مقاومة للعبث

الحماية من التلاعب هي منهجية تُستخدم لمنع أو ردع أو كشف الوصول غير المصرح به إلى جهاز أو التحايل على نظام أمني. ونظرًا لإمكانية اختراق أي جهاز أو نظام من قِبل شخص يمتلك المعرفة والمعدات والوقت الكافيين، فإن مصطلح "الحماية من التلاعب" يُعدّ تسمية غير دقيقة ما لم تُفرض قيود صريحة أو مفترضة على موارد الطرف المُتلاعب.

مقاومة العبث هي مقاومة الخلل أو التخريب المتعمد من قبل المستخدمين العاديين للمنتج أو العبوة أو النظام أو من قبل الآخرين الذين لديهم إمكانية الوصول المادي إليه.

تتراوح مقاومة العبث من ميزات بسيطة كالمسامير ذات المحركات الخاصة والأختام المقاومة للعبث، إلى أجهزة أكثر تعقيدًا تُعطّل نفسها أو تُشفّر جميع عمليات نقل البيانات بين الرقائق الإلكترونية، بالإضافة إلى استخدام مواد تتطلب أدوات ومعرفة خاصة. وتُعدّ أجهزة أو ميزات مقاومة العبث شائعة في العبوات لردع العبث بها أو بالمنتج أو لتمكين اكتشافه.

تتكون أجهزة منع العبث من عنصر واحد أو أكثر: مقاومة العبث، وكشف العبث، والاستجابة للعبث، ودليل العبث. ^{[ 1 ]} في بعض التطبيقات، تكون الأجهزة مزودة بدليل على العبث فقط ، وليست مقاومة له.

يشمل التلاعب التغيير أو الغش المتعمد في منتج أو عبوة أو نظام. وقد تشمل الحلول جميع مراحل إنتاج المنتج وتغليفه وتوزيعه ولوجستياته وبيعه واستخدامه. ولا يمكن اعتبار أي حل بمفرده "مضادًا للتلاعب". غالبًا ما يتطلب الأمر معالجة مستويات متعددة من الأمن للحد من مخاطر التلاعب. ^{[ 2 ]}

قد تشمل بعض الاعتبارات ما يلي:

• حدد من قد يكون الشخص الذي قد يتلاعب بالأجهزة: مستخدم عادي، طفل، شخص تحت رعاية طبية، شخص ساذج، سجين، مخرب، مجرمون منظمون، إرهابيون، حكومة فاسدة. ما مستوى المعرفة والمواد والأدوات التي قد يمتلكونها؟
• حدد جميع الطرق الممكنة للوصول غير المصرح به إلى منتج أو عبوة أو نظام. بالإضافة إلى الوسائل الأساسية للدخول، ضع في اعتبارك أيضًا الطرق الثانوية أو "الخلفية".
• التحكم في الوصول إلى المنتجات أو الأنظمة ذات الأهمية أو الحد منه.
• تحسين مقاومة العبث لجعل العبث أكثر صعوبة، ويستغرق وقتاً أطول، وما إلى ذلك.
• أضف ميزات مضادة للتلاعب للمساعدة في الإشارة إلى وجود تلاعب.
• توعية الناس بضرورة الانتباه إلى أدلة التلاعب.

لا يمكن فتح معظم الأجهزة وملحقاتها إلا باستخدام أداة خاصة. يهدف هذا الإجراء إلى منع الوصول العرضي أو غير المقصود إلى الأجزاء المكهربة أو الساخنة، أو إتلاف المعدات. قد يستخدم المصنّعون براغي مقاومة للعبث، لا يمكن فكها بالأدوات العادية. تُستخدم هذه البراغي في التجهيزات الكهربائية في العديد من المباني العامة للحد من العبث أو التخريب الذي قد يُشكّل خطرًا على الآخرين.

ملصق الضمان أعلى القرص الصلب

تم رفع ملصق الضمان. تظهر كلمة "باطل" عدة مرات

قد ينكر المستخدم الذي يُتلف جهازًا بتعديله بطريقة غير مصرح بها من قِبل الشركة المصنعة قيامه بذلك، وذلك للمطالبة بالضمان أو (خاصةً في حالة أجهزة الكمبيوتر الشخصية) للاتصال بقسم الدعم الفني لطلب المساعدة في إصلاحه. قد تكون الأختام المقاومة للعبث كافيةً للتعامل مع هذه المشكلة. ومع ذلك، لا يمكن التحقق منها بسهولة عن بُعد، ولدى العديد من الدول شروط ضمان قانونية تُلزم الشركات المصنعة بصيانة الجهاز. تمنع البراغي المقاومة للعبث معظم المستخدمين العاديين من العبث بالجهاز من الأساس. في الولايات المتحدة، يمنع قانون ماغنوسون-موس للضمان الشركات المصنعة من إلغاء الضمانات لمجرد العبث. لا يُلغى الضمان إلا إذا أثر العبث فعليًا على الجزء المعطل، وكان من الممكن أن يتسبب في العطل.

