Analyse et Injection Electromagnétiques sur circuits sécurisés. – EMAISeCI

La sécurité constitue une composante cruciale des Technologies de l’Information et de la Communication et représente, sans aucun doute, un des leviers de son essor car elle est à la base de l'instauration de la confiance nécessaire pour les utilisateurs finaux. Parmi les menaces qui pèsent le plus sur la sécurité, la vulnérabilité du matériel électronique qui implémente la cryptographie, notamment pour rendre les services nécessaires de confidentialité ou d’identification et d’authentification, est peut-être la plus importante.
En effet, certaines manipulations frauduleuses ou attaques sur ce matériel permettent d’extraire des informations confidentielles comme les clefs de chiffrement et ainsi de mettre à mal toute la chaîne de transmission sécurisée de l’information. La course poursuite engagée entre les concepteurs de circuits et de systèmes sécuritaires et les personnes mal intentionnées s’accélère avec la diversité des systèmes, leur ouverture et leur multiplicité. Il apparaît aujourd’hui comme un enjeu majeur dans la sécurisation des systèmes de communication, d’améliorer significativement la résistance des composants à ces techniques d’attaques.
Parmi les attaques les plus connues, celles dites par « canaux cachés » (ou par observation), exploitent la corrélation entre les données manipulées et la consommation ou le rayonnement électromagnétique du composant. Un autre type d’attaques, dites par « injection de fautes » contourne les protections, notamment logicielles, destinées à protéger les informations sensibles, en modifiant volontairement, par exemple par illumination ou par modification de la tension d’alimentation, le fonctionnement du composant. Un troisième type d’attaques, plus difficile à mettre en œuvre, consiste à analyser la conception de la puce à l’aide de procédés invasifs (abrasion, gravure chimique, laser, SEM, etc.) puis à sonder les signaux (grâce notamment à des faisceaux d’ions focalisés) sur lesquels transitent les informations secrètes.
Il apparaît donc aujourd’hui comme un enjeu majeur dans la sécurisation des systèmes de communication, de devoir améliorer drastiquement la résistance des composants à ces techniques d’attaques. Cet enjeu est encore plus important pour les technologies embarquées. En effet, une fois ce type de produit sur le terrain, son cycle de « survie » est de la responsabilité de l’industriel c’est à dire que ce dernier doit pouvoir estimer, par avance, la résistance potentielle de ses systèmes aux vulnérabilités sécuritaires de demain. Le degré de robustesse d’un circuit est donc, plus que jamais, un paramètre déterminant pour les fabricants de circuits, c’est un de leur faire valoir et un témoin important de leur compétitivité.
Si la susceptibilité électromagnétique des circuits est largement étudiée par la communauté CEM, aucun travail n’est dédié à l’exploitation de celle-ci pour générer intentionnellement des fautes au sein des circuits sécurisés et mener des analyses différentielles de fautes (DFA). Le champ d’investigation émissions électromagnétiques et sécurité semble donc vierge. De plus, afin de réduire les consommations et rendre possible l’amincissement des épaisseurs d’oxyde, la diminution des tensions d’alimentation a conduit à une vulnérabilité supérieure des composants aux agressions électromagnétiques. A chaque saut technologique, les composants deviennent sensibles à des signaux transitoires de plus en plus rapides pour une amplitude donnée.
L’objectif du projet EMAISeCi est de permettre une compréhension théorique de l’influence des phénomènes EM (pour l’observation ou l’injection de fautes) sur les circuits intégrés sécuritaires ; en cela, il se distingue nettement des travaux consacrés à l’étude de la compatibilité électromagnétique des dispositifs électronique. Cette compréhension permettra à plus long terme de proposer des contre mesures adaptées aux menaces émergentes de sécurité basées sur l’exploitation du canal EM.