| Effects of synchronous clock glitch on the security of integrated circuits (Effets des perturbations synchrones de l’horloge sur la sécurité des circuits intégrés) Marotta, Amélie - (2025-06-23) / Université de Rennes, RENNES Effects of synchronous clock glitch on the security of integrated circuits
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Langue : Anglais Directeur(s) de thèse: Sentieys, Olivier; Lashermes, Ronan Discipline : Informatique Laboratoire : INRIA-RENNES Ecole Doctorale : MATISSE Classification : Informatique Mots-clés : Injection de fautes électromagnétiques, modèle de faute, clock glitch, sécurité matérielle
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Résumé : Lors de la conception d'un objet électronique, la sécurité est à prendre en considération. En effet, les sources de vulnérabilité peuvent être multiples, ainsi que les moyens de les exploiter. En particulier, nous nous intéressons à l'injection de fautes. Ces attaques consistent à perturber certains signaux d'un circuit (comme l'alimentation) afin de modifier son comportement. Que ce soit pour développer des contremesures ou des attaques efficaces, il est nécessaire de comprendre l'impact global des fautes sur un circuit intégré. L'injection de fautes électromagnétiques impacte plusieurs signaux à la fois, et donc son étude peut se révéler complexe. Cette thèse vise à étudier un effet en particulier des fautes électromagnétiques, les perturbations synchrones de l'horloge. Ce type de perturbation a été utilisé avec succès pour contourner des mesures de sécurité. Pourtant, une analyse de bout en bout n'a jamais été explorée. Dans un premier temps, nous explorons leur effet sur les bascules et leur échantillonnage, ce qui nous permet de déduire un nouveau modèle de faute. Dans un second temps, notre intérêt se porte sur l'effet des perturbations sur la microarchitecture. Nos buts sont multiples : faire le lien entre les paramètres d'injection et les différents effets observés, identifier les parties vulnérables du processeur, faire le lien avec le modèle de faute bas niveau. Ces deux contributions permettent d'améliorer la compréhension des effets de l'injection de fautes, notamment électromagnétiques, à divers niveaux d'abstraction. Abstract : When designing an electronic device, security is a key aspect to consider. There are numerous vulnerability sources and exploitation methods. In particular, we are interested in fault injection. These attacks consist of perturbing some of the circuit signals (such as the power supply) to modify their behaviour. Understanding the impact of faults on an integrated circuit is necessary to design effective countermeasures or attacks. Electromagnetic fault injection impacts several signals at once, so its study can be complex. This thesis aims to study one particular effect of electromagnetic faults: the synchronous clock glitch. This glitch has been used successfully to bypass security measures. However, an in-depth analysis has never been explored. First, we explore its effect on registers and their sampling, which allows us to identify a new fault model. We then focus on the effect of the glitch on the microarchitecture. Our goals are multiple: to establish the link between the injection parameters and the various effects observed, to identify the vulnerable parts of the processor, and to establish the link with the low-level fault model. These two contributions will improve our understanding of the effects of fault injection, particularly electromagnetic faults, at various levels of abstraction. | |||