Fonction Physique Non-clonable pour la Sécurité du Cycle de Vie d'un Objet Cyber-physique

Physical Unclonable Functions for Security of life cycle of a cyber-physical object

• Auteur / Autrice : Johan Marconot
• Direction : David Hély
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Nanoélectronique et nanotechnologie
• Date : Soutenance le 09/07/2020
• Etablissement(s) : Université Grenoble Alpes
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale électronique, électrotechnique, automatique, traitement du signal (Grenoble ; 199.-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire d'électronique et de technologie de l'information (Grenoble ; 1967-....)
• Jury : Président / Présidente : Giorgio Di Natale
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Assia Tria
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Lilian Bossuet, Sylvain Guilley

Mots clés

Mots clés contrôlés

Systèmes informatiques -- Mesures de sûreté

Circuits intégrés

Sécurité informatique

Internet des objets

Mots clés libres

Fonction physique non clonable

Objet connecté

Système cyber-Physique

Cycle de vie

Système sur puce

Physically Unclonable Functions

System on chip

Connected object

Cyber-Physical system

Life cycle

Résumé

La thèse porte sur la conception de solutions pour sécuriser les biens essentiels et les fonctionnalités des objets connectés au cours de leur cycle de vie. Ce cycle est composé d’interactions multiples, où divers acteurs interviennent et requièrent des accès à l’objet pour les tâches spécifique qui leur sont attribuées. Cela expose des éléments sensibles ou propriétaire à des menaces et entraine une perte confiance. Les solutions doivent assurer qu’une partie prenante dispose d’un accès uniquement aux atouts qui lui sont autorisées et nécessaires. Outre ces besoins de sécurité, les solutions proposées doivent répondre aussi aux contraintes de ressources et de performances.Ces recherches apportent deux contributions: la formalisation des exigences de sécurité du cycle de vie des objets cyber-physiques et la proposition d’un nouveau modèle d’extraction pour digital PUF dont le schéma logique se base sur les réseaux dits SPN. Les configurations optimales pour ce modèle sont identifiées et offrent un compromis entre la surface occupée par le circuit, la fréquence et les métriques de sécurité. Cette étude apporte une base solide pour concevoir un strong digital PUF, intégrable dès le début du cycle de vie et assurant les propriétés de sécurité et le niveau de performances requis. Cela répond au besoin de sécuriser le cycle de vie en amont des phases de déploiement et d’utilisation, et ce en respectant des exigences de coûts.

The thesis focus on the conception of solutions to secure, all along its lifecycle, the assets and the functions which are embedded into a connected object. The lifecycle induces multiple interactions which expose the assets. Still, each actor may need private access in order to perform technical operations which have to be done. The solution has to securely manage the access requests but also takes account of the fact that most of the connected object are resources constraints system.We provide two main contributions: the analysis of security requirements for the device lifecycle and a new model of extraction circuit for strong digital PUF. The identified configuration for the extraction circuit offer trade-off between the circuit area, the frequency and the security metrics. It allows to conceive an efficient DPUF which could be integrated at fabrication chip, ensuring authentication property and performance requirements for lifecycle.