Dissertations / Theses: 'Primitives de sécurité matérielle'

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Ouattara, Frédéric. "Primitives de sécurité à base de mémoires magnétiques." Thesis, Montpellier, 2020. http://www.theses.fr/2020MONTS072.

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Abstract:

Les mémoires magnétiques (MRAM) font partie des technologies de mémoires non volatiles émergentes ayant connu un développement rapide cette dernière décennie. Un des avantages de cette technologie réside dans les domaines d’applications variées dans lesquelles elle peut intervenir. En plus de sa fonction principale de stockage d’information, la MRAM est utilisée de nos jours dans des applications de type capteurs, récepteur RF et sécurité matérielle. Dans cette thèse, nous nous sommes intéressés à l’utilisation des MRAM dans la conception des primitives de sécurité matérielle élémentaires. Dans un premier temps, une exploration dans la conception de TRNG (True Random Number Generator) basée sur des mémoires de type STT-MRAM (Spin Transfert Torque MRAM) a été menée dans le but de réaliser un démonstrateur et de prouver son efficacité pour les applications sécurisées. Les méthodes d’extraction d’aléa dans les mémoires STT et TAS (Thermally Assisted Switching) sont présentées. Nous avons ainsi évalué ces mémoires magnétiques dans le cadre des TRNG mais également pour la génération de PUF (Physically Unclonable Functions) sur des dispositifs physiques
Magnetic memories (MRAM) are one of the emerging non-volatile memory technologies that have experienced rapid development over the past decade. One of the advantages of this technology lies in the varied fields of application in which it can be used. In addition to its primary function of storing information, MRAM is nowadays used in applications such as sensors, RF receivers and hardware security. In this thesis, we are interested in the use of MRAMs in the design of elementary hardware security primitives. Initially, an exploration in the design of TRNG (True Random Number Generator) based on STT-MRAM (Spin Transfert Torque MRAM) type memories was carried out with the aim of producing a demonstrator and proving its effectiveness for secure applications. Random extraction methods in STT and TAS (Thermally Assisted Switching) memories are presented. We have thus evaluated these magnetic memories within the framework of TRNGs but also for the generation of PUFs (Physically Unclonable Functions) on physical devices

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Ma, Yao. "Quantum Hardware Security and Near-term Applications." Electronic Thesis or Diss., Sorbonne université, 2023. https://accesdistant.sorbonne-universite.fr/login?url=https://theses-intra.sorbonne-universite.fr/2023SORUS500.pdf.

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Abstract:

Les primitives de sécurité matérielle sont des composants et des mécanismes fondamentaux basés sur le matériel et utilisés pour améliorer la sécurité des systèmes informatiques modernes en général. Ces primitives fournissent des éléments de base pour la mise en œuvre des fonctions de sécurité et la protection contre les menaces afin de garantir l'intégrité, la confidentialité et la disponibilité des informations et des ressources. Avec le développement à grande vitesse de l'informatique quantique et du traitement de l'information, la construction de primitives de sécurité matérielle avec des systèmes mécaniques quantiques présente un énorme potentiel. Parallèlement, il devient de plus en plus important de traiter les vulnérabilités potentielles du point de vue du matériel pour garantir les propriétés de sécurité des applications quantiques. La thèse se concentre sur les primitives de sécurité matérielles pratiques en analogie quantique, qui se réfèrent à la conception et à la mise en œuvre de fonctions de sécurité matérielles avec des systèmes mécaniques quantiques contre diverses menaces et attaques. Notre recherche s'articule autour de deux questions: Comment les systèmes mécaniques quantiques peuvent-ils améliorer la sécurité des primitives de sécurité matérielle existantes? Et comment les primitives de sécurité matérielle peuvent-elles protéger les systèmes d'informatique quantique? Nous apportons les réponses en étudiant deux types de primitives de sécurité matérielle avec des systèmes mécaniques quantiques, de la construction à l'application: Physical Unclonable Function (PUF) et Trusted Execution Environments (TEE). Nous proposons tout d'abord des constructions hybrides classiques-quantiques de PUF appelées HPUF et HLPUF. Alors que les PUF exploitent les propriétés physiques propres à chaque dispositif matériel individuel pour générer des clés ou des identifiants spécifiques, nos constructions intègrent des technologies de traitement quantique de l'information et mettent en œuvre des protocoles d'authentification et de communication sécurisés avec des clés quantiques réutilisables. Deuxièmement, inspirés par les TEE qui obtiennent des propriétés d'isolation par un mécanisme matériel, nous proposons la construction de QEnclave avec des systèmes mécaniques quantiques. L'idée est de fournir des environnements d'exécution isolés et sécurisés au sein d'un système informatique quantique plus large en utilisant des enclaves/processeurs sécurisés pour protéger les opérations sensibles d'un accès non autorisé ou d'une altération avec des hypothèses de confiance minimales. Il en résulte une construction de QEnclave assez simple de manière opérationnelle, avec l'exécution de rotations sur des qubits uniques. Nous montrons que QEnclave permet un calcul quantique aveugle délégué sur le serveur en nuage avec un utilisateur classique distant dans le cadre des définitions de sécurité
Hardware security primitives are hardware-based fundamental components and mechanisms used to enhance the security of modern computing systems in general. These primitives provide building blocks for implementing security features and safeguarding against threats to ensure integrity, confidentiality, and availability of information and resources. With the high-speed development of quantum computation and information processing, a huge potential is shown in constructing hardware security primitives with quantum mechanical systems. Meanwhile, addressing potential vulnerabilities from the hardware perspective is becoming increasingly important to ensure the security properties of quantum applications. The thesis focuses on practical hardware security primitives in quantum analogue, which refer to designing and implementing hardware-based security features with quantum mechanical systems against various threats and attacks. Our research follows two questions: How can quantum mechanical systems enhance the security of existing hardware security primitives? And how can hardware security primitives protect quantum computing systems? We give the answers by studying two different types of hardware security primitives with quantum mechanical systems from constructions to applications: Physical Unclonable Function (PUF) and Trusted Execution Environments (TEE). We first propose classical-quantum hybrid constructions of PUFs called HPUF and HLPUF. When PUFs exploit physical properties unique to each individual hardware device to generate device-specific keys or identifiers, our constructions incorporate quantum information processing technologies and implement quantum-secure authentication and secure communication protocols with reusable quantum keys. Secondly, inspired by TEEs that achieve isolation properties by hardware mechanism, we propose the QEnclave construction with quantum mechanical systems. The idea is to provide an isolated and secure execution environment within a larger quantum computing system by utilising secure enclaves/processors to protect sensitive operations from unauthorized access or tampering with minimal trust assumptions. It results in an operationally simple enough QEnclave construction with performing rotations on single qubits. We show that QEnclave enables delegated blind quantum computation on the cloud server with a remote classical user under the security definitions

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Seurin, Yannick. "Primitives et protocoles cryptographiques à sécurité prouvée." Versailles-St Quentin en Yvelines, 2009. http://www.theses.fr/2009VERS0009.

