Primitives de sécurité à base de mémoires magnétiques

Hardware security primitives based on magnetic memories

• Auteur / Autrice : Frédéric Ouattara
• Direction : Lionel Torres
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Systèmes automatiques et micro-électroniques
• Date : Soutenance le 06/11/2020
• 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 : Lionel Torres, Pascal Nouet, Lilian Bossuet, Jean-Michel Portal, Ian O'Connor, Bertrand Cambou
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Lilian Bossuet, Jean-Michel Portal

Mots clés

Mots clés contrôlés

Mémoires non-volatiles à accès sélectif

Ordinateurs -- Mémoires magnétiques

Mots clés libres

Mémoire magnétique

TRNG

PUF

Sécurité matérielle

Magnetic memory

TRNG

PUF

Hardware Security

Résumé

Les mémoires magnétiques (MRAM) font partie des technologies de mémoires non volatiles émergentes ayant connu un développement rapide cette dernière décennie. Un des avantages de cette technologie réside dans les domaines d’applications variées dans lesquelles elle peut intervenir. En plus de sa fonction principale de stockage d’information, la MRAM est utilisée de nos jours dans des applications de type capteurs, récepteur RF et sécurité matérielle. Dans cette thèse, nous nous sommes intéressés à l’utilisation des MRAM dans la conception des primitives de sécurité matérielle élémentaires. Dans un premier temps, une exploration dans la conception de TRNG (True Random Number Generator) basée sur des mémoires de type STT-MRAM (Spin Transfert Torque MRAM) a été menée dans le but de réaliser un démonstrateur et de prouver son efficacité pour les applications sécurisées. Les méthodes d’extraction d’aléa dans les mémoires STT et TAS (Thermally Assisted Switching) sont présentées. Nous avons ainsi évalué ces mémoires magnétiques dans le cadre des TRNG mais également pour la génération de PUF (Physically Unclonable Functions) sur des dispositifs physiques.

Magnetic memories (MRAM) are one of the emerging non-volatile memory technologies that have experienced rapid development over the past decade. One of the advantages of this technology lies in the varied fields of application in which it can be used. In addition to its primary function of storing information, MRAM is nowadays used in applications such as sensors, RF receivers and hardware security. In this thesis, we are interested in the use of MRAMs in the design of elementary hardware security primitives. Initially, an exploration in the design of TRNG (True Random Number Generator) based on STT-MRAM (Spin Transfert Torque MRAM) type memories was carried out with the aim of producing a demonstrator and proving its effectiveness for secure applications. Random extraction methods in STT and TAS (Thermally Assisted Switching) memories are presented. We have thus evaluated these magnetic memories within the framework of TRNGs but also for the generation of PUFs (Physically Unclonable Functions) on physical devices.