Imagerie Infrarouge, Intégrité des Circuits Intégrés et Sécurité Matérielle

Infrared Imaging for Integrated Circuit Trust and Hardware Security

• Auteur / Autrice : Maxime Cozzi
• Direction : Philippe Maurine, Jean-Marc Gallière
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : SYAM - Systèmes Automatiques et Micro-Électroniques
• Date : Soutenance le 18/11/2019
• Etablissement(s) : Montpellier
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Information, Structures, Systèmes (Montpellier ; 2015-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire d'informatique, de robotique et de micro-électronique (Montpellier ; 1992-....)
• Jury : Président / Présidente : Pascal Nouet
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Philippe Maurine, Jean-Marc Gallière, Pascal Nouet, Vincent Beroulle, Jean-Michel Portal, Séverine Gomès
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Vincent Beroulle, Jean-Michel Portal

Mots clés

Mots clés contrôlés

Rétro-ingénierie (informatique)

Virus informatiques

Circuits intégrés

Systèmes de sécurité

Imagerie infrarouge

Mots clés libres

Infrarouge

Sécurité matériel

Circuits intégrés

Chevaux de Troie

Rétro-Ingénierie

Infrared

Hardware security

Integrated circuits

Hardware Trojan

Reverse Engineering

Résumé

La généralisation des circuits intégrés et plus généralement de l'électronique à tous les secteurs d'activité humaine, nécessite d'assurer la sécurité d'un certain nombre de systèmes critiques (militaire, finance, santé, etc). Aujourd'hui, l'intégrité de ces systèmes repose sur un éventail d'attaques connues, pour lesquelles des contremesures ont été développées.Ainsi, la recherche de nouvelles attaques contribue fortement à la sécurisation des circuits électroniques. La complexité toujours croissante des circuits, permise par les progrès dans les technologies silicium, a pour conséquence l'apparition de circuits occupant de plus en plus de surface. La retro-ingénierie est donc une étape souvent obligatoire menée en amont d'une attaque afin de localiser les périphériques et autres régions d'intérêts au sein du circuit visé. Dans cet objectif, l'étude présenté dans ce document propose de nouvelles méthodes d'imagerie infrarouge. En particulier, il est démontré que l'analyse statistique des mesures infrarouge permet d'automatiser la localisation des régions électriquement active d'un circuit. Aussi, une nouvelle méthode de comparaison statistique d'image infrarouge est proposée. Enfin, ces résultats sont acquis au moyen d'une plateforme de mesure faible cout, permettant de détecter toute activité électrique possédant une consommation supérieure à 200µW.

The generalization of integrated circuits and more generally electronics to everyday life systems (military, finance, health, etc) rises the question about their security. Today, the integrity of such circuits relies on a large panel of known attacks for which countermeasures have been developed. Hence, the search of new vulnerabilities represents one of the largest contribution to hardware security. The always rising complexity of dies leads to larger silicon surfaces.Circuit imaging is therefore a popular step among the hardware security community in order to identify regions of interest within the die. In this objective, the work presented here proposes new methodologies for infrared circuit imaging. In particular, it is demonstrated that statistical measurement analysis can be performed for automated localization of active areas in an integrated circuit.Also, a new methodology allowing efficient statistical infrared image comparison is proposed. Finally, all results are acquired using a cost efficient infrared measurement platform that allows the investigation of weak electrical source, detecting power consumption as low as 200 µW.