Évaluation de l’efficacité des techniques d’injection de fautes, au sein de microcontrôleurs, par agression électromagnétique

Evaluation of the efficiency of the techniques of injection of faults, within microcontroleurs, by MediumElectromagnetic

• Auteur / Autrice : Karim Tobich
• Direction : Philippe Maurine
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Systèmes automatiques et microélectroniques
• Date : Soutenance le 26/03/2013
• Etablissement(s) : Montpellier 2
• Ecole(s) doctorale(s) : Information, Structures, Systèmes (Montpellier ; École Doctorale ; 2009-2014)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire d'informatique, de robotique et de micro-électronique (Montpellier ; 1992-....)
• Jury : Président / Présidente : Lionel Torres
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Philippe Maurine, Lionel Torres, Étienne Sicard, Marc Belleville, Laurent Chusseau, Pascal Nouet, Mathieu Lisart, Pierre-Yvan Liardet
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Étienne Sicard, Marc Belleville

Mots clés

Mots clés contrôlés

Électromagnétisme

Microcontrôleurs

Circuits intégrés

Lidar

Mots clés libres

Circuits intégrés sécurisés

Injection électromagnetique

Modélisation

Test

Integrated circuit secured

Elctromagnetic injection

Modeling

Test

Résumé

De nos jours, le LASER reste l'outil le plus efficace et le plus utilisé pour injecter des fautes au sein des micro-contrôleurs sécurisés modernes. Parmi ses principaux avantages nous pouvons citer ses fortes résolutions spatiale et temporelle. Ces avantages ne sont toutefois accessibles qu'au prix d'investissements conséquents en temps et argent avec un coût oscillant entre deux et quatre centaines de milliers d'euros selon la qualité du LASER.Outre ces aspects financiers, la publication par les scientifiques, ainsi que l'intégration par les fabricants de cartes à puce, de contre-mesures efficaces, comme les détecteurs de lumière, ont incité aux développements de techniques d'injection de fautes alternatives et à coûts plus modérés. Parmi ces techniques alternatives, nous trouvons les techniques d'injection de faute(s) par médium électromagnétique qui permettent de perturber le comportement des circuits. C'est dans ce contexte que cette thèse présente les principaux effets de ce type d'injection de fautes en procédant à une première décomposition face avant face arrière, puis à une seconde lié à la forme du signal perturbateur utilisé (harmonique ou pulsé). Nous avons ainsi pu mettre en exergue des effets de coulage avec les lignes de métallisations mais aussi des effets de Forward sur le circuit cible.

Nowadays, LASER remains the tool the most effective and most used to inject faults within the modern secure microcontrollers. Among its main advantages we can quote its strong spatial and temporal resolutions. These advantages are however accessible only to the price of consequent investments in time and money with a cost oscillating between two and four hundreds of thousand euro according to the quality of the LASER. Besides these financial aspects, the publication by scientists, as well as the integration by the manufacturers of smart cards, effective countermeasures, as light detectors, incited to the development of alternative faults injection techniques with moderate costs. Among these alternative techniques, we find the electromagnetic fault injection techniques which allow perturbing the behavior of circuits. It is in this context that this thesis presents the main effects of this kind of fault injection by proceeding to a first decomposition in front side and back side, then in one second bound to the shape of the disturbing signal (harmonic or pulsed) used. So, we highlight coupling effects with metals lines but also a Forward effect on the target circuit.