Seminar CHIPSEC – Eigene Module, HAL und Plattformkonfiguration entwickeln

Das dreitägige Entwicklungsseminar führt von der CHIPSEC-Architektur über eigene Prüfmodule bis zu plattformspezifischen XML-Konfigurationen und automatisierten Tests. Drei Tage sind erforderlich, weil API-Verständnis, Implementierung, kontrollierte Hardwarezugriffe, Replay-Tests und Paketierung nicht sinnvoll getrennt werden können.

Inhaltsübersicht

• Lernziele und fachliche Einordnung
• Schrittweise Seminarinhalte
• Praxisübungen und Laborszenarien
• Zielgruppe und Voraussetzungen
• Didaktik und Arbeitsweise

Lernziele

• Core, Helper, HAL, Module Loader und Ergebnisobjekte sicher einordnen.
• Eigene Module mit is_supported-, run- und sauberer Ergebnislogik implementieren.
• Kontrollen, Register, Bitfelder und MMIO-Bereiche in Plattformkonfigurationen abstrahieren.
• Hardwarezugriffe testbar kapseln und mit Record- beziehungsweise Replay-Mechanismen prüfen.
• Module dokumentieren, versionieren, qualitätssichern und in Assessmentprofile integrieren.

Schrittweise Seminarinhalte

1. CHIPSEC-Architektur für Entwickler

Schwerpunkt: Core-Komponenten, Modul-Lifecycle, Helper, HAL, Konfigurationsauflösung, Logger, Result-Codes und Cleanup.

1. Anforderung, Plattformgrenze, Eingaben und erwartete Resultate für „CHIPSEC-Architektur für Entwickler“ spezifizieren.
2. Geeignete CHIPSEC-Abstraktionen anhand von Core-Komponenten, Modul-Lifecycle, Helper, HAL, Konfigurationsauflösung, Logger, Result-Codes und Cleanup auswählen und Abhängigkeiten explizit modellieren.
3. Die Funktion inkrementell implementieren; Hardwarezugriffe kapseln und sichere Vorbedingungen erzwingen.
4. Positiv-, Negativ-, Fehler- und Nichtanwendbarkeitsfälle mit deterministischen Testdaten prüfen.
5. Als Arbeitsergebnis ein belastbares Entwicklungs- und Abhängigkeitsmodell versionieren, dokumentieren und in den Integrationslauf übernehmen.

2. Modulgerüst und Supportprüfung

Schwerpunkt: BaseModule, Metadaten, Tags, is_supported, Argumente, Plattformgrenzen und sichere Vorbedingungen.

1. Anforderung, Plattformgrenze, Eingaben und erwartete Resultate für „Modulgerüst und Supportprüfung“ spezifizieren.
2. Geeignete CHIPSEC-Abstraktionen anhand von BaseModule, Metadaten, Tags, is_supported, Argumente, Plattformgrenzen und sichere Vorbedingungen auswählen und Abhängigkeiten explizit modellieren.
3. Die Funktion inkrementell implementieren; Hardwarezugriffe kapseln und sichere Vorbedingungen erzwingen.
4. Positiv-, Negativ-, Fehler- und Nichtanwendbarkeitsfälle mit deterministischen Testdaten prüfen.
5. Als Arbeitsergebnis ein lauffähiges Modulgerüst versionieren, dokumentieren und in den Integrationslauf übernehmen.

3. Read-only-Prüflogik implementieren

Schwerpunkt: Kontrollabfragen, Registerzugriff, Fehlerbehandlung, Mehrprozessorprüfung, Positiv- und Negativlogik sowie Ergebnisbegründung.

1. Anforderung, Plattformgrenze, Eingaben und erwartete Resultate für „Read-only-Prüflogik implementieren“ spezifizieren.
2. Geeignete CHIPSEC-Abstraktionen anhand von Kontrollabfragen, Registerzugriff, Fehlerbehandlung, Mehrprozessorprüfung, Positiv- und Negativlogik sowie Ergebnisbegründung auswählen und Abhängigkeiten explizit modellieren.
3. Die Funktion inkrementell implementieren; Hardwarezugriffe kapseln und sichere Vorbedingungen erzwingen.
4. Positiv-, Negativ-, Fehler- und Nichtanwendbarkeitsfälle mit deterministischen Testdaten prüfen.
5. Als Arbeitsergebnis ein funktionsfähiges Sicherheitsprüfmodul versionieren, dokumentieren und in den Integrationslauf übernehmen.

4. HAL und Utility-Funktionen nutzen

Schwerpunkt: PCI, MMIO, MSR, physischer Speicher, UEFI, SPI, TPM und plattformneutrale Abstraktionen.

1. Anforderung, Plattformgrenze, Eingaben und erwartete Resultate für „HAL und Utility-Funktionen nutzen“ spezifizieren.
2. Geeignete CHIPSEC-Abstraktionen anhand von PCI, MMIO, MSR, physischer Speicher, UEFI, SPI, TPM und plattformneutrale Abstraktionen auswählen und Abhängigkeiten explizit modellieren.
3. Die Funktion inkrementell implementieren; Hardwarezugriffe kapseln und sichere Vorbedingungen erzwingen.
4. Positiv-, Negativ-, Fehler- und Nichtanwendbarkeitsfälle mit deterministischen Testdaten prüfen.
5. Als Arbeitsergebnis eine sauber gekapselte Hardwarezugriffsschicht versionieren, dokumentieren und in den Integrationslauf übernehmen.

