Pressemitteilung vom 21.05.2010

Intelligente Stromzähler: Digitale Signatur von ubisys für neue EDL- und SyM²-Zähler

Düsseldorf, 21.05.2010. Speziell für elektronische Stromzähler der neuesten Generation hat ubisys sein Portfolio im Bereich Kryptographie für Embedded Systems um eine optimierte ECDSA-p192r1 Signatur erweitert. Diese Signatur wird für „smart metering” und „smart grid”-Anwendungen in Deutschland eingesetzt.
Die bereits seit 2005 erhältliche C++ Bibliothek von ubisys umfasst viele der Grundbausteine, die in modernen Anwendungen für höchste Sicherheit sorgen. Hierzu zählen etwa Implementierungen des Secure Hash Algorithmus (SHA), des symmetrischen Blockchiffre Advanced Encryption Standard (AES), und der asymmetrischen Elliptic Curve Cryptography (ECC).

Ausschlaggebend für die neuesten Verbesserungen waren zwei aktuelle Spezifikationen des VDE für das Zähl- und Messwesen: Zum einen die Spezifikationsreihe EDL (EDL21 und EDL40), die das Segment der etwa 43 Millionen Haushaltszähler in Deutschland abdeckt und zum anderen die im gewerblichen und industriellen Bereich anzusiedelnde Spezifikation SyM² - „Synchronous Modular Meter” für taktsynchrone Lastgangzähler. Seit Oktober 2009 wird diese neue Version für die Zähler einer der größten deutschen Zählerhersteller verwendet.

Beide Spezifikationen setzen für die Digitale Signatur der Verbrauchswerte auf elliptische Kurven als Grundlage ihres kryptographischen Teilsystems. Das anerkannte „Elliptic Curve Digital Signature Algorithm (ECDSA)”-Verfahren bürgt für die Authentizität der übermittelten Verbrauchswerte. Vorteil von ECC gegenüber älteren Verfahren wie RSA ist die verkürzte Schlüssellänge bei vergleichbarer Sicherheit. Beispielsweise bietet eine ECDSA-Signatur mit 192 Bit Schlüssellänge mehr Sicherheit als eine RSA-Signatur mit 1024 Bit. Nicht zuletzt deshalb dient die ANSI-standardisierte Kurve p192r1 als Basiskurve für die Signatur von Verbrauchswerten bei SyM²- und EDL-Zählern. Allerdings sind die Anforderungen an die Verarbeitungsgeschwindigkeit bei SyM² deutlich höher als bei EDL, da bei SyM²-Zählern zwei Verbrauchswerte pro Sekunde erfasst, signiert und übermittelt werden müssen, während für die Signatur bei EDL fast drei Minuten zur Verfügung stehen.

Daher wurde die C++ inline template Klassenbibliothek CompactECC™ um eine flexibel optimierbare Implementierung der ECDSA-p192r1 Signatur erweitert. Dabei können Optimierungskriterien wie Codegröße, Speicherbedarf, und Ausführungsgeschwindigkeit berücksichtigt und gegeneinander abgewogen werden. Die Bibliothek ist prinzipiell auf allen 8-, 16-, und 32-bit Controllern, für die ein C++ oder Embedded C++ Compiler zur Verfügung steht, lauffähig.

Derzeit werden Atmel’s AT91SAM7S/X Controller mit ARM7TDMI Core und ATmega128 mit 8-bit AVR Core aktiv unterstützt, eine Anpassung an Cortex-M3 und weitere Prozessoren ist in Vorbereitung. Konkret ist die Signatur auf einem SAM7X bei 48 MHz Taktfrequenz in etwa 130ms abgeschlossen und benötigt etwa 8 KB ROM sowie 2.5KB RAM und ist damit für SyM²-Zähler bestens geeignet. Für preissensitive EDL Zähler bietet sich beispielsweise ein AVR an, der bei 8 MHz Taktfrequenz etwa 8s für eine Signatur benötigt und dabei ca. 10KB ROM und 1.2KB RAM in Anspruch nimmt.

Zur Erzeugung von Schlüsselpaaren (privat und öffentlich) während der Produktion, sowie zur Verifikation der vom Zähler erzeugten Signaturen beim Energieversorger kann dieselbe Bibliothek verwendet werden, denn sie ist auch leicht auf allen Windows-, Linux-, Unix- und MacOS-Systemen (Workstation und Server) in entsprechende Applikationen und Dienste integrierbar.

Über ubisys

Die ubisys technologies GmbH mit Sitz in Düsseldorf ist ein innovatives Hochtechnologieunternehmen, das sich auf drahtlose und drahtgebundene Übertragungsverfahren, Netzwerke und Protokolle spezialisiert hat. Zu den Kernkompetenzen gehören unter anderem Embedded Systems, RFID, Kryptographie, drahtlose Sensornetzwerke, Ethernet und Wireless LAN, Positionsbestimmung via GPS, Mobilfunkintegration (GPRS/EDGE und UMTS), Bildverarbeitung, sowie analoge und digitale Signalverarbeitung. Die Entwicklung findet vollständig in-house statt, wodurch das Unternehmen seinen Kunden erstklassigen Service, Support aus erster Hand und kundenspezifische Anpassungen zu konkurrenzfähigen Konditionen bieten kann.

Neben Herstellung und Vertrieb von Standardprodukten lizensiert ubisys sein know-how in Form von Softwarekomponenten und Referenzschaltungen an Interessenten, berät und unterstützt Kunden bei der Integration seiner Intellectual Properties (IPs) in eigene Produkte.

Pressekontakt

Dipl.-Des. Marcel Apfel

• › apfel@ubisys.de

Zugehörige Produkte

	CompactECC™: Elliptic Curve Cryptography Als asymmetrisches Verfahren ist ECC eine optimale Ergänzung zu AES. Es handelt sich hierbei um eines der sichersten und leistungsfähigsten Public-Key Verfahren, die derzeit verfügbar sind. Anwender können sich die Vorzüge zu Nutze machen, ohne sich mit der komplexen Mathematik elliptischer...
	CompactSHA™: Secure Hash Algorithm Für den Fall, dass mehr Sicherheit benötigt wird, als MD5 bietet, kann auf SHA-256 zurückgegriffen werden. Dieser sichere Algorithmus genügt selbst den höchsten Ansprüchen. Wie alle Produkte unserer Compact Reihe ist CompactSHA für den Einsatz auf ressourcenschwachen MCUs entwickelt...