Sécurité et confiance pour les circuits intégrés sans fil

Security and Trust for Wireless Integrated Circuits

• Auteur / Autrice : Alán Rodrigo Díaz Rizo
• Direction : Haralampos Stratigopoulos, Hassan Aboushady
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Informatique
• Date : Soutenance le 10/01/2023
• Etablissement(s) : Sorbonne université
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Informatique, télécommunications et électronique de Paris
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : LIP6 (1997-....)
• Jury : Président / Présidente : Giorgio Di Natale
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Jacques J. A. Fournier
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Johanna Sepúlveda, Lilian Bossuet

Mots clés

Mots clés contrôlés

Virus informatiques

Systèmes informatiques -- Mesures de sûreté

Microélectronique

Dispositifs de sécurité

Circuits intégrés

Mots clés libres

Sécurité

Télécommunication

Protection des IP

Cheval de Troie matériel

Verrouillage

Anti-piratage

Microélectronique

RF

IP security

Anti-piracy

Hardware Trojan

Résumé

Les menaces pour la sécurité matérielle trouvent leur origine dans la chaîne d'approvisionnement en circuits intégrés (IC) massivement mondialisée et basée sur l'externalisation que nous connaissons aujourd'hui. Le coût prohibitif de la possession d'une fonderie de semi-conducteurs de haut niveau oblige les sociétés de conception de circuits intégrés à opter pour la sous-traitance de la fabrication, l'assemblage et le test de leurs circuits. L'externalisation de ces tâches intensifie le risque d'attaques de piratage de IC et d'insertion de chevaux de Troie matériels (HT), et ces deux menaces se traduisent par des pertes de savoir-faire et des pertes financières pour le propriétaire du IC. En outre, les systèmes sur puce (SoC) complexes sont construits en intégrant des noyaux de propriété intellectuelle (IP) de tiers provenant de plusieurs fournisseurs de IP. Cependant, les intégrateurs de SoC et les fournisseurs de IP ont une relation de confiance déséquilibrée. Alors que les fournisseurs de IP sont vulnérables à la surutilisation de la IP, au clonage de la IP et à la surproduction de IC, les intégrateurs de SoC craignent d'intégrer des IP infectées par des HT dans leurs systèmes. Nous proposons une méthodologie de conception pour la sécurité basée sur le verrouillage. Nous développons une méthodologie de verrouillage spécifique aux émetteurs-récepteurs RF. Pour évaluer la sécurité des circuits intégrés sans fil, nous proposons une attaque HT qui fait fuir des informations sensibles de l'émetteur au cours d'une transmission légitime.

The origin of the hardware security threats is the massively globalized and outsourcing-based Integrated Circuit (IC) supply chain that we see today. The prohibitively cost of owning a first-rate semiconductor foundry forces IC design houses to go fabless and outsource their IC fabrication, assembly, and testing. Outsourcing these tasks intensifies the risk of IC piracy attacks and Hardware Trojan (HT) insertion, and both threats translate into know-how and financial losses for the IC owner. Moreover, complex Systems-on-Chip (SoCs) are built by integrating third-party Intellectual Property (IP) cores from multiple IP providers. However, SoC integrators and IP providers have an imbalanced trust relationship. While IP providers are vulnerable to IP overuse, IP cloning, and IC overproduction, SoC integrators fear integrating HT-infected IPs into their systems. We propose a locking-based design-for-security methodology. In addition, we develop an RF transceiver-specific locking methodology that consists in two spatially separated mechanisms. inserting a locking mechanism into the circuit that unlocks with a single secret key in the form of a digital word. To assess the security of wireless ICs, we propose an HT attack that leaks sensitive information from the transmitter within a legitimate transmission.