Authentification de puces électroniques et d'étiquettes THID sans puce par des approches non intrusives dans le domaine THz

par Florent Bonnefoy

Projet de thèse en Optique et radiofrequences

Sous la direction de Frédéric Garet.

Thèses en préparation à Grenoble Alpes , dans le cadre de École doctorale électronique, électrotechnique, automatique, traitement du signal (Grenoble) , en partenariat avec Institut de Microélectronique, Electromagnétisme et Photonique - Laboratoire d'hyperfréquences et de caractérisation (laboratoire) depuis le 01-10-2015 .


  • Résumé

    L'authentification des produits représente aujourd'hui des enjeux mondiaux colossaux tant au niveau des sommes que des emplois concernés. En effet, de nombreux secteurs économiques doivent faire face à de nouvelles menaces liées à l'authenticité et l'intégrité des documents ou des biens de consommation qu'ils produisent. La contrefaçon est ainsi un fléau au niveau mondial et entraîne un manque à gagner très important pour de nombreux fabricants. Le sujet de cette thèse s'inscrit dans le cadre d'un projet regroupant l'IMEP-LAHC et le LCIS et ayant pour but de fournir des solutions pour l'identification et/ou l'authentification de produits manufacturés. Deux solutions sont envisagées dans deux bandes de fréquences complémentaires (millimétrique et THz) : 1) pour l'authentification de produits « électro-magnétiquement neutres », via l'utilisation d'étiquettes (tags) sans puce qui pourront être soit directement intégrées ou plus simplement apposées aux produits, 2) pour l'authentification de dispositifs « électromagnétiquement actifs » comme les puces électroniques, en utilisant directement leur signature électromagnétique intrinsèque, potentiellement unique et discriminante. Dans le cadre de cette thèse, le candidat sélectionné aura pour objectifs d'étudier, de proposer et de développer diverses solutions d'identification et/ou authentification pouvant être utilisées dans le domaine des fréquences THz, comme par exemples : - Des tags basés sur des empilements de couches diélectriques (de type structures à bande interdite photonique), bas coût à base de polymères et/ou papiers et présentant des signatures caractéristiques dans le domaine THz, signatures auxquelles il est possible de faire correspondre un identifiant binaire. - En utilisant directement la signature intrinsèque d'une puce électronique qui permettra là encore de lui faire correspondre un identifiant qui en fonction de la richesse de l'information contenue dans la signature sera unique ou pour le moins caractéristique de la famille à laquelle elle appartient. Aujourd'hui, il est temps de franchir une nouvelle étape en montrant qu'il est possible de développer des systèmes d'authentification basés sur ces différentes technologies. Le doctorant encadré de l'équipe d'accueil devra montrer qu'il est possible d'authentifier des objets à partir d'une méthode originale, non intrusive, basée sur l'exploitation de la signature électromagnétique d'un tag ou d'une puce dans le domaine THz. L'objectif est de récupérer une signature renfermant le plus d'informations possible, utilisables pour l'authentification. L'empreinte numérique sera établie en adaptant des méthodes statistiques développées dans le cadre de précédents projets. A partir de là, nous évaluerons les performances des méthodes au regard des objectifs visés. Ce travail s'accompagne d'une partie expérimentale forte (notamment le montage de bancs de mesure spécifiques) qui va permettre de récupérer les signaux à traiter, étape indispensable pour la mise en place de l'approche statistique. Par ailleurs, ce travail s'effectuera en étroite collaboration avec celui mené au LCIS dans le domaine millimétrique, tant par la mise en commun des méthodes de traitement et d'analyse des signaux que par la volonté constante de ces deux laboratoires d'associer les différentes technologies proposées dans des bandes de fréquences complémentaires. Ce projet regroupe trois équipes de recherche (deux du LCIS et une de l'IMEP-LAHC), chacune étant internationalement reconnue pour ses activités.

  • Titre traduit

    Unitary authentification of electronic devices and chipless THID tags in the THz domain, using non-intrusive appraoches.


  • Résumé

    Authentication of products is nowadays an international challenge because both of the colossal sums but also the number of jobs concerned. Indeed, many economic sectors are facing new threats to the authenticity and integrity of documents or consumer goods they produce. Counterfeiting is a scourge that leads to a very important shortfall for many manufacturers. The subject of this thesis is a part of a project involving the IMEP-LAHC and LCIS and aiming to provide solutions for the identification and/or authentication of manufactured goods. Two solutions are proposed in two complementary frequencies ranges (millimeter and THz): 1) for authentication of “electromagnetically neutral products” through the use of chipless tags that can be directly integrated or simply affixed to the products to be identified, 2) for authentication of “electromagnetically active devices” as microchips, directly using their intrinsic electromagnetic signature, potentially unique and discriminant. As part of this thesis, the candidate will aim to study, propose and develop various identification and/or authentication solutions that can be used in the THz frequencies domain, for example: - tags based on periodic stacks of dielectric layers (photonic bandgap structures type), made of low cost materials like polymer or paper and having characteristic signatures in the THz field signatures, signature to which we will match a binary identifier. - directly using the intrinsic signature of an electronic chip that will contain the identifier. Depending on the richness of the information in the signature, the identifier will be unique or at least enough characteristic of a family of products to which it belongs. Today, THz technologies are enough matures to cross a new step in this domain, by showing that it is possible to develop authentication systems based on these technologies. The PhD student should show that it is possible to authenticate objects from an original method, non-intrusive, based on the exploitation of the electromagnetic signature of a tag or a chip in the THz field. The goal of this work is to get a signature containing the most information as possible, used for authentication. The thumbprint will be established by adapting statistical methods developed under previous projects. From here, we will assess the performance of methods to the objectives. This work is accompanied by a strong experimental part (including assembly of specific measurement benches) that will allow to recover the signals to be processed, a necessary step for the development of the statistical approach. Moreover, this work is done in close collaboration with LCIS that led to the millimeter range, both the pooling of methods of treatment and analysis of the signals, but also by the constant wish of these two laboratories to involve different technologies proposed in additional frequency bands. This project brings together three research teams (two of LCIS and one of IMEP-LAHC), each being internationally recognized for its activities.