Was EAL-Zertifizierungen garantieren – und was nicht

Wenn du Hardware-Wallets vergleichst, stößt du schnell auf EAL-Bewertungen als Verkaufsargument. Ein EAL6+ Secure Element gilt als höchster erreichbarer Sicherheitsstandard. Die Bewertungen sind echt, der Zertifizierungsprozess ist streng, und die Chips mit diesen Labels wurden tatsächlich nach anspruchsvollen Standards getestet.
 

Aber EAL-Zertifizierungen gehören auch zu den am häufigsten missverstandenen Konzepten im Hardware-Wallet-Marketing. Sie werden regelmäßig als nahezu absolute Sicherheitsgarantie dargestellt und so verstanden – das sind sie aber nicht.
 

In diesem Artikel erklären wir das EAL-Rahmenwerk von Grund auf, zeigen, was die Prüfverfahren bei EAL5+ und EAL6+ tatsächlich beinhalten, nennen die konkreten Chips in Hardware-Wallets und deren zertifizierte Stufen und gehen auf die drei strukturellen Grenzen ein, die diese Zertifizierung nicht abdeckt.

EAL-Zertifizierungen zeigen, wie tiefgehend und sorgfältig die Sicherheitsprüfung eines Chips war. Sie sagen aber nicht, dass der Chip nicht kompromittiert werden kann. Das sind unterschiedliche Aussagen – und wer sie verwechselt, wiegt sich in falscher Sicherheit.

Was ist Common Criteria?

Common Criteria (offiziell: Common Criteria for Information Technology Security Evaluation, ISO/IEC 15408) ist ein internationales Rahmenwerk zur Bewertung der Sicherheit von IT-Produkten. Es wurde 1999 eingeführt, um die zuvor zersplitterte Landschaft nationaler Sicherheitsprüfungen zu vereinheitlichen.
 

Heute beteiligen sich über 30 Länder an der Common Criteria Recognition Arrangement (CCRA). Ein CC-Zertifikat ist der weltweit anerkannte Standard für unabhängig geprüfte Produktsicherheit.
 

Target of Evaluation

Das Rahmenwerk dreht sich um einen Kernbegriff: das Target of Evaluation (TOE). Das TOE ist das konkrete Produkt oder Bauteil, das bewertet wird. Bei Secure Elements ist das TOE meist der Chip selbst – inklusive Hardware-Architektur, Embedded-Betriebssystem und der darauf laufenden Kryptobibliothek.

Der Hersteller des TOE reicht ein Security Target ein – eine formale Spezifikation, was das Produkt schützen soll, gegen welche Bedrohungen es resistent sein muss, welche Sicherheitsfunktionen es umsetzt und unter welchen Annahmen diese Funktionen gelten.
 

Zertifikatsvergabe

Ein akkreditiertes, unabhängiges Prüflabor testet das Produkt dann anhand dieser Vorgaben – mit der Tiefe und Strenge, die dem angestrebten EAL-Level entspricht. Erfüllt das Produkt das Security Target auf dem angegebenen Niveau, stellt eine nationale Zertifizierungsstelle das Zertifikat aus.

Ein wichtiger Punkt: Bewertet wird immer gegen das eigene Security Target – also das, was der Hersteller zugesichert hat. Ein Produkt, das überschaubaren Schutz verspricht und diesen liefert, kann das gleiche EAL erreichen wie eines mit sehr umfassenden Schutzmaßnahmen.

EAL misst die Prüftiefe – nicht den Anspruch oder die Vollständigkeit des Sicherheitsdesigns. Diese Struktur ist bewusst gewählt, damit CC für unterschiedlichste Produkte anwendbar bleibt.

Kurzüberblick: Die EAL-Skala

Common Criteria definiert sieben Evaluation Assurance Levels – EAL1 bis EAL7. Jede Stufe steht für höhere Anforderungen an die Prüfmethodik: vor allem, wie umfassend das Design dokumentiert, analysiert und getestet wurde und wie fortgeschritten der angenommene Angreifer ist.