5. Kontrollen und Register in XML modellieren

Schwerpunkt: common- und plattformspezifische Dateien, Registertypen, Felder, Controls, MMIO-BARs, Vererbung und Overrides.

1. Anforderung, Plattformgrenze, Eingaben und erwartete Resultate für „Kontrollen und Register in XML modellieren“ spezifizieren.
2. Geeignete CHIPSEC-Abstraktionen anhand von common- und plattformspezifische Dateien, Registertypen, Felder, Controls, MMIO-BARs, Vererbung und Overrides auswählen und Abhängigkeiten explizit modellieren.
3. Die Funktion inkrementell implementieren; Hardwarezugriffe kapseln und sichere Vorbedingungen erzwingen.
4. Positiv-, Negativ-, Fehler- und Nichtanwendbarkeitsfälle mit deterministischen Testdaten prüfen.
5. Als Arbeitsergebnis eine validierte Plattformkonfiguration versionieren, dokumentieren und in den Integrationslauf übernehmen.

6. Plattformerkennung und Kompatibilität

Schwerpunkt: Vendor- und Device-IDs, Plattformcodes, Generationen, Legacy-Zweige, Fallbacks und nicht unterstützte Zustände.

1. Anforderung, Plattformgrenze, Eingaben und erwartete Resultate für „Plattformerkennung und Kompatibilität“ spezifizieren.
2. Geeignete CHIPSEC-Abstraktionen anhand von Vendor- und Device-IDs, Plattformcodes, Generationen, Legacy-Zweige, Fallbacks und nicht unterstützte Zustände auswählen und Abhängigkeiten explizit modellieren.
3. Die Funktion inkrementell implementieren; Hardwarezugriffe kapseln und sichere Vorbedingungen erzwingen.
4. Positiv-, Negativ-, Fehler- und Nichtanwendbarkeitsfälle mit deterministischen Testdaten prüfen.
5. Als Arbeitsergebnis eine nachvollziehbare Supportmatrix versionieren, dokumentieren und in den Integrationslauf übernehmen.

7. Record, Replay und automatisierte Tests

Schwerpunkt: Aufzeichnung, deterministische Wiedergabe, Testdaten, erwartete Resultate, Fehlerpfade und Regressionstests.

1. Anforderung, Plattformgrenze, Eingaben und erwartete Resultate für „Record, Replay und automatisierte Tests“ spezifizieren.
2. Geeignete CHIPSEC-Abstraktionen anhand von Aufzeichnung, deterministische Wiedergabe, Testdaten, erwartete Resultate, Fehlerpfade und Regressionstests auswählen und Abhängigkeiten explizit modellieren.
3. Die Funktion inkrementell implementieren; Hardwarezugriffe kapseln und sichere Vorbedingungen erzwingen.
4. Positiv-, Negativ-, Fehler- und Nichtanwendbarkeitsfälle mit deterministischen Testdaten prüfen.
5. Als Arbeitsergebnis eine reproduzierbare Testsuite versionieren, dokumentieren und in den Integrationslauf übernehmen.

8. Qualität, Dokumentation und Integration

Schwerpunkt: Codequalität, Typisierung, Logging, Sphinx-Dokumentation, Paketstruktur, Versionskontrolle und Assessmentprofile.

1. Zielzustand, Verantwortlichkeiten, Aussagegrenzen und Kontrollkriterien für „Qualität, Dokumentation und Integration“ festlegen.
2. Benötigte Evidenz und Entscheidungsdaten anhand von Codequalität, Typisierung, Logging, Sphinx-Dokumentation, Paketstruktur, Versionskontrolle und Assessmentprofile in einer prüfbaren Struktur erfassen.
3. Technische Ergebnisse nach Ursache, Auswirkung, Reichweite und Verlässlichkeit bewerten.
4. Maßnahmen, Ausnahmen, Freigaben und Retestkriterien mit Positiv- und Negativfällen operationalisieren.
5. Als Arbeitsergebnis ein auslieferbares Modulpaket dokumentieren, fachlich abnehmen und in den Regelprozess überführen.

Praxisübungen und Laborszenarien

• Entwicklung eines read-only Prüfmoduls für eine abstrahierte Plattformkontrolle.
• Erweiterung einer Plattform-XML um Register, Bitfelder und Control-Zuordnung.
• Aufzeichnung eines Hardwarezugriffs und Aufbau eines Replay-basierten Regressionstests.
• Implementierung von Positiv-, Negativ-, Fehler- und Nichtanwendbarkeitsfällen.
• Paketierung des Moduls mit Dokumentation und Integrationsprofil.

Zielgruppe und Voraussetzungen

Zielgruppe: Python-Entwicklung, Firmware Security Research, Plattform Engineering, Security Tooling und technische Produktteams.

Voraussetzungen: Gute Python-Kenntnisse, Verständnis von Registern und Bitfeldern sowie sichere CHIPSEC-Anwendung; Erfahrung mit XML und automatisierten Tests ist hilfreich.

Didaktik und Arbeitsweise

Die Entwicklung erfolgt inkrementell: Architektur und Modulgerüst am ersten Tag, Hardwareabstraktion und Plattform-XML am zweiten Tag, Tests, Qualität und Paketierung am dritten Tag. Jede Stufe besitzt ausführbare Prüfpunkte und klar definierte Rückfallstände.