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Abstract:

Nous étudions la relation existant entre le modèle de l'oracle aléatoire et le modèle du chiffrement par blocs idéal. Nous montrons que ces deux modèles sont équivalents : l'existence d'un cryptosystème sûr dans l'un des modèles implique l'existence d'un cryptosystème sûr dans l'autre modèle. Nous montrons que si un cryptosystème utilisant un chiffrement par blocs idéal est sûr, alors le cryptosystème reste sûr en remplaçant le chiffrement par blocs par la construction de Luby-Rackoff à 6 tours où les fonctions internes sont publiquement accessibles. Puis, nous étudions les protocoles cryptographiques fondés sur le problème LPN. Le schéma d'authentification HB+ a suscité un grand intérêt et de nombreuses variantes cherchant à renforcer sa sécurité ont été proposées. Nous cryptanalysons trois de ces variantes, puis proposons le protocole HB#. Nous proposons également un schéma de chiffrement probabiliste symétrique dont la sécurité peut être réduite à la difficulté du problème LPN
We study the relation between the random oracle model and the ideal block cipher model. We prove that these two models are equivalent: the existence of a cryptosystem secure in one of the models implies the existence of a cryptosystem secure in the other model. We prove that if a cryptosystem using an ideal block cipher is secure, then this cryptosystem remains secure when the block cipher is replaced by the Luby-Rackoff construction with 6 rounds where the inner functions are publicly accessible. Then, we study cryptographic protocols based on the LPN problem. The authentication protocol HB+ aroused much interest and several variants seeking to reinforce the security of this protocol were subsequently proposed. We present a cryptanalysis of three of these variants, and then we propose the protocol HB#. We also propose a probabilistic symmetric encryption scheme whose security against chosen plaintext attacks can be reduced to the difficulty of the LPN problem

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Sbiaa, Fatma. "Modélisation et analyse de la sécurité au niveau système des primitives cryptographique." Thesis, Lorient, 2016. http://www.theses.fr/2016LORIS410.

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Abstract:

Le présent travail porte sur la modélisation et l’implémentation un crypto-processeur reconfigurable capable de garantir le niveau de sécurité exigé. L’étude de la résistance du crypto-système étudié aux différents types d’attaques (statistiques, linéaires et différentielles) peut nous mettre sur la trace de possibles failles, d’en extraire les points faibles et de proposer les contres mesures adéquates. C’est ainsi qu’on a pu proposer des approches de correction afin d’améliorer la robustesse de l’algorithme de cryptage symétrique par blocs. Pour cet effet, on a proposé un flot de conception optimisé pour la modélisation, la vérification et la correction des primitives cryptographiques. Mais la contribution majeure du présent travail fût l’exploitation des propriétés de la théorie de chaos. Pour la conception du crypto-processeur proposé, on a fait appel aux avantages de la modélisation à haut niveau. On a proposé d'utiliser les deux niveaux d'abstraction CABA et TLM. L’utilisation simultanée de ces deux niveaux est possible par le biais du niveau ESL, ce qui garantit de minimiser d’une part l’effort permettant de spécifier les fonctionnalités demandées et d’autre part de négliger les détails inutiles au niveau haut de la conception
Regarding the increasing complexity of cryptographic devices, testing their security level against existing attacks requires a fast simulation environment. The Advanced Encryption Standard (AES) is widely used in embedded systems in order to secure the sensitive data. Still, some issues lie in the used key and the S-BOX. The present work presents a SystemC implementation of a chaos-based crypto-processor for the AES algorithm.The design of the proposed architecture is studied using the SystemC tools. The proposed correction approach exploits the chaos theory properties to cope with the defaulting parameters of the AES algorithm. Detailed experimental results are given in order to evaluate the security level and the performance criteria. In fact, the proposed crypto- system presents numerous interesting features, including a high security level, a pixel distributing uniformity, a sufficiently large key-space with improved key sensitivity, and acceptable speed

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Harrari, Mounia. "Hybridation CMOS/STT-MRAM des circuits intégrés pour la sécurité matérielle de l'Internet des Objets." Electronic Thesis or Diss., Aix-Marseille, 2019. http://www.theses.fr/2019AIXM0621.

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Abstract:

Cette dernière décennie a été le théâtre du développement rapide de l'Internet des Objets. Celui-ci a renforcé les besoins et contraintes des circuits intégrés : une consommation faible et une surface silicium maîtrisée. Toutefois, cet engouement récent pour les objets connectés pousse souvent les fabricants à précipiter la mise sur le marché de leurs produits, parfois au détriment de la sécurité. Dans le cadre des travaux entrepris lors de cette thèse, nous nous sommes principalement intéressés aux atouts et inconvénients que peut apporter l’hybridation de la technologie CMOS avec la technologie mémoire non-volatile émergente STT-MRAM. Ces architectures innovantes doivent permettre le développement d’applications faible consommation visant la sécurité des objets connectés. Pour cela, la conception d’un algorithme de cryptographie légère hybride CMOS/STT-MRAM basé sur le chiffrement PRESENT a été réalisée. C’est pourquoi la première étude menée a consisté à étudier la robustesse de jonctions mémoires STT-MRAMs unitaires face aux attaques physiques de type perturbation, avant leur intégration dans le chiffrement. Pour ce faire, des injections de fautes Laser ont été effectuées afin d’évaluer l’intégrité des données qui y sont stockées. Suite aux observations des expérimentations réalisées sur ces mémoires de type STT-MRAM perpendiculaires, un nouveau capteur d’attaques physiques basé sur cette technologie mémoire a été proposé, le DDHP. Ce détecteur permet la détection simultanée d’attaques photoélectriques et d’attaques thermiques qui peuvent viser les circuits intégrés
In the last decade, the Internet of Things deployment highlighted new needs and constraints in terms of consumption and area for integrated circuits. However, the recent craze for connected objects and due to the extremely pressing time-to-market demand, the manufacturers commercialize their products, sometimes at the expense of their security. The main focus of the work undertook during this thesis consists in the hybridization of the CMOS technology with the emerging non-volatile memory technology STT-MRAM. This study aims to determine the assets and drawbacks of this hybridization. These innovating architectures must allow the development of low power applications and support the growth of secured connected objects. Thus, the design of a hybrid CMOS/STT-MRAM lightweight cryptographic algorithm based on the PRESENT cipher is realised.This is how the first study carried out consisted in investigating the robustness of STT-MRAM junctions facing physical attacks, before their integration in the cryptographic algorithm. To do this, laser fault injections were performed in order to evaluate the integrity of the sensitive data stored in the cells.Following the observations carried out on these experiments on perpendicular STT-MRAM memories, a new physical attack detector based on this memory technology is proposed, designated by DDHP. This sensor allows simultaneous detection of photoelectrical and thermal attacks that can target integrated circuits

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Spini, Gabriele. "Unconditionally Secure Cryptographic Protocols from Coding-Theoretic Primitives." Thesis, Bordeaux, 2017. http://www.theses.fr/2017BORD0817/document.

