Modulare Betriebssysteme / Barkhausen Institut

Modulare Betriebssysteme

Wir bauen ein sicheres Betriebssystem auf Basis einer Mikrokernarchitektur, um die Komplexität zu reduzieren und die Komponentenisolation zu maximieren. Im Sinne des Prinzips der Modularisierung von Hard- und Software besteht unser System aus kleinen Bausteinen, die in einem verteilten Anwendungsfall sicher zusammenarbeiten. Wir entwickeln unser Betriebssystem gemeinsam mit den Gruppen Skalierbare Hardware-Plattformen und Funkkommunikation, um Plattform- und Netzwerksicherheitsprobleme zu lösen. Die Gruppe Modulare Betriebssysteme liefert die wesentlichen Bausteine, aus denen kundenspezifische Systeme für IoT-Anwendungsfälle aufgebaut werden können.

Vom Simulator zur Hardware

Wir arbeiten eng mit dem MPSoC-Team zusammen, um unser Betriebssystem von einem Software-basierten Simulator auf echte Hardware zu bringen. Dazu synthetisieren wir die Hardware-Bausteine des MPSoC in einem FPGA-Chip, was es uns erlaubt das Hardware-Design zu evaluieren und die Interaktion mit unserem Betriebssystem zu testen. Am Ende soll unser Betriebssystem und Anwendungen auf einem echten System-on-Chip laufen.

Kosten versus Sicherheit

Sicherheit hat ihren Preis. Beispielsweise werden zusätzliche Ressourcen benötigt um Komponenten auf verschiedenen Cores ausführen zu können. Wir untersuchen daher wie exklusive und geteilte Nutzung von Ressourcen mit den gleichen Mechanismen ermöglicht werden kann, so dass Systemdesigner in jedem Einzelfall zwischen maximaler Isolation und minimaler Ressourcennutzung wählen können.

Updates und Attestierung von Komponenten

Damit das Gesamtsystem vertrauenswürdig ist, dürfen nur die zum jeweiligen Szenario benötigten Komponenten miteinander kommunizieren und sie müssen sich korrekt verhalten. Um dies sicherzustellen, erforschen wir minimale Hard- und Software-Unterstützung für die sichere Attestierung von Identität und Integrität aller Bausteine. Die Attestierung wird auch benötigt, um Softwareupdates sicher einzuspielen.

Wissenschaftskommunikation mittels Film

Um unsere Forschung einem breiteren Publikum zu näherzubringen, gehen wir manchmal ungewöhnliche Wege. Einer unserer Vorträge kam beim Publikum so gut an, dass wir daraus einen Erklärfilm zum Thema ‚Datensicherheit durch Modularisierung‘ entwickelt haben. Im Film veranschaulichen animierte Roboter, wie die Software in Smartphones funktioniert und wie wir sie schützen können. Dabei dient das Smartphone auch als Sinnbild für die digitale Infrastruktur in der vernetzten Welt von morgen.

Unser Team

Dr.-Ing.Michael RoitzschResearch Group Leader

Dr.-Ing.Nils AsmussenPrincipal Researcher

Dr.-Ing.Carsten WeinholdPrincipal Researcher

Dr.-Ing.Sebastian ErtelSenior Researcher

M.Sc. Inf.Matthias HilleAssociate Researcher

Dipl.-Inf.Till MiemietzAssociate Researcher

Maksym PlanetaAssociate Researcher

Dipl.-Inf.Lisza ZeidlerAssociate Researcher

Publikationen

Sebastian Haas, Nils Asmussen, A Trusted Communication Unit for Secure Tiled Hardware Architectures, 2022 29th IEEE International Conference on Electronics, Circuits, and Systems (ICECS), 2022, Download PDF

@inproceedings{
hwtcu-haas,
title = "A Trusted Communication Unit for Secure Tiled Hardware Architectures",
author = "Sebastian Haas, Nils Asmussen",
year = "2022",
booktitle = "2022 29th IEEE International Conference on Electronics, Circuits, and Systems (ICECS)",
month = "October",
pages = "1-4"
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