Höhere EAL-Stufen machen ein Produkt nicht automatisch sicherer – sie bedeuten, dass es gründlicher geprüft wurde.

Ein Produkt mit eng gefassten, aber korrekt umgesetzten Sicherheitsfunktionen, das nach EAL6 bewertet wurde, ist im Praxiseinsatz nicht automatisch sicherer als eines mit breiterem Funktionsumfang auf EAL4. Entscheidend ist immer, was das jeweilige Security Target abdeckt.

Für Hardware-Wallets und Secure Elements sind EAL5+ und EAL6+ die relevanten Stufen. EAL4 gilt als Standard für Unternehmenssoftware wie Betriebssysteme und Firewalls. EAL7, die höchste Stufe, ist in der Praxis auf eng umrissene militärische und klassifizierte Systeme beschränkt.
 

Das "+"-Suffix steht für Augmentation: Zusätzliche Anforderungen, die über die Basisstufe hinaus geprüft wurden. Für Secure Elements ist die wichtigste Augmentation meist AVA_VAN.5 – das ist die höchste Stufe der Schwachstellenanalyse, bei der Prüfer Angriffe mit den fortschrittlichsten öffentlich verfügbaren Techniken versuchen müssen.

Was EAL5+ und EAL6+ beinhalten

Der Unterschied zwischen EAL5 und EAL6 liegt in der Tiefe der Designverifikation und dem angenommenen Angreiferprofil. Beide Stufen verlangen Penetrationstests durch unabhängige Prüfer, die versuchen, den Chip zu kompromittieren.
 

EAL5+: Semiformal verifiziertes Design und getestet

Bei EAL5+ müssen Hersteller semiformal dokumentierte Designs vorlegen – also eine strukturierte, mathematische Darstellung der Sicherheitsarchitektur des Chips, die über die Anforderungen niedrigerer Stufen hinausgeht.

Unabhängige Prüfer analysieren diese Designs auf Schwachstellen und führen Penetrationstests durch – so, wie es ein Angreifer mit hohem Angriffspotenzial tun würde: mit viel technischem Know-how, Ressourcen, Motivation und ausreichend Zeit, den Chip zu untersuchen.

Der ST33J2M0, das Secure Element von STMicroelectronics im Ledger Nano X, ist EAL5+-zertifiziert. Das ist der Standard für Chips in Banking-Anwendungen, Zahlungsterminals und den meisten kontaktbasierten Smartcards.
 

EAL6+: Semiformal verifiziertes Design und getestet (erweitert)

EAL6+ verlangt deutlich mehr als EAL5+. Die Designverifikation muss umfassender sein und mehr interne Module sowie deren Zusammenspiel abdecken.

Die Schwachstellenanalyse wird auf ein breiteres Spektrum von Angriffsszenarien ausgeweitet. Der angenommene Angreifer hat jetzt "sehr hohes Angriffspotenzial" – mit modernsten Techniken, längerer Analysezeit und professioneller Ausrüstung, einschließlich Fault-Injection und invasiver Chip-Analyse.

EAL6+ ist der Standard für Produkte, die in Umgebungen eingesetzt werden, in denen erhebliche Ressourcen auf ein einziges Ziel gerichtet werden könnten: Secure Elements in Regierungspässen, Banking-HSMs und sicherheitssensitive Hardware für Endnutzer.

Ein Chip mit EAL6+-Zertifizierung wurde von erfahrenen Sicherheitsforschern mit professionellem Equipment angegriffen – und diese Angriffe sind im Rahmen der Prüfung gescheitert.

Der ST33K1M5 (im Ledger Nano S Plus, Stax und Flex), Samsung Semiconductors (insbesondere die S3D350-Familie in Tangem Wallets), die NXP SE050/SE051-Familie, NXP P60/SmartMX2-Serie sowie die Infineon SLE78/OPTIGA-Familie sind allesamt EAL6+-zertifiziert. Diese Chips finden sich in Hardware-Wallets am oberen Ende des Sicherheitsspektrums.

