Conception et analyse de rétroactions basées sur des canaux auxiliaires pour la découverte de vulnérabilités

Design and Analysis of Side-Channel Feedback for Vulnerability Discovery

• Auteur / Autrice : Ulysse Simon
• Direction : David Hély
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Nano électronique et Nano technologies
• Date : Inscription en doctorat le 12/02/2024
• Etablissement(s) : Université Grenoble Alpes
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale électronique, électrotechnique, automatique, traitement du signal
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : CEA LETI - Laboratoire d'électronique et de technologie de l'information

Mots clés

Mots clés libres

Fuzzing

Recherche de vulnérabilités

Microarchitecture

Analyse par canaux auxiliaires

Fuzzing

Vulnerability Research

Microarchitecture

Side-channel Analysis

Résumé

Le fuzzing est une technique de test dynamique permettant la découverte de vulnérabilités de manière très efficace. Des centaines voire milliers de vulnérabilités sont ainsi détectées (et réparées) chaque année dans les logiciels que nous utilisons. Lorsque que l'on essaye de transposer l'approche fuzzing sur des systèmes embarqués on se retrouve confronté à plusieurs problèmes : le code source n'est pas toujours disponible, très peu d'informations sont disponibles sur le comportement du système à l'exécution et enfin il est difficile de détecter si un bug est apparu. Le laboratoire LTSO développe depuis plusieurs années des techniques à l'état de l'art dans l'analyse des canaux auxiliaires, notamment le rayonnement électromagnétique produit par les systèmes pendant leur fonctionnement. Ces mesures permettent d'inférer des informations (donnée, code exécuté) sur le comportement du système de manière non-intrusive. L'objectif de cette thèse est donc de déterminer si ces mesures side-channel permettent d'améliorer le processus de fuzzing sur les systèmes embarqués. L'utilisation de cette nouvelle source d'information ouvre également la porte à la découverte de nouvelle classes de vulnérabilités, comme les vulnérabilités micro-architecturales. La thèse aura lieu au CEA Grenoble, au sein de l'institut du LETI, dans une équipe de recherche dédiée à l'étude et au développement de solutions pour la sécurité des systèmes électroniques présents et futurs (http://www.leti-cea.fr/cea-tech/leti/Pages/recherche-appliquee/infrastructures-de-recherche/plateforme-cybersecurite.aspx).

Fuzzing is a dynamic testing technique that enables vulnerabilities to be discovered very efficiently. Many vulnerabilities are detected (and repaired) every year in our daily software. When we try to transpose the fuzzing approach to embedded systems, we are faced with a number of problems: the source code is not always available, very little information is available about the behaviour of the system at runtime and, finally, it is difficult to detect whether a bug has appeared. For several years, the LTSO laboratory has been developing state-of-the-art techniques for analysing auxiliary channels, in particular the electromagnetic radiation produced by systems during operation. These measurements make it possible to infer information (data, executed code) about the behaviour of the system in a non-intrusive way. The aim of this thesis is therefore to determine whether these side-channel measurements can be used to improve the fuzzing process on embedded systems. The use of this new source of information also opens the door to the discovery of new classes of vulnerabilities, such as micro-architectural vulnerabilities. The PhD will take place at CEA Grenoble, within the LETI institute, in a research team dedicated to the study and development of solutions for the security of present and future electronic systems (http://www.leti-cea.com/cea-tech/leti/english/Pages/Applied-Research/Facilities/cyber-security-platform.aspx).