Analyse et amélioration de la logique double rail pour la conception de circuits sécurisés

Analysis and improvement of dual-rail logic for designing secure circuits

• Auteur / Autrice : Hanitriniaina Mamitiana Alin Razafindraibe
• Direction : Michel Robert, Marc Renaudin
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Électronique, optronique et systèmes
• Date : Soutenance en 2006
• Etablissement(s) : Montpellier 2

Mots clés

Mots clés contrôlés

Systèmes informatiques -- Mesures de sûreté

Circuits intégrés

Résumé

Dans le domaine de la conception de circuits sécurisés (cartes à puce) et plus particulièrement des circuits robustes aux attaques différentielles en puissance (DPA), la logique double rail apparaît comme une alternative intéressante à la logique statique CMOS. En effet, le codage associé à ce style de logique offre la possibilité d'équilibrer la consommation rendant ainsi impossible les attaques DPA. Partant de ce constat, dans cette thèse, nous nous sommes focalisés sur l’analyse des atouts et faiblesses de la logique double rail et surtout à son amélioration. Dans un premier temps, nous avons montré qu'un circuit double rail est nettement plus résistant aux attaques DPA que son homologue simple rail. Dans un deuxième temps, après une étude approfondie de l'impact de la synthèse physique sur la robustesse de la logique double rail, nous avons abouti à la conclusion qu'en présence de déséquilibres des capacités de charge, des temps de transition et des temps d'arrivée, les circuits double rail peuvent perdre leur avantage et devenir vulnérables aux attaques DPA. Cette étude a permis de définir quelques métriques de robustesse aux attaques DPA à partir desquelles nous avons clairement établi qu'une cellule double rail n'est robuste que si les signaux la contrôlant arrivent tous dans un intervalle de temps particulièrement réduit. Afin d’éliminer cette faiblesse résiduelle de la logique double rail, nous avons finalement proposé une amélioration simple mais efficace de la logique double rail. La logique résultante a été appelée STTL (Secured Triple Track Logic). La mise en œuvre de cette logique a permis de montrer que la logique STTL permet d’obtenir des circuits dont les temps de calcul et la consommation sont indépendants des données