Caractérisation et utilisation du rayonnement électromagnétique pour l'attaque de composants cryptographiques

par Olivier Meynard

Thèse de doctorat en Electronique et Communications

Sous la direction de Jean-Luc Danger et de Sylvain Guilley.

Le président du jury était Lionel Torres.

Le jury était composé de Naofumi Homma, Eliane Jaulmes.

Les rapporteurs étaient Christophe Clavier, Pierre-Alain Fouque.


  • Résumé

    Caractérisation et Utilisation du Rayonnement Electromagnétique pour l'attaque de composants cryptographiques. Actuellement les algorithmes mathématiques de cryptographie sont de plus en plus sûrs et réputés incassables. Cependant, leurs implémentations sur des composants cryptographiques les rend vulnérables aux attaques physiques (matérielles ou logicielles) par canaux auxiliaires SCA (Side Channel Analysis). Dans cette thèse nous développons de façon plus précise l'étude des rayonnements électromagnétiques et leur caractérisation dans le domaine fréquentiel afin d'améliorer les attaques EMA à distance. Nous proposons différentes méthodes d'amélioration de ces attaques notamment en combinant des échantillons, afin de limiter la dégradation du modèle de fuite due à un faible rapport signal / bruit. Ensuite nous montrerons les limites des ces attaques avant de proposer des méthodes d'analyse fréquentielle, pour réduire la bande de fréquence d'analyse et améliorer la qualité du signal porteur d'information. Enfin, nous verrons que des méthodes utilisées en compatibilité électromagnétique peuvent être mises en place pour réaliser des attaques en fautes sur des composants cryptographiques.

  • Titre traduit

    Characterization and use of the EM radiation to enhance side channel attacks


  • Résumé

    Nowadays the mathematical algorithms for cryptography are becoming safer and deemed unbreakable from a mathematical point of view. So the confidence in cryptographic algorithms is increasing and the design of mathematical cryptographic algorithms remains definitively robust. However, the hardware implementation of cryptographic components are still vulnerable to physical attacks. Side Channel Analysis (SCA) is a threat for crypto systems as they can be used to recover secret key. These unintentional physical emanations can be analysed in a view to derive some sensitive information from them. In this thesis we conduct a more precise study of electromagnetic radiation and their characterization in the frequency domain to improve the EMA attacks at distance. We propose a method by combining time samples to improve these attacks, in order to limit the degradation of the leakage model due to low signal to noise ratio. Next we show the limits of the attack before proposing methods of frequency analysis, to focus the analysis on a wide band of frequencies and improve the quality of the signal carrying information. Finally we see that some methods used in electromagnetic compatibility and more precisely to evaluate susceptibility of electronic device. These techniques can be employed to perform fault attack and disrupt cryptographic component.


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