OpenTitan: Offener und quantensicherer RISC-V-Sicherheitschip für Chromebooks

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Die Serienfertigung der eigenständigen OpenTitan-Implementierung "Earlgrey" läuft. Seit 2018 entwickelt ein Industriekonsortium um Google, lowRISC, Western Digital sowie Giesecke+Devrient den offengelegten Sicherheitscontroller OpenTitan. Chip-Fertigungspartner ist die taiwanische Firma Nuvoton, eine ehemalige Sparte von Winbond, die eigene Chip-Fabs in Taiwan und Singapur betreibt.

Den Produktionsbeginn gibt Google im eigenen Blog bekannt. Die Chips sollen als Hardware-Root of Trust (RoT) in neuen Chromebooks zum Einsatz kommen, die für später im laufenden Jahr 2025 geplant sind. Google will sie auch in Servern für die eigenen Rechenzentren verwenden.

Quantensicherer Algorithmus PQC

Der OpenTitan "Earlgrey" gehört zu den ersten lieferbaren Sicherheitschips, die einen quantensicheren Algorithmus verwenden: Post Quantum Cryptography, PQC. Sie schützen ihre eigene Firmware (Secure Boot) mit Sphincs+, den das NIST 2024 als FIPS-205 beziehungsweise Stateless Hash-based Digital Signature Algorithm (SLH-DSA) standardisiert hat. Dadurch sollen bei langlebigen Geräten auch dann noch sichere Updates möglich sein, wenn Quantencomputer irgendwann die bisher üblichen kryptografischen Verfahren knacken können.

Als quantensichere Alternative hatte Infineon 2022 das Trusted Platform Module (TPM) Optiga SLB 9672 mit dem Signaturverfahren Extended Merkle Signature Scheme (XMSS) angekündigt. Kürzlich zertifizierte das BSI einen Infineon-Chip für SmartCards, der FIPS-203 alias ML-KEM (Module Lattice-Based Key-Encapsulation Mechanism) umsetzt.

Open Source und RISC-V für Vertrauen

Google setzt in den eigenen Pixel-Smartphones, Chromebooks und Schlüsselspeichern für Zwei-Faktor-Authentifizierung schon seit Jahren unterschiedliche Sicherheitschips der Titan-Familie ein. Die eigenständigen Chips (Earlgrey) und integrierten Controller (Darjeeling) der OpenTitan-Serie sollen durch offengelegte Hard- und Software besonders hohes Vertrauen genießen.

Auch der 32-Bit-Mikrocontroller-Rechenkern Ibex des OpenTitan ist offengelegt. Sein RV32IMCB-Design stammt von RISC-V-Entwicklern der ETH Zürich und wird von der Non-Profit-Firma lowRISC in Cambridge betreut.

Auch der sicherste und offenste Sicherheitschip kann aber das Problem nicht lösen, dass die Hoheit über die Vertrauenskette in der Hand des Besitzers des Wurzelzertifikats liegt.

Hören Sie dazu auch den Podcast Bit-Rauschen, Folge 2023/23, "Digitale Schlüsselgewalt":

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(ciw)