تُستخدم المعالجات الدقيقة المقاومة للتلاعب لتخزين ومعالجة المعلومات الخاصة أو الحساسة، مثل المفاتيح الخاصة أو رصيد النقود الإلكترونية . ولمنع المهاجمين من استرجاع المعلومات أو تعديلها، تُصمَّم هذه الرقائق بحيث لا يمكن الوصول إلى المعلومات عبر وسائل خارجية، ولا يمكن الوصول إليها إلا من خلال البرامج المدمجة، والتي يجب أن تتضمن تدابير الأمان المناسبة.

تشمل أمثلة الرقائق المقاومة للتلاعب جميع معالجات التشفير الآمنة ، مثل IBM 4758 والرقائق المستخدمة في البطاقات الذكية ، بالإضافة إلى رقاقة كليبر .

وقد قيل إنه من الصعب للغاية جعل الأجهزة الإلكترونية البسيطة آمنة ضد التلاعب، لأن العديد من الهجمات ممكنة، بما في ذلك:

• الهجوم المادي بأشكال مختلفة (الفحص المجهري، المثاقب، المبارد، المذيبات، إلخ).
• تجميد الجهاز
• تطبيق فولتيات خارج المواصفات أو ارتفاعات مفاجئة في الطاقة
• تطبيق إشارات ساعة غير عادية
• إحداث أخطاء برمجية باستخدام الإشعاع (مثل الموجات الدقيقة أو الإشعاع المؤين )
• قياس متطلبات الوقت والطاقة الدقيقة لعمليات معينة (انظر تحليل الطاقة )

قد تُصمَّم الرقائق المقاومة للعبث بحيث تُفرغ بياناتها الحساسة (وخاصةً مفاتيح التشفير ) من ذاكرتها إذا اكتشفت اختراقًا لغلافها الأمني ​​أو تجاوزًا لمواصفات البيئة المحيطة. بل قد تُصنَّف الرقاقة أيضًا على أنها قادرة على "التفريغ البارد"، أي تفريغ ذاكرتها حتى بعد انقطاع التيار الكهربائي عنها. إضافةً إلى ذلك، قد تُصمَّم طرق التغليف المُخصَّصة المستخدمة في بعض منتجات التشفير بحيث تُعرَّض لإجهاد داخلي مُسبق، ما يؤدي إلى كسر الرقاقة عند محاولة العبث بها.

مع ذلك، فإن حقيقة امتلاك المهاجم للجهاز لفترة طويلة، وربما حصوله على عينات أخرى عديدة للاختبار والتدريب، تجعل من المستحيل القضاء تمامًا على التلاعب من قِبل خصم لديه دافع قوي. لذا، يُعدّ تصميم النظام ككل أحد أهم عناصر حمايته. وعلى وجه الخصوص، يجب أن تتميز الأنظمة المقاومة للتلاعب بقدرتها على " الانهيار بسلاسة " من خلال ضمان عدم تسبب اختراق جهاز واحد في اختراق النظام بأكمله. وبهذه الطريقة، يمكن عمليًا حصر المهاجم في الهجمات التي تتجاوز تكلفتها العائد المتوقع من اختراق جهاز واحد. ونظرًا لأن تكلفة تنفيذ أكثر الهجمات تعقيدًا تُقدّر بمئات آلاف الدولارات، فقد تكون الأنظمة المصممة بعناية منيعة عمليًا.

في الولايات المتحدة، تتطلب مواصفات الشراء وجود ميزات مضادة للتلاعب (AT) في الأنظمة الإلكترونية العسكرية. ^{[ 1 ]}

تُستخدم تقنية مقاومة العبث في البطاقات الذكية وأجهزة الاستقبال الرقمية وغيرها من الأجهزة التي تستخدم إدارة الحقوق الرقمية (DRM). في هذه الحالة، لا يكمن الهدف في منع المستخدم من إتلاف الجهاز أو إلحاق الضرر بنفسه، بل في منعه من استخراج الرموز أو الحصول على تدفق البتات المُفكَّك وحفظه. ويتم ذلك عادةً عن طريق تضمين العديد من ميزات النظام الفرعي داخل كل شريحة (بحيث تكون الإشارات والحالات الداخلية غير قابلة للوصول) والتأكد من تشفير ناقلات البيانات بين الشرائح.

