Seminar SEGGER emBoot-Secure – Firmware Packager und geschützte Updatepakete

Das Seminar fokussiert den Firmware Packager als verbindendes Element zwischen freigegebener Firmware und installierbarem Updatepaket. Alle Verarbeitungsschritte werden so gestaltet, dass Herkunft, Integrität, Vertraulichkeit, Version und technische Verwendbarkeit des Pakets reproduzierbar geprüft werden können.

Inhaltsübersicht

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

Lernziele

• Eingangsartefakte, Paketparameter und Ausgabeformate eindeutig definieren.
• Hash- und Signaturprozess mit KeyGen oder Signature Server nachvollziehen.
• Kompression und Verschlüsselung risikobasiert konfigurieren.
• Versions- und Produktmetadaten konsistent in den Paketprozess integrieren.
• Gültige, beschädigte, manipulierte und unpassende Pakete systematisch testen.

Schrittweise Seminarinhalte

1. Paketobjekt und Eingangsartefakte

Schwerpunkt: Firmware-Binärdatei, Zielprodukt, Hardware-Revision, Version, Layout, Signaturparameter, Verschlüsselung und Kompression.

1. Ausgangslage, Schutzbedarf und Zielkriterien für den Themenblock „Paketobjekt und Eingangsartefakte“ erfassen.
2. Relevante Komponenten, Daten, Rollen und Abhängigkeiten anhand von Firmware-Binärdatei, Zielprodukt, Hardware-Revision, Version, Layout, Signaturparameter, Verschlüsselung und Kompression modellieren.
3. Die erforderliche Konfiguration, Implementierung oder Prozessfolge am Laborsystem beziehungsweise am Architekturmodell schrittweise umsetzen.
4. Funktion, Sicherheitsgrenzen, Fehlerverhalten und Nachvollziehbarkeit mit definierten Positiv-, Negativ- und Manipulationsfällen prüfen.
5. Als Arbeitsergebnis eine vollständige Paketierungsspezifikation dokumentieren, fachlich abnehmen und in einen wiederholbaren Standard überführen.

2. Hashbildung und Signaturanfrage

Schwerpunkt: kryptografischer Hash, private Signaturerzeugung, öffentlicher Prüfschlüssel, Signature Server und lokale KeyGen-Variante.

1. Ausgangslage, Schutzbedarf und Zielkriterien für den Themenblock „Hashbildung und Signaturanfrage“ erfassen.
2. Relevante Komponenten, Daten, Rollen und Abhängigkeiten anhand von kryptografischer Hash, private Signaturerzeugung, öffentlicher Prüfschlüssel, Signature Server und lokale KeyGen-Variante modellieren.
3. Die erforderliche Konfiguration, Implementierung oder Prozessfolge am Laborsystem beziehungsweise am Architekturmodell schrittweise umsetzen.
4. Funktion, Sicherheitsgrenzen, Fehlerverhalten und Nachvollziehbarkeit mit definierten Positiv-, Negativ- und Manipulationsfällen prüfen.
5. Als Arbeitsergebnis einen nachvollziehbaren Signaturablauf dokumentieren, fachlich abnehmen und in einen wiederholbaren Standard überführen.

3. Kompression und Speicherplanung

Schwerpunkt: SMASH-2, LZMA, Kompressionsgewinn, RAM-Bedarf, Laufzeit, Staging-Größe und Dekompressionsgrenzen.

1. Ausgangslage, Schutzbedarf und Zielkriterien für den Themenblock „Kompression und Speicherplanung“ erfassen.
2. Relevante Komponenten, Daten, Rollen und Abhängigkeiten anhand von SMASH-2, LZMA, Kompressionsgewinn, RAM-Bedarf, Laufzeit, Staging-Größe und Dekompressionsgrenzen modellieren.
3. Die erforderliche Konfiguration, Implementierung oder Prozessfolge am Laborsystem beziehungsweise am Architekturmodell schrittweise umsetzen.
4. Funktion, Sicherheitsgrenzen, Fehlerverhalten und Nachvollziehbarkeit mit definierten Positiv-, Negativ- und Manipulationsfällen prüfen.
5. Als Arbeitsergebnis eine begründete Kompressionsentscheidung dokumentieren, fachlich abnehmen und in einen wiederholbaren Standard überführen.

4. Verschlüsselung und Vertraulichkeit

Schwerpunkt: AES-Schlüssellängen, Schlüsselbereitstellung, Paketinhalt, Transportbedrohungen, Entschlüsselungsfehler und Geheimnisschutz.

1. Ausgangslage, Schutzbedarf und Zielkriterien für den Themenblock „Verschlüsselung und Vertraulichkeit“ erfassen.
2. Relevante Komponenten, Daten, Rollen und Abhängigkeiten anhand von AES-Schlüssellängen, Schlüsselbereitstellung, Paketinhalt, Transportbedrohungen, Entschlüsselungsfehler und Geheimnisschutz modellieren.
3. Die erforderliche Konfiguration, Implementierung oder Prozessfolge am Laborsystem beziehungsweise am Architekturmodell schrittweise umsetzen.
4. Funktion, Sicherheitsgrenzen, Fehlerverhalten und Nachvollziehbarkeit mit definierten Positiv-, Negativ- und Manipulationsfällen prüfen.
5. Als Arbeitsergebnis ein abgestimmtes Verschlüsselungs- und Schlüsselkonzept dokumentieren, fachlich abnehmen und in einen wiederholbaren Standard überführen.

