Laser Ultraschall für Hardware-Cybersecurity Anwendungen

Cybersicherheit wird häufig als ausschließliches Softwareproblem wahrgenommen. Sicherheitsverletzungen können jedoch ebenso auf der Hardwareebene auftreten. Durch die physische Untersuchung entsprechender Geräte lassen sich dabei sensible Informationen etwa über die innere Struktur oder Schaltzustände gewinnen und mitunter sogar die Ausgabesignale gezielt manipulieren. Zwischen Angriffstechniken und Abwehrmaßnahmen besteht somit ein kontinuierliches Wettrennen. Vor diesem Hintergrund gewinnt die Entwicklung innovativer Verfahren zur zerstörungsfreien Charakterisierung komplexer mikro- und nanoskaliger Bauelemente zunehmend an Bedeutung. Im Projekt LUCA erforschen wir die Wechselwirkung von laserinduziertem Hochfrequenzultraschall im Gigahertzbereich mit funktionalen elektronischen Bauelementen und deren elementaren Komponenten, beispielsweise Transistoren. Ein zentraler Schwerpunkt liegt auf dem vertieften physikalischen Verständnis der Mechanismen, die der Erzeugung, Ausbreitung und Detektion elastischer Wellen in solchen Strukturen zugrunde liegen. Aufbauend auf diesen Erkenntnissen untersuchen wir, inwieweit sich auch Bauelemente mit modernen Sicherheitsarchitekturen gezielt analysieren lassen. Ziel ist es, verbesserte Abschirm- und Schutzkonzepte gegen ultraschallbasierte Hardwareangriffe zu entwickeln. Die physikalische Analyse umfasst dabei sowohl strukturelle als auch elektronische Eigenschaften der untersuchten Systeme. In diesem kooperativen Forschungsprojekt arbeiten Expertinnen und Experten aus den Bereichen Hardware-Cybersicherheit und Laserultraschall aus Österreich und Frankreich eng zusammen.