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Abstract:

Le sujet de cette thèse est la cryptographie et son interconnexions avec la théorie des codes. En particulier, on utilise des techniques issues de la théorie des codes pour construire et analyser des protocoles cryptographiques avec des propriétés nouvelles ou plus avancées. On se concentre d'abord sur le partage de secret ou secret sharing, un sujet important avec de nombreuses applications pour la Cryptographie actuelle. Dans la variante à laquelle on s'intéresse, un schéma de partage de secret reçoit en entrée un élément secret, et renvoie en sortie n parts de telle façon que chaque ensemble de parts de taille suffisamment petite ne donne aucune information sur le secret (confidentialité), tandis que chaque ensemble de taille suffisamment grande permet de reconstituer le secret (reconstruction). Un schéma de partage de secret peut donc être vu comme une solution à un problème de communication où un émetteur Alice est connectée avec un destinataire Bob par n canaux distincts, dont certains sont contrôlés par un adversaire Ève. Alice peut utiliser un schéma de partage de secret pour communiquer un message secret a Bob de telle façon qu'Ève n'apprenne aucune information sur le secret en lisant les données transmises sur les canaux qu'elle contrôle, tandis que Bob peut recevoir le message même si Ève bloque ces dits canaux. Notre contributions au partage de secret concernent ses liens avec la théorie des codes ; comme les deux domaines partagent un même but (récupérer des données à partir d'informations partielles), ce n'est pas surprenant qu'ils aient connu une interaction longue et fertile. Plus précisément, Massey commença une analyse fructueuse à propos de la construction et de l'étude d'un schéma de partage de secret à partir d'un code correcteur. L'inconvénient de cette analyse est que la confidentialité d'un schéma de partage de secret est estimé grâce au dual du code sous-jacent ; cela peut être problématique vu qu'il pourrait ne pas être possible d'obtenir des codes avec des propriétés souhaitables qui aient aussi un bon code dual. On contourne ce problème en établissant une connexion nouvelle entre les deux domaines, telle que la confidentialité d'un schéma de partage de secrets n'est plus contrôlée par le dual du code sous-jacent. Cela nous permet d'exploiter complètement le potentiel de certaines constructions récentes de codes pour obtenir des meilleurs schémas; on illustre ceci avec deux applications. Premièrement, en utilisant des codes avec codage et décodage en temps linéaire on obtient une famille de schémas de partage de secret où le partage (calcul des parts issues du secret) tout comme la reconstruction peuvent s'effectuer en temps linéaire ; pour des seuils de confidentialité et de reconstruction croissants, ceci restait jusqu'à présent un problème ouvert. Deuxièmement, on utilise des codes avec décodage en liste pour construire des schémas de partage de secret robustes, c'est-à-dire des schémas qui peuvent reconstituer le secret même si certaines parts sont incorrectes, sauf avec une petite probabilité d'erreur. etc
The topic of this dissertation is Cryptography, and its connections with Coding Theory. Concretely, we make use of techniques from Coding Theory to construct and analyze cryptographic protocols with new and/or enhanced properties. We first focus on Secret Sharing, an important topic with many applications to modern Cryptography, which also forms the common ground for most of the concepts discussed in this thesis. In the flavor we are interested in, a secret-sharing scheme takes as input a secret value, and produces as output n shares in such a way that small enough sets of shares yield no information at all on the secret (privacy), while large enough sets of shares allow to recover the secret (reconstruction). A secret-sharing scheme can thus be seen as a solution to a secure communication problem where a sender Alice is connected to a receiver Bob via $n$ distinct channels, some of which are controlled by an adversary Eve. Alice can use a secret-sharing scheme to communicate a secret message to Bob in such a way that Eve learns no information on the message by eavesdropping on the channels she controls, while Bob can receive the message even if Eve blocks the channels under her control. Our contributions to Secret Sharing concern its connection with Coding Theory; since the two fields share the goal of recovering data from incomplete information, it is not surprising that Secret Sharing and Coding Theory have known a long and fruitful interplay. In particular, Massey initiated a very successful analysis on how to construct and study secret-sharing schemes from error-correcting codes. The downside of this analysis is that the privacy of secret-sharing schemes is estimated in terms of the dual of the underlying code; this can be problematic as it might not be possible to obtain codes with desirable properties that have good duals as well. We circumvent this problem by establishing a new connection between the two fields, where the privacy of secret-sharing schemes is no longer controlled by the dual of the underlying code. This allows us to fully harness the potential of recent code constructions to obtain improved schemes; we exemplify this by means of two applications. First, by making use of linear-time encodable and decodable codes we obtain a family of secret-sharing schemes where both the sharing (computation of the shares from the secret) and the reconstruction can be performed in linear time; for growing privacy and reconstruction thresholds, this was an hitherto open problem. Second, we make use of list-decodable codes to construct robust secret-sharing schemes, i.e., schemes that can recover the secret even if some of the shares are incorrect, except with a small error probability. The family we present optimizes the trade-off between the extra data that needs to be appended to the share to achieve robustness and the error probability in the reconstruction, reaching the best possible value. etc

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Pontie, Simon. "Sécurisation matérielle pour la cryptographie à base de courbes elliptiques." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2016. http://www.theses.fr/2016GREAT103/document.

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Abstract:

De nombreuses applications imposent des contraintes de sécurité élevées (notamment au sens confidentialité et intégrité des informations manipulées). Ma thèse s'intéresse à l'accélération matérielle du système de cryptographie asymétrique basé sur les courbes elliptiques (ECC). L'environnement des systèmes visés étant rarement maîtrisé, je prends en compte l'existence potentielle d'attaquants avec un accès physique au circuit.C’est dans ce contexte qu’un crypto-processeur très flexible, compatible aussi bien avec des cibles ASIC que FPGA, a été développé. Dans le but de choisir des protections contre les attaques dites matérielles (analyse de consommation, génération de fautes, etc.), j’évalue la sécurité vis-à-vis des attaques par canaux cachés et le coût de la contre-mesure basée sur l'unification des opérations élémentaires sur des courbes elliptiques. En montant une nouvelle attaque contre un circuit mettant en œuvre des courbes quartiques de Jacobi, je montre qu’il est possible de détecter la réutilisation d’opérandes. Des expérimentations réelles m’ont permis de retrouver le secret en exploitant seulement quelques traces de puissance consommée. Je présente aussi une nouvelle protection permettant de choisir un compromis entre le niveau de sécurité, les performances et le coût. Elle est basée sur une accélération par fenêtrage aléatoire et l'utilisation optimisée d'opérations fictives
Many applications require achieving high security level (confidentiality or integrity). My thesis is about hardware acceleration of asymmetric cryptography based on elliptic curves (ECC). These systems are rarely in a controlled environment. With this in mind, I consider potential attackers with physical access to the cryptographic device.In this context, a very flexible crypto-processor was developed that can be implemented as an ASIC or on FPGAs. To choose protections against physical attacks (power consumption analysis, fault injection, etc), I evaluate the security against side-channel attacks and the cost of the counter-measure based on operation unification. By mounting a new attack against a chip using Jacobi quartic curves, I show that re-using operands is detectable. By exploiting only some power consumption traces, I manage to recover the secret. I present also a new counter-measure allowing finding a compromise between security level, performances, and overheads. It uses random windows to accelerate computation, mixed to an optimized usage of dummy operations

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Mkhinini, Asma. "Implantation matérielle de chiffrements homomorphiques." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2017. http://www.theses.fr/2017GREAT092/document.