5. Versionen, Produktbindung und Metadaten

Schwerpunkt: Firmware-Version, Produktfamilie, Hardwarestand, Freigabekanal, Paket-ID, Erstellungsstatus und Wiederholbarkeit.

1. Ausgangslage, Schutzbedarf und Zielkriterien für den Themenblock „Versionen, Produktbindung und Metadaten“ erfassen.
2. Relevante Komponenten, Daten, Rollen und Abhängigkeiten anhand von Firmware-Version, Produktfamilie, Hardwarestand, Freigabekanal, Paket-ID, Erstellungsstatus und Wiederholbarkeit modellieren.
3. Die erforderliche Konfiguration, Implementierung oder Prozessfolge am Laborsystem beziehungsweise am Architekturmodell schrittweise umsetzen.
4. Funktion, Sicherheitsgrenzen, Fehlerverhalten und Nachvollziehbarkeit mit definierten Positiv-, Negativ- und Manipulationsfällen prüfen.
5. Als Arbeitsergebnis ein konsistentes Metadaten- und Versionsschema dokumentieren, fachlich abnehmen und in einen wiederholbaren Standard überführen.

6. Paketprüfung und Negativtests

Schwerpunkt: falsche Signatur, geänderter Header, beschädigte Nutzdaten, falsches Ziel, falscher Schlüssel, abgeschnittenes Paket und Ressourcenüberschreitung.

1. Ausgangslage, Schutzbedarf und Zielkriterien für den Themenblock „Paketprüfung und Negativtests“ erfassen.
2. Relevante Komponenten, Daten, Rollen und Abhängigkeiten anhand von falsche Signatur, geänderter Header, beschädigte Nutzdaten, falsches Ziel, falscher Schlüssel, abgeschnittenes Paket und Ressourcenüberschreitung modellieren.
3. Die erforderliche Konfiguration, Implementierung oder Prozessfolge am Laborsystem beziehungsweise am Architekturmodell schrittweise umsetzen.
4. Funktion, Sicherheitsgrenzen, Fehlerverhalten und Nachvollziehbarkeit mit definierten Positiv-, Negativ- und Manipulationsfällen prüfen.
5. Als Arbeitsergebnis einen vollständigen Paketvalidierungs-Testkatalog dokumentieren, fachlich abnehmen und in einen wiederholbaren Standard überführen.

7. Übergabe an Distribution und Gerät

Schwerpunkt: Dateibenennung, Manifest, Hashliste, Freigabestatus, Transport, Staging, Empfangsbestätigung und Archivierung.

1. Ausgangslage, Schutzbedarf und Zielkriterien für den Themenblock „Übergabe an Distribution und Gerät“ erfassen.
2. Relevante Komponenten, Daten, Rollen und Abhängigkeiten anhand von Dateibenennung, Manifest, Hashliste, Freigabestatus, Transport, Staging, Empfangsbestätigung und Archivierung modellieren.
3. Die erforderliche Konfiguration, Implementierung oder Prozessfolge am Laborsystem beziehungsweise am Architekturmodell schrittweise umsetzen.
4. Funktion, Sicherheitsgrenzen, Fehlerverhalten und Nachvollziehbarkeit mit definierten Positiv-, Negativ- und Manipulationsfällen prüfen.
5. Als Arbeitsergebnis einen kontrollierten Paketübergabeprozess dokumentieren, fachlich abnehmen und in einen wiederholbaren Standard überführen.

Praxisübungen und Laborszenarien

• Erstellung mehrerer Updatepakete mit unterschiedlichen Signatur-, Kompressions- und Verschlüsselungsoptionen.
• Vergleich von Paketgröße, Speicherbedarf und Verarbeitungszeit.
• Durchführung gezielter Manipulations- und Fehlkonfigurationstests.
• Erstellung eines Paketmanifests und einer technischen Übergabecheckliste.

Zielgruppe und Voraussetzungen

Zielgruppe: Firmware-Entwicklung, Build- und Release-Engineering, Product Security, Integrations- und Testteams.

Voraussetzungen: Grundkenntnisse zu Firmware-Binärformaten, Signaturen und Embedded-Speicher; praktische Erfahrung mit Build- oder Release-Prozessen.

Didaktik und Arbeitsweise

Kurze Fachimpulse werden unmittelbar durch Architekturarbeit, Demonstrationen, strukturierte Implementierungsschritte, praktische Übungen und kontrollierte Fehlerfälle vertieft. Jede Übung verwendet definierte Ausgangswerte, Prüfpunkte, Negativfälle und Dokumentationsanforderungen, damit die erarbeiteten Abläufe als Entwicklungs-, Produktions- oder Betriebsstandard wiederholbar bleiben.