Krypto-Agilität im Automotive-Bereich wird für Software-defined Vehicles (SDVs) zu einer praktischen Anforderung, deren elektronische Steuergeräte (ECUs) bis zu 15 Jahre im Einsatz bleiben können, während sich kryptografische Standards weiterentwickeln. In diesem Elektor-TV-Clip von der Post-Quantum-Cryptography-Konferenz der Elektor Academy Pro erklärt Dr. Claude-Pascal Stöber-Schmidt von IAV, einem deutschen Dienstleister der Automobilindustrie, warum Sicherheitssoftware ebenso aktualisierbar sein muss wie die Fahrzeugfunktionen, die sie schützt. Das Zeitproblem spiegelt ein früheres Elektor-Video zur Migrationsplanung wider: Langlebige eingebettete Systeme müssen vorbereitet sein, bevor Bedrohung durch Quantum-Computing-Systeme praktische Relevanz erlangt.

Automotive Crypto Agility auf bestehenden ECUs

Aktuelle und kurzfristig verfügbare Automotive-Mikrocontroller beschleunigen etablierte kryptografische Algorithmen häufig in fest verdrahteter Hardware. Das ist zwar schnell, doch der Beschleuniger kann nach der Fertigung des Chips keine Unterstützung für einen völlig anderen Algorithmus mehr erhalten. Der Ansatz von IAV, dokumentiert im hier verlinkten Open-Source-Code-Repository, ist eine portable Software-Schicht, die für ressourcenbeschränkte Mikrocontroller und die Integration mit AUTOSAR Classic ausgelegt ist und es ermöglicht, kryptografische Treiber auszutauschen oder zu erweitern, ohne die gesamte ECU ersetzen zu müssen.

Es geht nicht darum, alles dauerhaft in Software zu berechnen. Vielmehr soll verhindert werden, dass das ursprüngliche Hardware-Design des Chips zur einzigen Instanz wird, die darüber entscheidet, welche Kryptografie das Fahrzeug verwenden kann. Diese Unterscheidung betrifft Secure Boot, signierte Firmware-Updates, Schlüsselaushandlung, Fahrzeug-Cloud-Verbindungen und andere Kommunikationswege, die noch lange nach dem Verlassen des Werks vertrauenswürdig bleiben müssen.

Was das NIST-Portfolio tatsächlich enthält

Stöber-Schmidt bespricht fünf Verfahren, die in der Arbeit von IAV evaluiert wurden: ML-KEM und HQC zur Schlüsselkapselung sowie ML-DSA, FN-DSA und SLH-DSA für digitale Signaturen. Ihr Standardisierungsstatus ist nicht einheitlich. Die aktuelle Projektseite des NIST listet abgeschlossene Standards für ML-KEM, ML-DSA und SLH-DSA. Falcon wurde ausgewählt und wird als FN-DSA standardisiert, während HQC im März 2025 zur Standardisierung ausgewählt wurde. Das praktische Portfolio umfasst damit drei abgeschlossene FIPS-Standards und zwei ausgewählte Algorithmen, die sich noch im Standardisierungsprozess befinden – und keine fünf gleichwertig fertigen Standards.

Diese Unterscheidung unterstreicht den Bedarf an Automotive Crypto Agility. Algorithmen, Parametersätze, Implementierungsrichtlinien und Zertifizierungsziele entwickeln sich nicht zwingend im gleichen Tempo. Ein System, das auf einem dauerhaft festgelegten kryptografischen Block aufbaut, kann am ersten Tag schnell sein und Jahre später unbrauchbar veraltet wirken.

Automotive Crypto Agility ist ein Architekturproblem

Das erweiterbare Design von IAV trennt plattformunabhängigen Algorithmus-Code von der Wrapper-Schicht, die eine bestimmte Softwarearchitektur verwendet. Die Implementierung deckt die im Clip besprochenen Post-Quantum-Verfahren ab und stellt Beispielcode für die Integration bereit. Die eigentliche Herausforderung geht über das bloße Kompilieren des Codes hinaus: Automotive-Deployments erfordern begrenzten Speicherbedarf, akzeptable Ausführungszeiten, hohe Codequalität, vorhersagbares Verhalten und Resistenz gegen implementierungsspezifische Angriffe.

Die entscheidende Erkenntnis ist klar. Ein vernetztes Fahrzeug kann sich nicht vollständig auf einen kryptografischen Beschleuniger verlassen, der beim Tape-out seines Mikrocontrollers eingefroren wurde. Hardware-Beschleunigung hat weiterhin ihre Berechtigung, doch das System benötigt zusätzlich einen aktualisierbaren Weg für Algorithmen, die die Chip-Designer nicht vorhersehen konnten. Andernfalls wird das Software-defined Vehicle genau zum falschen Zeitpunkt kryptografisch hardware-definiert.