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Étude de la sensibilité des System-on-Chip aux attaques par illumination laser

Cybersécurité : hardware et software Défis technologiques Electronique et microélectronique - Optoélectronique Sciences pour l’ingénieur

Résumé du sujet

L'objectif de cette thèse sera d'étudier le potentiel des attaques par illumination laser pour extraire des secrets cryptographiques ou contourner un mécanisme de sécurité. En effet, les photocourants induis par l'illumination
laser du silicium d'un circuit peuvent mener à la perturbation de celui-ci. Les cibles étudiées seront des System-on-Chip (SoC) du type de ceux utilisés dans des téléphones mobiles.

Des travaux de l'équipe Systèmes et Architectures Sécurisés (SAS) ont permis de montrer que d'autres types d'attaques comme l'injection de fautes par perturbation électromagnétique permettent de contourner des mécanismes de sécurité sur un SoC. Pour les attaques par illumination laser, il a été démontré dans la littérature que, dans certaines situations, elles peuvent permettre de contourner des mécanismes de sécurité sur ces cibles. Néanmoins, les phénomènes mis en jeu et la complexité de la microarchitecture de ce type de cibles rend le contrôle de la faute injectée par l'attaquant difficile.

Dans un premier temps, le doctorant ou la doctorante explorera de nouvelles méthodes pour optimiser l'injection de fautes par illumination laser sur SoC (ex: conception d'un code sous attaque maximisant l'observabilité d'apparition d'erreurs dans l'exécution de celui-ci, imagerie, photo-émission, défocalisation, exploration exploitant deux spots lasers...). Dans un second temps, les travaux de thèse viseront à étudier l'impact de la technologie et du noeud technologique du circuit cible sur la faisabilité de ce type d'attaque. Dans un troisième temps, les travaux se concentreront sur le développement de nouvelles méthodes pour contourner des verrous spécifiques à l'injection de fautes par illumination laser dans un SoC.

Les laboratoires de Tests de Sécurité & Outils, et de Sécurité des COmposants, accueilleront le/la doctorante sur le site de Gardanne au sein de l'équipe de recherche SAS qui est commune entre le CEA et l’école des Mines de Saint-Étienne. Cette équipe dispose d'équipements de pointe avec des bancs d'attaque physique au niveau de l'état de l'art international. Elle est située entre Aix-En-Povence et Marseille à Gardanne sur le campus Aix-Marseille Provence. La thèse sera co-dirigée par Jean-Max Dutertre (MSE) et Jessy Clédière (CESTI-Leti) et co-encadrée par Simon Pontié (CEA) et Driss Aboulkassimi (CEA).

Plus d'informations:

- https://www.simon.pontie.fr/sujet-these/laser-soc/index.html
- https://www.simon.pontie.fr/
- https://www.emse.fr/~dutertre/
- https://www.leti-cea.fr/cea-tech/leti/Pages/innovation-industrielle/innover-avec-le-Leti/CESTI.aspx
- https://www.leti-cea.fr/

Profil recherché: le candidat/la candidate pourra avoir suivi un cursus Mathématique, Informatique, Électronique ou micro-électronique. Une expérience en lien avec l'analyse de vulnérabilités matérielles n'étant pas obligatoire, mais appréciable. La thèse démarrera début octobre 2024.

Laboratoire

Département Systèmes (LETI)
Service Sécurité des Systèmes Electroniques et des Composants
Laboratoire de Tests de Sécurité & leurs Outils
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