تستخدم آليات إدارة الحقوق الرقمية (DRM) الشهادات والتشفير غير المتماثل في كثير من الحالات. وفي جميع هذه الحالات، تعني مقاومة التلاعب عدم السماح لمستخدم الجهاز بالوصول إلى شهادات الجهاز الصالحة أو مفاتيحه العامة والخاصة. وتُعرف عملية جعل البرامج قوية ضد هجمات التلاعب باسم "البرمجيات المضادة للتلاعب".

تُعدّ مقاومة العبث ضرورية أحيانًا في التغليف ، على سبيل المثال:

• تتطلب بعض اللوائح الخاصة بالأدوية ذلك.
• قد تتعرض المنتجات ذات القيمة العالية للسرقة.
• يجب أن تبقى الأدلة دون تغيير تحسباً لأي إجراءات قانونية محتملة.

يمكن تضمين خاصية مقاومة العبث في تصميم العبوة أو إضافتها إليها . ^{[ 3 ]} ومن الأمثلة على ذلك:

• طبقات تغليف إضافية (لا توجد طبقة أو مكون واحد "مقاوم للعبث").
• عبوة تتطلب أدوات للدخول
• تغليف قوي وآمن للغاية
• العبوات التي لا يمكن إعادة إغلاقها
• أختام مقاومة للعبث ، وأشرطة أمان ، وميزات أخرى

يُقال أيضاً إن البرمجيات مقاومة للتلاعب عندما تتضمن إجراءات تجعل الهندسة العكسية أكثر صعوبة، أو تمنع المستخدم من تعديلها خلافاً لرغبة الشركة المصنعة (مثل إزالة قيد على كيفية استخدامها). ومن الطرق الشائعة المستخدمة في ذلك إخفاء الشفرة .

ومع ذلك، فإن مقاومة التلاعب الفعالة في البرمجيات أصعب بكثير من مقاومتها في الأجهزة، حيث يمكن التلاعب ببيئة البرمجيات إلى حد شبه تعسفي باستخدام المحاكاة.

في حال تطبيقها، ستجعل الحوسبة الموثوقة التلاعب بالبرمجيات المحمية صعبًا على الأقل مثل التلاعب بالأجهزة، إذ سيتعين على المستخدم اختراق شريحة الثقة لمنح شهادات مزورة لتجاوز المصادقة عن بُعد والتخزين المحكم. مع ذلك، توضح المواصفات الحالية أن الشريحة ليست مصممة لتكون مقاومة للتلاعب ضد أي هجوم مادي متطور نسبيًا؛ ^{[ 4 ]} أي أنها ليست مصممة لتكون آمنة مثل جهاز مقاوم للتلاعب.

ويترتب على ذلك أثر جانبي يتمثل في أن صيانة البرامج تصبح أكثر تعقيدًا لأن تحديثات البرامج تحتاج إلى التحقق من صحتها، وقد تؤدي الأخطاء في عملية الترقية إلى تشغيل خاطئ لآلية الحماية.

• جرائم قتل بسبب تايلينول في شيكاغو
• عبوة مقاومة للأطفال
• FIPS 140-2
• بطاقة حبر
• التعبئة والتغليف والملصقات
• سرقة الطرود
• مفتاح مقاوم للعبث
• تقنية مقاومة للعبث
• غضب اللف

• سميث، شون؛ واينغارت، ستيف (1999). "بناء معالج مساعد آمن عالي الأداء وقابل للبرمجة". شبكات الحاسوب . 31 (9): 831-860 . CiteSeerX 10.1.1.22.8659 . doi : 10.1016/S1389-1286(98)00019-X . 
• روزيت، جاك ل. (1992). تحسين التغليف المقاوم للعبث: المشكلات والاختبارات والحلول . تايلور وفرانسيس. ISBN 978-0877629061.

• مقاومة العبث  – ملاحظة تحذيرية
• مبادئ تصميم معالجات البطاقات الذكية المقاومة للتلاعب
• هجمات منخفضة التكلفة على الأجهزة المقاومة للعبث