Silhouette - Silicon Photonics für vertrauenswürdige Elektronik-Bauelemente

Weltweit wird am Ausbau der Sicherheit von IoT-Geräten gearbeitet, um sensible Daten vor einer missbräuchlichen Nutzung durch Dritte zu schützen. Darauf aufbauend befasst sich das Projekt Silhouette mit vertrauenswürdigen elektronischen Bauelementen und ihrer Herstellung. Ziel des Konsortiums ist es, siliziumbasierte photonische Technologien für Sicherheitslösungen für offene Prozessorsysteme als standardisierte, modulare Plattformlösung zugänglich zu machen. Wesentlicher Kernpunkt ist es, sicherheitskritische elektrische Signale konsequent in optische Signale zu wandeln, weiter zu verarbeiten bzw. zu validieren und schließlich zurück zu wandeln. Allein die photonischen Übertragungskanäle bieten hier den Vorteil, kaum manipulierbar als auch abhörsicher zu sein.

Das Projekt umfasst die komplette Wertschöpfungskette: Vom Design der elektrischen und optischen Komponenten über die Fertigung, Aufbau- und Verbindungstechnik bis hin zur Test- und Prüfmethodik. Dabei wird die angestrebte elektro-optische (E/O) Plattformlösung im europäischen Wirtschaftsraum verortet, um eine Technologiesouveränität und Vertrauenswürdigkeit auch im Design- und Herstellungsprozess gewährleisten zu können.

Im Projekt werden anhand konkreter Use Cases die entwickelten Technologiepakete und die Expertise aller Partner über Demonstratoren in einer relevanten Integrationsdichte dargestellt. Damit wird die Funktionalität der elektro-optischen Plattform vollumfänglich und bereits nachnutzbar gezeigt.

Das Fraunhofer IPMS bringt seine Erfahrung im Bereich der Integration besonders Energiesparender Komponenten für IoT-Anwendungen ein. Weiterhin werden drei unterschiedliche Konzepte eines quantenkryptografisch sicheren Schlüsselgenerators auf Basis kryptografischer Multimodeinterferometer (k-MMI) hinsichtlich ihrer Performance, Sicherheit und Risiken bewerten. Mit dem bestgeeignetsten Konzept wird eine k-MMI-Komponente gefertigt und dessen Funktionsnachweis durch kryptografische Analysemethoden erbracht. Außerdem wird am Institut die Entwicklung der offenen RISC-V Peripheriekomponenten auf elektronischer Seite umgesetzt. Dabei stehen sowohl die Digitale-, als auch die Analoge Ansteuerung und Auswertung der photonischen Erweiterungen im Fokus.