Secure Elements in Hardware-Wallets

Drei zentrale Grenzen von EAL-Zertifizierungen

EAL-Zertifizierungen sind die stärkste unabhängige Bestätigung, dass ein Chip ernsthaft gegen fortschrittliche Angriffstechniken geprüft wurde. Sie haben aber drei grundsätzliche strukturelle Grenzen.

Grenze 1: Das Scope-Problem

Jede EAL-Prüfung ist an das Target of Evaluation gebunden – oft nur der Chip selbst. Alles außerhalb dieses Scopes ist explizit nicht Teil der Bewertung, was direkte praktische Folgen hat.
 

Sogar im Chip werden nur bestimmte Sicherheitsfunktionen geprüft. Wird ein Chip etwa auf Widerstandsfähigkeit gegen Power-Analysis-Angriffe bei RSA-Operationen getestet, ist nur diese Funktion zertifiziert.
 

Wird später z. B. eine ECDSA-Signaturfunktion hinzugefügt, die im Security Target nicht explizit abgedeckt ist, gilt für diese keine geprüfte Sicherheit auf gleichem Niveau.

Grenze 2: Das Snapshot-Problem

Ein EAL-Zertifikat gilt für einen bestimmten Zeitpunkt, eine bestimmte Produktversion und Konfiguration. Das Zertifikat verliert nicht automatisch seine Gültigkeit, wenn neue Angriffstechniken entdeckt oder Schwachstellen im geprüften Produkt gefunden werden.
 

Dadurch entsteht eine Lücke zwischen Zertifikatsdatum und aktuellem Sicherheitsstatus. Wegweisende Forschung der University of Cambridge Computer Laboratory von Skorobogatov und Anderson zeigte bereits 2002, dass optische Fault-Injection-Angriffe auf sichere Mikrocontroller und Smartcards mit Equipment unter 40 US-Dollar möglich sind – ein Befund, der die Smartcard-Branche erschütterte und Hersteller zwang, Gegenmaßnahmen in bereits zertifizierten Chips nachzurüsten.

Grenze 3: Das Threat-Model-Gap

Bei EAL6+ wird von einem Angreifer mit sehr hohem Angriffspotenzial ausgegangen: großes technisches Know-how, Zugang zu professionellem Equipment, viel Zeit und Motivation.
 

Dieses Threat Model ist nach jedem kommerziellen Sicherheitsstandard anspruchsvoll – deckt aber nicht automatisch jeden Angreifer ab, dem ein Gerät begegnen könnte, und schließt geheime Angriffstechniken aus.
 

Das Prüflabor verwendet öffentlich bekannte Methoden. Geheimdienste mit Zugang zu nicht veröffentlichten Forschungsergebnissen könnten über Angriffstechniken verfügen, die bei der Bewertung nicht berücksichtigt wurden.
 

EAL6+ bedeutet: Ein kompetenter, gut ausgestatteter, unabhängig akkreditierter Prüfer hat versucht, diesen Chip mit den besten öffentlich verfügbaren Methoden – bezogen auf die im Security Target definierten Sicherheitsfunktionen – zu kompromittieren und ist gescheitert. Das ist nicht gleichbedeutend mit: „Dieser Chip kann nicht kompromittiert werden.“

Fazit

EAL-Bewertungen sind ein wertvoller Indikator – einer von mehreren, jeder mit begrenztem Aussagebereich.

Beim Vergleich von Wallets gilt:

• Prüfe die genaue Chip-Version auf dem CC-Portal.
• Stelle sicher, dass das gesamte Gerät (nicht nur der Chip) unabhängig auditiert wurde.
• Verstehe die Firmware-Architektur; unveränderliche Firmware schließt die Update-Angriffsfläche, die durch das EAL-Zertifikat des Chips nicht abgedeckt ist.