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Abstract:

Une des avancées les plus notables de ces dernières années en cryptographie est sans contredit l’introduction du premier schéma de chiffrement complètement homomorphe par Craig Gentry. Ce type de système permet de réaliser des calculs arbitraires sur des données chiffrées, sans les déchiffrer. Cette particularité permet de répondre aux exigences de sécurité et de protection des données, par exemple dans le cadre en plein développement de l'informatique en nuage et de l'internet des objets. Les algorithmes mis en œuvre sont actuellement très coûteux en temps de calcul, et généralement implantés sous forme logicielle. Les travaux de cette thèse portent sur l’accélération matérielle de schémas de chiffrement homomorphes. Une étude des primitives utilisées par ces schémas et la possibilité de leur implantation matérielle est présentée. Ensuite, une nouvelle approche permettant l’implantation des deux fonctions les plus coûteuses est proposée. Notre approche exploite les capacités offertes par la synthèse de haut niveau. Elle a la particularité d’être très flexible et générique et permet de traiter des opérandes de tailles arbitraires très grandes. Cette particularité lui permet de viser un large domaine d’applications et lui autorise d’appliquer des optimisations telles que le batching. Les performances de notre architecture de type co-conception ont été évaluées sur l’un des cryptosystèmes homomorphes les plus récents et les plus efficaces. Notre approche peut être adaptée aux autres schémas homomorphes ou plus généralement dans le cadre de la cryptographie à base de réseaux
One of the most significant advances in cryptography in recent years is certainly the introduction of the first fully homomorphic encryption scheme by Craig Gentry. This type of cryptosystem allows performing arbitrarily complex computations on encrypted data, without decrypting it. This particularity allows meeting the requirements of security and data protection, for example in the context of the rapid development of cloud computing and the internet of things. The algorithms implemented are currently very time-consuming, and most of them are implemented in software. This thesis deals with the hardware acceleration of homomorphic encryption schemes. A study of the primitives used by these schemes and the possibility of their hardware implementation is presented. Then, a new approach allowing the implementation of the two most expensive functions is proposed. Our approach exploits the high-level synthesis. It has the particularity of being very flexible and generic and makes possible to process operands of arbitrary large sizes. This feature allows it to target a wide range of applications and to apply optimizations such as batching. The performance of our co-design was evaluated on one of the most recent and efficient homomorphic cryptosystems. It can be adapted to other homomorphic schemes or, more generally, in the context of lattice-based cryptography

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Lacombe, Eric. "Sécurité des noyaux de systèmes d'exploitation." Phd thesis, INSA de Toulouse, 2009. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00462534.

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Abstract:

Cette thèse traite de la préservation de l'intégrité des systèmes d'exploitation courants. L'objectif est de répondre aux menaces actuelles et futures que représentent les logiciels malveillants qui s'implantent dans le noyau de ces systèmes (comme les rootkits "noyau") ou du moins en altèrent l'intégrité (comme les rootkits "hyperviseur"). La première partie de ce document se focalise sur ces logiciels malveillants. Tout d'abord, les attaques logiques sur les systèmes informatiques sont présentées dans leur globalité. Ensuite est proposée une classification des actions malveillantes qui provoquent la perte de l'intégrité d'un noyau. Enfin, les résultats d'une étude sur les rootkits "noyau" sont donnés et la création d'un rootkit original est expliquée. La seconde partie s'intéresse à la protection des noyaux. Après une description de l'état de l'art, une approche originale est proposée, fondée sur le concept de préservation de contraintes. En premier lieu, les éléments essentiels sur lesquels reposent un noyau sont identifiés et les contraintes sur ces éléments, nécessaires à un fonctionnement correct du noyau, sont exposées. Un hyperviseur léger (Hytux) a été conçu pour empêcher la violation de ces contraintes en interceptant certaines des actions du noyau. Sa mise en oeuvre est décrite pour un noyau Linux 64 bits sur architecture x86 qui dispose des technologies Intel VT-x et VT-d.

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Jean, Jérémy. "Cryptanalyse de primitives symétriques basées sur le chiffrement AES." Phd thesis, Ecole Normale Supérieure de Paris - ENS Paris, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00911049.

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Abstract:

Dans cette thèse, nous nous intéressons à la cryptanalyse de certaines primitives de cryptographie symétrique qui utilisent les concepts de construction du schéma de chiffrement AES. Nous commençons par une analyse de l'AES lui-même dans trois modèles de sécurité différents: le modèle standard, le modèle à clefs reliées et le modèle ouvert. Dans le modèle standard, où l'adversaire cherche à récupérer la clef secrète, nous décrivons les meilleures attaques différentielles existantes sur cet algorithme de chiffrement, en améliorant les attaques différentielles précédemment publiées. Ensuite, nous procédons à une analyse structurelle de l'AES dans le modèle à clefs reliées. Nous montrons des résultats d'impossibilité, indiquant que l'on ne peut pas prouver la sécurité de la structure de l'AES contre les attaques différentielles dans ce modèle. Enfin, dans le modèle ouvert, nous proposons le premier distingueur pour neuf tours d'AES-128, ce qui résout un problème ouvert depuis plusieurs années dans la communauté symétrique. Dans une deuxième partie, nous analysons en détail l'application de l'attaque par rebond sur les primitives basées sur l'AES. Nous montrons qu'il est possible de considérer un tour de plus dans la première des deux phases de cette stratégie, ce qui améliore les meilleurs résultats connus sur les permutations à base d'AES. Ceci résout le problème ouvert consistant à augmenter le nombre total de tours attaqués grâce à cette technique. Nous montrons également qu'il est possible de relâcher certaines contraintes pour augmenter la probabilité de succès de la deuxième étape. Ceci conduit à une diminution des complexités de toutes les attaques publiées. Nous appliquons ces améliorations à la fonction de hachage Grostl, obtenant les meilleures attaques sur la permutation interne. Finalement, nous nous intéressons à la fonction de hachage ECHO pour montrer qu'il est possible d'appliquer plusieurs fois l'attaque par rebond et ainsi attaquer plus de tours de la permutation interne.

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Porquet, Joël. "Architecture de sécurité dynamique pour systèmes multiprocesseurs intégrés sur puce." Phd thesis, Université Pierre et Marie Curie - Paris VI, 2010. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00574088.

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Abstract:

Cette thèse présente l'approche multi-compartiment, qui autorise un co-hébergement sécurisé et flexible de plusieurs piles logicielles autonomes au sein d'un même système multiprocesseur intégré sur puce. Dans le marché des appareils orientés multimédia, ces piles logicielles autonomes représentent généralement les intérêts des différentes parties prenantes. Ces parties prenantes sont multiples (fabricants, fournisseurs d'accès, fournisseurs de contenu, utilisateurs, etc.) et ne se font pas forcément confiance entre elles, d'où la nécessité de trouver une manière de les exécuter ensemble mais avec une certaine garantie d'isolation. Les puces multimédia étant matériellement fortement hétérogènes -- peu de processeurs généralistes sont assistés par une multitude de processeurs ou coprocesseurs spécialisés -- et à mémoire partagée, il est difficile voire impossible de résoudre cette problématique uniquement avec les récentes techniques de co-hébergement (virtualisation). L'approche multi-compartiment consiste en un nouveau modèle de confiance, plus flexible et générique que l'existant, qui permet à des piles logicielles variées de s'exécuter simultanément et de façon sécurisée sur des plateformes matérielles hétérogènes. Le cœur de l'approche est notamment composé d'un mécanisme global de protection, responsable du partage sécurisé de l'unique espace d'adressage et logiquement placé dans le réseau d'interconnexion afin de garantir le meilleur contrôle. Cette approche présente également des solutions pour le partage des périphériques, notamment des périphériques ayant une capacité DMA, entre ces piles logicielles. Enfin, l'approche propose des solutions pour le problème de redirection des interruptions matérielles, un aspect collatéral au partage des périphériques. Les principaux composants des solutions matérielles et logicielles proposées sont mis en œuvre lors de la conception d'une plateforme d'expérimentation, sous la forme d'un prototype virtuel. Outre la validation de l'approche, cette plateforme permet d'en mesurer le coût, en termes de performance et de surface de silicium. Concernant ces deux aspects, les résultats obtenus montrent que le coût est négligeable.

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Qian, Chen. "Lossy trapdoor primitives, zero-knowledge proofs and applications." Thesis, Rennes 1, 2019. http://www.theses.fr/2019REN1S088.

