Nouvelles Contre-Mesures pour la Protection de Circuits Intégrés

New Protection Strategies for Integrated Circuits

• Auteur / Autrice : Jean-Michel Cioranesco
• Direction : David Naccache
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Informatique
• Date : Soutenance le 18/12/2014
• Etablissement(s) : Paris 1
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale de Management Panthéon-Sorbonne (Paris)
• Partenaire(s) de recherche : Equipe de recherche : Université Paris 1 Panthéon-Sorbonne. Centre de recherche en informatique (1986-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Université Paris 1 Panthéon-Sorbonne. Centre de recherche en informatique (1986-....)
• Jury : Président / Présidente : Camille Salinesi
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : David Naccache, Christof Paar, Pierre Paradinas, Marc Watin-Augouard
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Jean-Jacques Quisquater, Christophe Rosenberger

Mots clés

Mots clés contrôlés

Chiffrement (informatique)

Circuits intégrés

Cryptographie

Systèmes informatiques -- Mesures de sûreté

Mots clés libres

Attaques par canaux cachés

Attaques invasives

Analyse par consommation de courant

Circuit intégré

Bouclier actif

Émanations électromagnétiques

Chiffrement sécurisé

Sécurité embarquée

Side-channel attacks

Invasive attacks

Differential power analysis

Integrated circuit

Active shield

Embedded security

Cryptography

Fault attack

Résumé

Les domaines d'application de la cryptographie embarquée sont très divers et se retrouvent au croisement de toutes les applications personnelles, avec un besoin évident de confidentialité des données et également de sécurité d'accès des moyens de paiement. Les attaques matérielles invasives ont fait de tous temps partie de l'environnement industriel. L'objectif de cette thèse est de proposer de nouvelles solutions pour protéger les circuits intégrés contre ces attaques physiques. La première partie décrit les notions d'attaques par canaux cachés, d'attaques invasives et de retro-conception. Plusieurs exemples de ces types d'attaques ont pu être mis en œuvre pendant le travail de recherche de cette thèse, ils sont présentés en détail dans cette partie. La deuxième partie est consacrée à des propositions de différentes contre-mesures pour contrer des attaques par canaux cachés ayant pour vecteur la consommation de courant. La troisième partie est dédiée à la protection contre les attaques invasives en utilisant divers types de boucliers et capteurs. Nous conclurons ce manuscrit de thèse par la proposition d'un bouclier actif cryptographique inviolable ayant pour but premier de contrer Je sondage, mais aussi celui de détecter l'injection de fautes et d'être immunisé contre les analyses par consommation de courant.

Embedded security applications are diverse and at the center of all personal embedded applications. They introduced an obvious need for data confidentiality and security in general. Invasive attacks on hardware have always been part of the industrial scene. The aim of this thesis is to propose new solutions in order to protect embedded circuits against some physical attacks described above. ln a first part of the manuscript, we detail the techniques used to achieve side-channel, invasive attacks and reverse engineering. I could implement several of these attacks during my thesis research, they will be detailed extensively. ln the second part we propose different hardware countermeasures against side-channel attacks. The third part is dedicated to protection strategies against invasive attacks using active shielding and we conclude this work by proposing an innovative cryptographic shield which is faulty and dpa resistant.