Une approche générique pour protéger les cartes à puce Java Card ™ contre les attaques logicielles

A Generic Approach for Protecting Java Card™ Smart Card Against Software Attacks

• Auteur / Autrice : Guillaume Bouffard
• Direction : Jean-Louis Lanet
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Informatique
• Date : Soutenance le 10/10/2014
• Etablissement(s) : Limoges
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences et ingénierie pour l'information, mathématiques (Limoges ; 2009-2018)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : XLIM
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Jean-Louis Lanet, Eric Poll, Emmanuel Prouff, Eric Vetillard
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : David Naccache, Peter Ryan

Mots clés

Mots clés contrôlés

Systèmes informatiques -- Mesures de sûreté

Systèmes sur puce

Mots clés libres

Smart Card

Java Card

Software Security

Carte à puce

Java Card

Sécurité logicielle

Résumé

De nos jours, la carte à puce est la pierre angulaire de nos usages quotidiens. En effet, elle est indispensable pour retirer de l'argent, voyager, téléphoner, ... Pour améliorer la sécurité tout en bénéficiant d'un environnement de développement facilité, la technologie Java a été adaptée pour être embarquée dans les cartes à puce. Présentée durant le milieu des années 90, cette technologie est devenue la plate-forme principale d'exécution d'applications sécurisées. De part leurs usages, ces applications contiennent des informations sensibles pouvant intéresser des personnes mal intentionnées.Dans le monde de la carte à puce, les concepteurs d'attaques et de contre-mesures se livrent une guerre sans fin. Afin d'avoir une vue générique de toutes les attaques possibles, nous proposons d'utiliser les arbres de fautes. Cette approche, inspirée de l'analyse de sûreté, aide à comprendre et à implémenter tous les événements désirables et non désirables existants. Nous appliquons cette méthode pour l'analyse de vulnérabilité Java Card. Pour cela, nous définissons des propriétés qui devront être garanties: l'intégrité et la confidentialité des données et du code contenus dans la carte à puce. Dans cette thèse, nous nous sommes focalisés sur l'intégrité du code des applications. En effet, une perturbation de cet élément peut corrompre les autres propriétés. En modélisant les conditions, nous avons découvert de nouveaux chemins d'attaques permettant d'accéder au contenu de la carte. Pour empêcher ces nouvelles attaques, nous présentons de nouvelles contre-mesures pour prévenir les éléments indésirables définis dans les arbres de fautes.

Smart cards are the keystone of various applications which we daily use: pay money for travel, phone, etc. To improve the security of this device with a friendly development environment, the Java technology has been designed to be embedded in a smart card. Introduce in the mid-nineties, this technology becomes nowadays the leading application platform in the world. As a smart card embeds critical information, evil-minded people are interested to attack this device. In smart card domain, attacks and countermeasures are advancing at a fast rate. In order to have a generic view of all the attacks, we propose to use the Fault Tree Analysis. This method used in safety analysis helps to understand and implement all the desirable and undesirable events existing in this domain. We apply this method to Java Card vulnerability analysis. We define the properties that must be ensured: integrity and confidentiality of smart card data and code. During this thesis, we focused on the integrity property, especially on the code integrity. Indeed, a perturbation on this element can break each other properties. By modelling the conditions, we discovered new attack paths to get access to the smart card contents. We introduce new countermeasures to mitigate the undesirable events defined in the tree models.