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Abstract:

Dans cette thèse, nous étudions deux primitives différentes : les lossy trapdoor functions (LTF) et les systèmes de preuve à divulgation nulle de connaissance. Les LTFs sont des familles de fonctions dans lesquelles les fonctions injectives et les fonctions lossy sont calculatoirement indistinguables. Depuis leur introduction, elles se sont avérées utiles pour la construction de diverses primitives cryptographiques. Nous donnons dans cette thèse des constructions efficaces d’une variante de la LTF : le filtre algébrique lossy. Avec cette variante, nous pouvons améliorer l’efficacité du schéma de chiffrement KDM-CCA et extracteur flous. Dans la deuxième partie de cette thèse, nous étudions les constructions de systèmes de preuve à divulgation nullle de connaissance. Nous donnons la première signature d’anneau de taille logarithmique avec la sécurité étroite en utilisant une variante de Groth-Kolhweiz Σ-protocole dans le modèle de l’oracle aléatoire. Nous proposons également une nouvelle construction d’arguments à divulgation nulle de connaissance non-intéractive et à vérifieur désigné (DVNIZK) sous l’hypothèse de réseaux Euclidiens. En utilisant cette nouvelle construction, nous construisons un système de vote basé sur les réseaux Euclidiens dans le modèle standard
In this thesis, we study two different primitives: lossy trapdoor functions and zero-knwoledge proof systems. The lossy trapdoor functions (LTFs) are function families in which injective functions and lossy ones are computationally indistinguishable. Since their introduction, they have been found useful in constructing various cryptographic primitives. We give in this thesis efficient constructions of a variant of LTF : Lossy Algebraic Filter. Using this variant, we can improve the efficiency of the KDM-CCA (Key-Depended-Message Chosen-Ciphertext-Attack) encryption schemes and fuzzy extractors. In the second part of this thesis, we investigate on constructions of zero-knowledge proof systems. We give the first logarithmic-size ring-signature with tight security using a variant of Groth-Kolhweiz Σ-protocol in the random oracle model. We also propose one new construction of lattice-based Designated-Verifier Non-Interactive Zero-Knowledge arguments (DVNIZK). Using this new construction, we build a lattice-based voting scheme in the standard model

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Guillermin, Nicolas. "Implémentation matérielle de coprocesseurs haute performance pour la cryptographie asymétrique." Phd thesis, Université Rennes 1, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00674975.

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Abstract:

Dans cette thèse, je propose des architectures de coprocesseurs haute performance pour implémenter les primitives de cryptographie asymétrique, comme le RSA, les courbes elliptiques ou le couplage. Les coprocesseurs décrits dans cette thèse ont été implémentés dans des FPGA, et présentent des performances jamais égalées auparavant dans la littérature publique sur ce type de technologie. La particularité de ces architectures est l'utilisation du Residue Number System, un mode de représentation alternatif qui utilise les restes chinois pour calculer efficacement les opérations arithmétiques sur les grands nombres. Ces travaux permettent de confirmer expérimentalement les avantages théoriques de ce mode de représentation pour l'arithmétique modulaire, issus de [14, 13, 43]. Au bénéfice théorique que le RNS apporte s'ajoute une forte capacité de parallélisation qui permet d'obtenir des designs réguliers et pipelinés, proposant une fréquence maximale importante tout en réalisant les opérations modulaires dans un nombre très faible de cycles, et ce quelle que soit la taille des nombres. A titre d'exemple, une multiplication scalaire sur une courbe de 160 bits s'effectue en 0.57 ms sur un Altera Stratix, et en 4 ms pour une courbe de 512 bits, là ou les techniques de représentation classiques réalisent la même opération en le double de temps, à technologie équivalente (excepté pour des courbes particulières). Dans le cas du couplage, le gain est encore plus intéressant, puisqu'il a permis une division par 4 de latence de la meilleure implémentation sur corps de grande caractéristique au moment de la publication de [35], et la première implémentation d'un couplage à 128 bits de sécurité sur corps de grande caractéristique à descendre en dessous de la milliseconde. Enfin, je démontre la capacité du RNS à sécuriser une implémentation haute performance, en proposant 2 contre-mesures contre les canaux auxiliaires et les fautes s'adaptant efficacement sur les coprocesseurs et pouvant être utilisées pour toutes les primitives cryptographiques basées sur l'arithmétique modulaire de grands nombres.

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Lafourcade, Pascal. "Sécurité assistée par ordinateur pour les primitives cryptgraphiques, les protocoles de vote électronique et les réseaux de capteurs sans fil." Habilitation à diriger des recherches, Université de Grenoble, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00807568.

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Abstract:

La sécurité est une des préoccupations principales de l'informatique moderne. De plus en plus de personnes utilisent un ordinateur pour des opérations sensibles comme pour des transferts bancaires, des achats sur internet, le payement des impôts ou même pour voter. La plupart de ces utilisateurs ne savent pas comment la sécurité est assurée, par conséquence ils font totalement confiance à leurs applications. Souvent ces applications utilisent des protocoles cryptographiques qui sont sujet à erreur, comme le montre la célèbre faille de sécurité découverte sur le protocole de Needham-Schroeder dix-sept ans après sa publication. Ces erreurs proviennent de plusieurs aspects : -- Les preuves de primitives cryptographiques peuvent contenir des erreurs. -- Les propriétés de sécurité ne sont pas bien spécifiées, par conséquence, il n'est pas facile d'en faire la preuve. -- Les hypothèses faites sur le modèle de l'intrus sont trop restrictives. Dans cette habilitation, nous présentons des méthodes formelles pour vérifier la sécurité selon ces trois aspects. Tout d'abord, nous construisons des logiques de Hoare afin de prouver la sécurité de primitives cryptographiques comme les chiffrements à clef publique, les modes de chiffrement asymétriques et les codes d'authentification de message ( Message authentication codes, MACs). Nous étudions aussi les protocoles de votes électroniques et les réseaux de capteus sans fil ( Wireless Sensor Networks, WSNs ). Dans ces deux domaines, nous analysons les propriétés de sécurité afin de les modéliser formellement. Ensuite nous développons des techniques appropriées afin de les vérifier.

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Sabt, Mohamed. "Outsmarting smartphones : trust based on provable security and hardware primitives in smartphones architectures." Thesis, Compiègne, 2016. http://www.theses.fr/2016COMP2320.

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Abstract:

