Nombres véritablement aléatoires générés par des nano-oscillateurs spintronique.

True random number generation using spin-torque nano-oscillators.

• Auteur / Autrice : Léna Le roux-kadhi
• Direction : Ursula Ebels
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Physique de la Matière Condensée et du Rayonnement
• Date : Inscription en doctorat le 05/11/2024
• Etablissement(s) : Université Grenoble Alpes
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale physique
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Spintronique et Technologie des Composants

Mots clés

Mots clés libres

Géneration de nombres aléatoires

Nano-oscillateurs spintroniques

Chaos

Dynamique non linéaire

Jonctions tunnel magnétiques

Random number generation

Spintronic nano-oscillators

Chaos

Non-linear dynamics

Magnetic tunnel junction

Résumé

La communication sans fils sécurisée est un aspect crucial pour les capteurs intelligents et plus généralement pour l'internet des objets. La sécurisation du transfert des données repose sur le cryptage des données. Pour ceci une clé de cryptage est utilisée qui fait appel à des nombres aléatoires. Cependant, la plupart des générateurs de nombres aléatoires ne fournissent que des nombres pseudo-aléatoires, correspondant à des nombres prévisibles générés par des algorithmes déterministes sur des ordinateurs traditionnels. Par conséquent, ils sont susceptibles d'être décryptés par des tiers. Pour parvenir à une génération de nombres véritablement aléatoires, il est préférable d'utiliser des mécanismes physiques, tels que le bruit thermique ou le chaos, qui sont beaucoup plus difficiles à reproduire par des tiers. Le travail de cette thèse explorera les propriétés dynamiques non-linéaires et complexes des composants spintroniques, tel que les jonctions tunnel magnétiques, afin de générer des nombres véritablement aléatoires. La dynamique non-linéaire de ces auto-oscillations est propice pour engendrer une dynamique chaotique sous certaines conditions des paramètres de contrôle externe. Il s'agit d'étudier l'état dynamique de différents composants spintroniques, isolés ou couplés en fonction des paramètres de contrôle externes et d'analyser les états chaotiques pour leur utilisation comme clé de cryptage.

Secure communication of data within wireless sensor and wireless communication networks is an important issue. Secure communication relies on encryption of data that makes use of random number generation to define an encryption key. However, most random number generators are only pseudo-random, corresponding to numbers generated by deterministic algorithms on traditional computers that are predictable. Hence, they are prone to be decrypted by third parties. To achieve true random number generation, it is preferable to make use of physical mechanisms, such as noise and chaos that are much harder to reproduce by third parties. This PhD will investigate concepts to generate true random numbers using spin torque nano-oscillators (STNO) that are based on magnetic tunnel junctions. The non-linear magnetization dynamics of these devices is susceptible to lead to chaotic dynamic states. The PHd will study different magnetic tunnel junction structures, isolated and coupled to determine the control parameters that lead to chaotic states. These will then be analyzed in view of their capability of defining encryption keys.