

Manyèl itilizatè

Entwodiksyon