Le paysage du monde des téléphones mobiles a changé avec l’introduction des ordiphones (de l’anglais smartphones). En effet, depuis leur avènement, les ordiphones sont devenus incontournables dans des différents aspects de la vie quotidienne. Cela a poussé de nombreux fournisseurs de services de rendre leurs services disponibles sur mobiles. Malgré cette croissante popularité, l’adoption des ordiphones pour des applications sensibles n’a toujours pas eu un grand succès. La raison derrière cela est que beaucoup d’utilisateurs, de plus en plus concernés par la sécurité de leurs appareils, ne font pas confiance à leur ordiphone pour manipuler leurs données sensibles. Cette thèse a pour objectif de renforcer la confiance des utilisateurs en leur mobile. Nous abordons ce problème de confiance en suivant deux approches complémentaires, à savoir la sécurité prouvée et la sécurité ancrée à des dispositifs matériels. Dans la première partie, notre objectif est de montrer les limitations des technologies actuellement utilisées dans les architectures des ordiphones. À cette fin, nous étudions deux systèmes largement déployés et dont la sécurité a reçu une attention particulière dès la conception : l’entrepôt de clés d’Android, qui est le composant protégeant les clés cryptographiques stockées sur les mobiles d’Android, et la famille des protocoles sécurisés SCP (de l’anglais Secure Channel Protocol) qui est définie par le consortium GlobalPlatform. Nos analyses se basent sur le paradigme de la sécurité prouvée. Bien qu’elle soit perçue comme un outil théorique voire abstrait, nous montrons que cet outil pourrait être utilisé afin de trouver des vulnérabilités dans des systèmes industriels. Cela atteste le rôle important que joue la sécurité prouvée pour la confiance en étant capable de formellement démontrer l’absence de failles de sécurité ou éventuellement de les identifier quand elles existent. Quant à la deuxième partie, elle est consacrée aux systèmes complexes qui ne peuvent pas être formellement vérifiés de manière efficace en termes de coût. Nous commençons par examiner l’approche à double environnement d’exécution. Ensuite, nous considérons le cas où cette approche est instanciée par des dispositifs matériels particuliers, à savoir le ARM TrustZone, afin de construire un environnement d’exécution de confiance (TEE de l’anglais Trusted Execution Environment). Enfin, nous explorons deux solutions palliant quelques limitations actuelles du TEE. Premièrement, nous concevons une nouvelle architecture du TEE qui en protège les données sensibles même quand son noyau sécurisé est compromis. Cela soulage les fournisseurs des services de la contrainte qui consiste à faire pleinement confiance aux fournisseurs du TEE. Deuxièmement, nous proposons une solution dans laquelle le TEE n’est pas uniquement utilisé pour protéger l’exécution des applications sensibles, mais aussi pour garantir à des grands composants logiciels (comme le noyau d’un système d’exploitation) des propriétés de sécurité plus complexes, à savoir l’auto-protection et l’auto-remédiation
The landscape of mobile devices has been changed with the introduction of smartphones. Sincetheir advent, smartphones have become almost vital in the modern world. This has spurred many service providers to propose access to their services via mobile applications. Despite such big success, the use of smartphones for sensitive applications has not become widely popular. The reason behind this is that users, being increasingly aware about security, do not trust their smartphones to protect sensitive applications from attackers. The goal of this thesis is to strengthen users trust in their devices. We cover this trust problem with two complementary approaches: provable security and hardware primitives. In the first part, our goal is to demonstrate the limits of the existing technologies in smartphones architectures. To this end, we analyze two widely deployed systems in which careful design was applied in order to enforce their security guarantee: the Android KeyStore, which is the component shielding users cryptographic keys in Android smartphones, and the family of Secure Channel Protocols (SCPs) defined by the GlobalPlatform consortium. Our study relies on the paradigm of provable security. Despite being perceived as rather theoretical and abstract, we show that this tool can be handily used for real-world systems to find security vulnerabilities. This shows the important role that can play provable security for trust by being able to formally prove the absence of security flaws or to identify them if they exist. The second part focuses on complex systems that cannot cost-effectively be formally verified. We begin by investigating the dual-execution-environment approach. Then, we consider the case when this approach is built upon some particular hardware primitives, namely the ARM TrustZone, to construct the so-called Trusted Execution Environment (TEE). Finally, we explore two solutions addressing some of the TEE limitations. First, we propose a new TEE architecture that protects its sensitive data even when the secure kernel gets compromised. This relieves service providers of fully trusting the TEE issuer. Second, we provide a solution in which TEE is used not only for execution protection, but also to guarantee more elaborated security properties (i.e. self-protection and self-healing) to a complex software system like an OS kernel

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Laurent, Johan. "Modélisation de fautes utilisant la description RTL de microarchitectures pour l’analyse de vulnérabilité conjointe matérielle-logicielle." Thesis, Université Grenoble Alpes, 2020. http://www.theses.fr/2020GRALT061.

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Abstract:

La sécurité numérique est aujourd’hui un enjeu majeur dans nos sociétés. Communications, énergie, transport, outils de production, Internet des Objets… Les systèmes numériques se multiplient et deviennent toujours plus critiques pour le bon fonctionnement du monde. Depuis un peu plus d’une vingtaine d’années, une nouvelle menace a émergé pour attaquer les systèmes : l’injection de faute. Elle consiste essentiellement à perturber un circuit pendant son fonctionnement, par diverses méthodes comme des perturbations sur l’alimentation du circuit, l’injection électromagnétique, ou l’injection laser ; afin de provoquer des erreurs. Ces erreurs peuvent ensuite être exploitées par un attaquant pour révéler des informations secrètes du circuit, ou passer outre des mesures de sécurité.La complexification des systèmes numériques et les avancées technologiques comme la finesse de gravure rendent particulièrement vulnérables les systèmes numériques face aux attaques par injection de fautes. Pour contrer ces attaques efficacement et à un coût raisonnable, il est nécessaire de penser la sécurité dès la phase de conception du système. Pour cela, il faut comprendre précisément l’impact de ces fautes sur les processeurs. Les effets induits peuvent être modélisés à différents niveaux d’abstraction. Actuellement, si l’impact des fautes est relativement bien connu au niveau matériel, leurs effets au niveau logiciel restent mal compris. Les analyses de vulnérabilité au niveau logiciel se basent donc sur des modèles de faute logiciels simples que sont par exemple le saut d’instruction, la corruption de registre ou l’inversion de test. Ces modèles sont appliqués sans réelle prise en compte de la microarchitecture du processeur attaqué. Cette non-considération de l’aspect matériel pose la question du réalisme des modèles logiciels, qui conduit à deux types de problèmes : certains effets modélisés ne correspondent pas à des vulnérabilités réelles ; et, à l’inverse, certains effets affaiblissant la sécurité ne sont pas modélisés. Ces difficultés se transposent ensuite dans des contremesures sur-dimensionnées, ou, plus grave, sous-dimensionnées.Pour lutter contre ces limitations des modèles de faute logiciels usuels, une étude précise de la microarchitecture des processeurs est requise. Dans cette thèse, nous explorons tout d’abord en quoi différentes structures du processeur, comme le pipeline ou les optimisations de forwarding et d’exécution spéculative, peuvent influer sur le comportement des fautes au sein du processeur et en quoi ces structures peuvent mettre à mal une vision purement logicielle de l’impact des fautes sur l’exécution d’un programme. Des injections au niveau RTL dans un processeur d’architecture RISC-V sont effectuées pour montrer que ces effets pourraient être exploités pour attaquer des contremesures logicielles typiques, ou encore une application de vérification de PIN sécurisée. Dans un deuxième temps est développée une méthode pour étudier plus généralement les effets des fautes dans un processeur. Cette méthode a un intérêt double. Le premier est la modélisation de fautes au niveau logiciel, avec notamment la définition de métriques d’évaluation des modèles. Le second est de conserver un lien avec le niveau RTL afin de pouvoir concrétiser les effets obtenus au niveau logiciel. Pour terminer cette thèse, nous étudions la possibilité d’utiliser des méthodes d’analyse statique pour analyser la sécurité de programmes face aux modèles de faute logiciels définis précédemment. Une analyse par interprétation abstraite et une analyse par exécution symbolique sont abordées.Cette thèse, financée par l’IRT Nanoelec pour le projet Pulse, a été réalisée au sein du laboratoire LCIS de Valence, en collaboration avec le CEA-Leti de Grenoble. Elle a été dirigée par Vincent Beroulle (LCIS) et co-encadrée par Christophe Deleuze (LCIS) et Florian Pebay-Peyroula (CEA-Leti)
Nowadays, digital security is of major importance to our societies. Communications, energy, transport, means of production, Internet of Things… The use of digital systems is ever increasing, making them critical to the correct working of our world. A little more than two decades ago, a new form of attack has risen: fault injection. Essentially, it consists in perturbing a circuit during computation, using various methods such as power glitches, electromagnetic injection or laser injection; in the aim of generating errors. These errors can then be exploited by an attacker to reveal secret information from the circuit, or to bypass some security measures.System complexification and technological advances make digital systems particularly vulnerable against fault injection attacks. In order to thwart these attacks effectively and at a reasonable cost, it is necessary to consider security from the early phases of the design flow. To do that, a better understanding of how faults impact processors is required. Effects provoked by fault injection can be modeled at various levels of abstraction. Currently, if the impact of faults at the hardware level is relatively well known, the same cannot be said for the software level. Security analyses at the software level are based on simple software fault models such as instruction skip, register corruption or test inversion. These models are applied without any serious consideration for the microarchitecture of the attacked processor. This brings the question of the realism of these models, leading to two types of problems: some modeled effects do not correspond to actual attacks; and, conversely, some effects lowering the security of the system are not modeled. These issues then translate to over-engineered, or, worse, under-engineered countermeasures.To face the limitations of typical software fault models, a precise study of processor microarchitectures is necessary. In this thesis, we first explore how various structures of the processor, such as the pipeline or optimization structures like forwarding and speculative execution, can influence the behavior of faults in the inner working of the processor; and how they call into question a pure software vision of how faults impact software execution. RTL injections are conducted in a RISC-V processor, to demonstrate how these effects could be exploited to counter typical software countermeasures and a hardened program that check PIN codes. Then, a method to study more generally the effects of faults in a processor is developed. The point of this method is twofold. The first is about modeling faults at the software level, with the definition of several metrics to evaluate models. The second point is about keeping a link to the RTL level, in order to be able to materialize effects obtained at the software level. Finally, to end this thesis, we study the possibility to use static analysis to analyze the security of programs against software fault models defined previously. Two methods are considered, one using abstract interpretation, and the other using symbolic execution.This thesis, financed by the IRT Nanoelec for the Pulse project, has been conducted within the LCIS laboratory in Valence, in collaboration with the CEA-Leti in Grenoble. It has been supervised by Vincent Beroulle (LCIS), and co-supervised by Christophe Deleuze (LCIS) and Florian Pebay-Peyroula (CEA-Leti)

