Etude de la vulnérabilité des circuits cryptographiques l'injection de fautes par laser.

par Amir-Pasha Mirbaha

Thèse de doctorat en Microélectronique

Sous la direction de Assia Tria.

Soutenue le 20-12-2011

à Saint-Etienne, EMSE , dans le cadre de ED SIS 488 .

Le président du jury était Régis Leveugle.

Le jury était composé de Assia Tria, Régis Leveugle, Philippe Maurine, Jean-Jacques Quisquater, Jean-Max Dutertre, David Naccache.

Les rapporteurs étaient Philippe Maurine, Jean-Jacques Quisquater.


  • Résumé

    Les circuits cryptographiques peuvent etre victimes d'attaques en fautes visant leur implementation materielle. elles consistent a creer des fautes intentionnelles lors des calculs cryptographiques afin d'en deduire des informations confidentielles. dans le contexte de la caracterisation securitaire des circuits, nous avons ete amenes a nous interroger sur la faisabilite experimentale de certains modeles theoriques d'attaques. nous avons utilise un banc laser comme moyen d'injection de fautes.dans un premier temps, nous avons effectue des attaques en fautes dfa par laser sur un microcontroleur implementant un algorithme de cryptographie aes. nous avons reussi a exclure l'effet logique des fautes ne correspondants pas aux modeles d’attaque par un jeu precis sur l'instant et le lieu d'injection. en outre, nous avons identifie de nouvelles attaques dfa plus elargies.ensuite, nous avons etendu nos recherches a la decouverte et la mise en place de nouveaux modeles d'attaques en fautes. grace a la precision obtenue lors de nos premiers travaux, nous avons developpe ces nouvelles attaques de modification de rondes.en conclusion, les travaux precedents constituent un avertissement sur la faisabilite averee des attaques par laser decrites dans la litterature scientifique. nos essais ont temoigne de la faisabilite toujours actuelle de la mise en place des attaques mono-octets ou mono-bits avec un faisceau de laser qui rencontre plusieurs octets ; et egalement reveler de nouvelles possibilites d’attaque. cela nous a amenes a etudier des contre-mesures adaptees.

  • Titre traduit

    Study of the vulnerability of cryptographic circuits by laser fault injection.


  • Résumé

    Cryptographic circuits may be victims of fault attacks on their hardware implementations. fault attacks consist of creating intentional faults during cryptographic calculations in order to infer secrets. in the context of security characterization of circuits, we have examined practical feasibility of some theoretical models of fault attacks. we used a laser bench as a means of the fault injection.at the beginning, we performed laser fault injections on a microcontroller implementing an aes cryptographic algorithm. we succeeded to exclude the logical effect of mismatched faults by temporal and spatial accuracy in fault injection. moreover, we identified extended new dfa attacks.then, we extended our research to identify and to implement new fault attack models. with the precision obtained in our earlier work, we developed new round modification analysis (rma) attacks.in conclusion, the experiments give a warning for the feasibility of described attacks in the literature by laser. our tests have demonstrated that single-byte or single-bit attacks are still feasible with a laser beam that hits additional bytes on the circuit when the laser emission is accurate and associated with other techniques. they also revealed new attack possibilities. therefore, it conducted us to study of appropriate countermeasures.


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