Ein Flugprotokoll ist nur etwas wert, wenn Sie darauf vertrauen können, dass es nicht manipuliert wurde, und das zählt bei Rekorden und Wettbewerben umso mehr. Der Nano ist so gebaut, dass die von ihm erzeugten Daten als echt nachgewiesen werden können und seine Funktionsweise nicht unbemerkt verändert werden kann.
Zwei bewährte kryptografische Verfahren leisten die Hauptarbeit: AES-256-Verschlüsselung schützt die Firmware, und eine digitale Ed25519-Signatur schützt jedes Flugprotokoll.
Signierte Flugprotokolle (Ed25519)
Jedes Flugprotokoll, das der Nano speichert, wird mit einer digitalen Ed25519-Signatur versiegelt, einem modernen Verfahren, das auch Webverkehr, sichere Shell-Zugänge (SSH) und Messenger wie Signal schützt.
Ein Fingerabdruck. SHA-256 liest das gesamte Protokoll und verdichtet es zu einem einzigen 256-Bit-Wert. Ändert sich auch nur ein Zeichen irgendwo in der Datei, ergibt sich ein völlig anderer Fingerabdruck.
Eine Signatur. Der Nano signiert diesen Fingerabdruck mit einem privaten Schlüssel, der in seiner verschlüsselten Firmware liegt. Eine gültige Signatur lässt sich nur mit dem privaten Schlüssel erzeugen, aber jeder mit dem passenden öffentlichen Schlüssel kann sie prüfen. Die beiden Schlüssel sind mathematisch verknüpft, doch der private lässt sich nicht aus dem öffentlichen ableiten.
In der Praxis bedeutet das:
- Wird ein Protokoll nach dem Schreiben durch den Nano in irgendeiner Weise bearbeitet, ändert sich der Fingerabdruck, die Signatur passt nicht mehr, und das Protokoll wird abgelehnt.
- Nur ein echter Nano kann eine gültige Signatur erzeugen, sodass ein verändertes oder erfundenes Protokoll nicht so signiert werden kann, dass es als echt durchgeht.
- Unsere Server der Altimeter Cloud halten nur den öffentlichen Schlüssel, nie den privaten. Selbst wenn unsere Server jemals kompromittiert würden, gäbe es dort nichts, womit sich ein Protokoll fälschen ließe.
- Da für die Prüfung eines Protokolls nur der öffentliche Schlüssel nötig ist, kann es unabhängig verifiziert werden: Ein Wettbewerbsverantwortlicher kann seine Echtheit bestätigen, ohne sich auf uns verlassen zu müssen.
Was die Signatur abdeckt
Die Signatur deckt die ganze Datei ab, einschließlich des Headers mit der Seriennummer Ihres Geräts, den geflogenen Einstellungen, Ihrem Gerätenamen und allen drei Teilnehmernummern. Nichts davon lässt sich nach dem Flug austauschen oder ändern, ohne dass die Verifizierung des Protokolls fehlschlägt.
- ACLZ-Protokolle tragen zwei Signaturen: eine über das vollständige Protokoll vor der Komprimierung und eine über die CSV, zu der es entpackt wird. So kann auch eine CSV, die die Altimeter Cloud aus einem ACLZ-Protokoll erzeugt, verifiziert werden.
- CSV-Protokolle werden über die ganze Datei signiert.
- Fluginfo-Seiten werden genauso signiert wie das Protokoll daneben.
- Wiederhergestellte Protokolle, die nach einem Stromausfall neu aufgebaut wurden, werden wie alle anderen signiert und lassen sich daher weiterhin als echt nachweisen. Siehe Protokollwiederherstellung.
Eine CSV in einer Tabellenkalkulation zu öffnen und zu speichern, reicht schon, um die Signatur zu brechen; laden Sie daher immer die Originaldatei vom Nano hoch. Wie Sie ein Protokoll prüfen, steht unter Flugprotokoll-Überprüfung.
Verschlüsselte Firmware (AES-256)
Die Firmware des Nano ist auf dem Chip mit AES-256 verschlüsselt gespeichert, demselben Standard, mit dem Regierungen und Banken sensible Informationen schützen. Der Nano führt nur korrekt verschlüsselte Firmware aus, sodass sich kein verändertes oder inoffizielles Programm aufspielen lässt und die Firmware nicht in brauchbarer Form vom Chip ausgelesen werden kann.
Das schützt unsere Arbeit vor dem Kopieren, vor allem aber schützt es für Sie den privaten Signaturschlüssel. Der Schlüssel ist in der verschlüsselten Firmware versiegelt, erscheint nie auf dem USB-Laufwerk oder in einem Protokoll und kann nicht vom Gerät abgegriffen werden, um Protokolle zu fälschen. Der Nano hat auch keine Funkverbindung: WLAN ist dauerhaft deaktiviert, und Firmware lässt sich nur über USB mit unserem Update-Tool installieren.
AES-256 lässt sich nicht per Brute Force knacken. Ein 256-Bit-Schlüssel hat rund 1,2 mal 10 hoch 77 mögliche Werte. Selbst wenn alle Computer der Welt zusammen Milliarden Schlüssel pro Sekunde testen würden, bräuchten sie unvorstellbar viel länger als das Alter des Universums, um auch nur einen nennenswerten Bruchteil davon durchzugehen, und es ist keine Abkürzung bekannt.
Warum beides zusammen Vertrauen schafft
Die Stärke der Protokollsignatur beruht darauf, dass der private Schlüssel auf dem Gerät bleibt, und genau das garantiert die Verschlüsselung der Firmware. Da der Nano keine unverschlüsselte Firmware ausführt, lässt sich kein verändertes Programm aufspielen, das den Schlüssel preisgeben oder falsche Daten signieren könnte. Die Verschlüsselung hält den privaten Schlüssel unerreichbar, und die Signatur bürgt damit für jedes Protokoll, während die öffentliche Hälfte, die alles ist, was man zum Verifizieren eines Protokolls braucht, frei geteilt werden kann.
AES-256 und Ed25519 sind offene, veröffentlichte Standards, die intensiv untersucht wurden und denen man die Sicherheit von Online-Banking, Webverkehr und sicheren Shell-Zugängen anvertraut. Zusammen mit einem unerreichbaren privaten Schlüssel macht das ein Nano-Flugprotokoll zu etwas, für das Sie einstehen können, ob Sie eine persönliche Bestleistung jagen oder ein offizielles Wettbewerbsergebnis einreichen.
Protokolle von Firmware vor 1.52
Ältere Firmware signierte Protokolle mit HMAC SHA-256 statt Ed25519 und mischte dabei einen geheimen Schlüssel, den der Nano und unsere Server teilten, in denselben Fingerabdruck der ganzen Datei. Manipulationen sind damit genauso erkennbar, und die Altimeter Cloud verifiziert diese Protokolle weiterhin automatisch, sodass nichts, was Sie bereits aufgezeichnet haben, betroffen ist.
Der Wechsel zu Ed25519 mit 1.52 hat das beibehalten und zwei Dinge hinzugefügt: Der Signaturschlüssel auf dem Gerät wurde privat, wobei unsere Server nur die öffentliche Hälfte halten, und ein Protokoll kann von jedem mit dem öffentlichen Schlüssel unabhängig verifiziert werden.