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Courbon, Franck. "Rétro-conception matérielle partielle appliquée à l'injection ciblée de fautes laser et à la détection efficace de Chevaux de Troie Matériels." Thesis, Saint-Etienne, EMSE, 2015. http://www.theses.fr/2015EMSE0788/document.

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Abstract:

Le travail décrit dans cette thèse porte sur une nouvelle méthodologie de caractérisation des circuits sécurisés basée sur une rétro-conception matérielle partielle : d’une part afin d’améliorer l’injection de fautes laser, d’autre part afin de détecter la présence de Chevaux de Troie Matériels (CTMs). Notre approche est dite partielle car elle est basée sur une seule couche matérielle du composant et car elle ne vise pas à recréer une description schématique ou fonctionnelle de l’ensemble du circuit.Une méthodologie invasive de rétro-conception partielle bas coût, rapide et efficace est proposée. Elle permet d’obtenir une image globale du circuit où seule l’implémentation des caissons des transistors est visible. La mise en œuvre de cette méthodologie est appliquée sur différents circuits sécurisés. L’image obtenue selon la méthodologie déclinée précédemment est traitée afin de localiser spatialement les portes sensibles, voire critiques en matière de sécurité. Une fois ces portes sensibles identifiées, nous caractérisons l’effet du laser sur différentes parties de ces cellules de bases et nous montrons qu’il est possible de contrôler à l’aide d’injections de fautes laser la valeur contenue dans ces portes. Cette technique est inédite car elle valide le modèle de fautes sur une porte complexe en technologie 90 nm. Pour finir une méthode de détection de CTMs est proposée avec le traitement de l’image issue de la rétro-conception partielle. Nous mettons en évidence l’ajout de portes non répertoriées avec l’application sur un couple de circuits. La méthode permet donc de détecter, à moindre coût, de manière rapide et efficace la présence de CTMs
The work described in this thesis covers an integrated circuit characterization methodology based on a partial hardware reverse engineering. On one hand in order to improve integrated circuit security characterization, on the other hand in order to detect the presence of Hardware Trojans. Our approach is said partial as it is only based on a single hardware layer of the component and also because it does not aim to recreate a schematic or functional description of the whole circuit. A low cost, fast and efficient reverse engineering methodology is proposed. The latter enables to get a global image of the circuit where only transistor's active regions are visible. It thus allows localizing every standard cell. The implementation of this methodology is applied over different secure devices. The obtained image according to the methodology declined earlier is processed in order to spatially localize sensible standard cells, nay critical in terms of security. Once these cells identified, we characterize the laser effect over different location of these standard cells and we show the possibility with the help of laser fault injection the value they contain. The technique is novel as it validates the fault model over a complex gate in 90nm technology node.Finally, a Hardware Trojan detection method is proposed using the partial reverse engineering output. We highlight the addition of few non listed cells with the application on a couple of circuits. The method implementation therefore permits to detect, without full reverse-engineering (and so cheaply), quickly and efficiently the presence of Hardware Trojans

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Thomé, Emmanuel. "Théorie algorithmique des nombres et applications à la cryptanalyse de primitives cryptographiques." Habilitation à diriger des recherches, Université de Lorraine, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00765982.

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Abstract:

Le problème de la factorisation et celui du logarithme discret sont deux fondements essentiels de nombreux algorithmes de la cryptographie à clé publique. Dans le champ des algorithmes pour attaquer ces problèmes éminemment ardus, le crible algébrique et ses algorithmes cousins occupent une place de première importance. La première partie de ce mémoire est consacrée à la présentation de la " famille " du crible algébrique, et à plusieurs de mes contributions dans ce domaine. D'autres travaux sont abordés dans la partie suivante, notamment en lien avec le problème du logarithme discret sur les jacobiennes de courbes, et à ma contribution à de nouveaux algorithmes pour ce problème dans certains cas particuliers. La partie 3 du mémoire aborde mes travaux sur le thème de l'algèbre linéaire creuse sur les corps finis, motivés par le contexte d'application des algorithmes précédemment cités. La partie 4, enfin, traite de mes travaux dans le domaine de l'arithmétique, notamment concernant l'arithmétique des polynômes sur GF(2). La proximité des travaux apparaissant dans ces parties 3 et 4 avec des problématiques d'implantation indique le souci permanent, dans mes travaux, de ne pas laisser de côté cet aspect.

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Albert, Jérémie. "Modèle de calcul, primitives, et applications de référence, pour le domaine des réseaux ad hoc fortement mobiles." Thesis, Bordeaux 1, 2010. http://www.theses.fr/2010BOR14169/document.

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Abstract:

Les réseaux ad hoc dynamiques qui évoluent de manière non planiﬁée et imprévisible sont souvent étudiés en faisant l’hypothèse d’une composition et d’une topologie qui évoluent peu et relativement lentement. Il est alors possible de proposer dans ce contexte faiblement mobile des mécanismes (comme par exemple du routage, des infrastructures PKI, etc.) qui permettent aux applications conçues pour les réseaux statiques de continuer à fonctionner. Les travaux présentés dans cette thèse sont au contraire centrés sur lesréseaux ad hoc fortement dynamiques (iMANets). Les nœuds qui les constituent sont extrêmement mobiles et volatils, ce qui engendre des modifications incessantes et rapides de topologie. Les contributions principales de cette thèse sont (i) la définition d’une algèbre nommée CiMAN (Calculus for highly Mobile Ad hoc Networks) qui permet de modéliser les processus communicants dans ces réseaux ad hoc fortement mobiles, (ii) l’utilisation de cette algèbre pour prouver la correction d’algorithmes dédiés à ces réseaux, et (iii) unmiddleware et des applications de référence adaptés à ce contexte
Mobile ad hoc networks that evolve in an unplanned and unpredictable mannerare often studied assuming that their composition and their topology evolve relatively slowly. In this context of weak mobility, it is then possible to propose mechanisms (such asrouting, Public Key Infrastructure, etc.) which make the application designed for a static context still operational. At the opposite, the work presented in this thesis focuses on highlymobile ad hoc networks (iMANets). The nodes of these networks are extremely mobile,bringing ceaseless and fast changes in the network topology. The main contributions of this thesis are (i) the deﬁnition of an algebra called CiMAN (Calculus for highly Mobile Adhoc Networks) which makes it possible to model communicating processes in these highly mobile ad hoc networks, (ii) the use of this algebra to prove the correctness of algorithms dedicated to these networks, and (iii) a middleware and reference applications speciﬁcally designed for this context

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Souissi, Youssef. "Méthodes optimisant l'analyse des cryptoprocesseurs sur les canaux cachés." Phd thesis, Télécom ParisTech, 2011. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00681665.

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Abstract:

Ces dernières années, la sécurité des systèmes embarqués a fait l'objet de recherches intensives. Comme l'énergie, le coût et la performance; la sécurité est un aspect important qui doit être considérée tout au long du processus de conception d'un système embarqué. Des menaces récentes appelées "attaques par canaux cachés'' (Side-Channel Analysis (SCA)) ont attiré beaucoup d'attention dans le milieu de la sécurité embarquée. Ces attaques exploitent des propriétés physiques, telles que la consommation d'énergie ou le champ magnétique rayonné, afin de retrouver le secret. De plus, elles sont passives dans le sens où l'analyse se contente d'une observation extérieure du système sans l'endommager. Dans ce contexte, il est évident que la sécurisation des systèmes embarqués contre les attaques SCA constitue un aspect vital dans le flot de conception. Par conséquent, la nécessité d'assurer et d'évaluer la robustesse des systèmes embarqués contre ces attaques devient clair. Cette thèse propose principalement des techniques et méthodes génériques dans l'analyse par canaux cachés. Ces techniques qui touchent à différents aspects de l'analyse SCA (acquisition, pré-traitement, attaque et évaluation) peuvent être utilisées dans un cadre d'évaluation plus officiel tel que les Critères Communs (CC) ou le FIPS-140 afin d'améliorer la visibilité de l'évaluateur. Par ailleurs, le propriétaire d'un produit pourrait aussi se baser sur ces techniques dans le but d'évaluer la sécurité de son produit face aux attaques par canaux cachés avant de solliciter un certificat.

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Maréchal, Catherine. "Etude de l'influence de la technologie et de l'association de composants logiques sur la sensibilité électromagnétique de cartes électroniques : Application à l'étude d'une fonction dont la sécurité est fondée sur la redondance matérielle." Lille 1, 1994. http://www.theses.fr/1994LIL10109.

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Abstract:

Nous etudions l'influence de la technologie et de l'association des composants logiques sur la sensibilite electromagnetique des cartes electroniques. Dans une premiere partie, nous analysons le comportement d'un dispositif sous test simple vis-a-vis d'une perturbation electromagnetique de mode rayonne. Ce dispositif sous test est constitue de deux portes inverseuses connectees en serie par une ligne de transmission couplee a l'onde electromagnetique. Un outil statistique est developpe afin de caracteriser les defauts statiques qui apparaissent en sortie sur les etats logiques pour des perturbations de forte amplitude. Nous utilisons egalement une methode de mesure visualisant l'excursion du signal perturbe selon l'amplitude du champ electrique. Apres avoir etudie l'association de differentes familles d'une part de la technologie cmos (hc et hcu) et d'autre part de la technologie ttl (ls, als, as, f et s), nous analysons la propagation des perturbations le long d'une chaine de composants logiques. Nous utilisons le logiciel pspice afin de simuler les signaux induits sur la ligne de transmission. Dans une deuxieme partie, nous appliquons nos resultats experimentaux afin de tenter d'ameliorer la securite de systemes redondants soumis a une perturbation electromagnetique. Pour ce faire, nous etudions la sensibilite electromagnetique d'une fonction de securite effectivement implantee sur un systeme de transport. La securite de la carte est fondee sur une redondance materielle: une des voies de traitement de l'information emploi la technologie cmos et l'autre voie la technologie ttl.

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Ba, Papa-Sidy. "Détection et prévention de Cheval de Troie Matériel (CTM) par des méthodes Orientées Test Logique." Thesis, Montpellier, 2016. http://www.theses.fr/2016MONTT271/document.

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Abstract:

Pour réduire le coût des Circuits Intégrés (CIs), les entreprises de conception se tournent de plus en plus vers des fonderies basées dans des pays à faible coût de production (outsourcing). Cela a pour effet d’augmenter les menaces sur les circuits. En effet, pendant la fabrication,le CI peut être altéré avec l’insertion d’un circuit malicieux, appelé cheval de Troie Matériel (CTM). Ceci amène les vendeurs de CI à protéger leurs produits d’une potentielle insertion d’un CTM, mais également, d’en assurer l’authenticité après fabrication (pendant la phase de test).Cependant, les CTMs étant furtifs par nature, il est très difficile, voire impossible de les détecter avec les méthodes de test conventionnel, et encore moins avec des vecteurs de test aléatoires. C’est pourquoi nous proposons dans le cadre de cette thèse, des méthodes permettant de détecter et de prévenir l’insertion de CTM dans les CIs pendant leur fabrication.Ces méthodes utilisent des approches orientées test logique pour la détection de CTM aussi bien en phase de test (après fabrication du CI) qu’en fonctionnement normal (run-time).De plus, nous proposons des méthodes de prévention qui elles aussi s’appuient sur des principes de test logique pour rendre difficile, voire impossible l’insertion de CTM aussi bien au niveau netlist qu’au niveau layout
In order to reduce the production costs of integrated circuits (ICs), outsourcing the fabrication process has become a major trend in the Integrated Circuits (ICs) industry. As an inevitable unwanted side effect, this outsourcing business model increases threats to hardware products. This process raises the issue of un-trusted foundries in which, circuit descriptions can be manipulated with the aim to possibly insert malicious circuitry or alterations, referred to as Hardware Trojan Horses (HTHs). This motivates semiconductor industries and researchers to study and investigate solutions for detecting during testing and prevent during fabrication, HTH insertion.However, considering the stealthy nature of HTs, it is quite impossible to detect them with conventional testing or even with random patterns. This motivates us to make some contributions in this thesis by proposing solutions to detect and prevent HTH after fabrication (during testing).The proposed methods help to detect HTH as well during testing as during normal mode(run-time), and they are logic testing based.Furthermore, we propose prevention methods, which are also logic testing based, in order tomake harder or quasi impossible the insertion of HTH both in netlist and layout levels

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Selmane, Nidhal. "Attaques en fautes globales et locales sur les cryptoprocesseurs AES : mise en œuvre et contremesures." Phd thesis, Télécom ParisTech, 2010. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00565881.

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Abstract:

Dans cette thèse, Nous présentons différents aspects d'attaques physiques sur les implémentations cryptographiques de l'algorithme de chiffrement AES, ainsi qu'une étude sur les contre-mesures possibles. La première méthode d'injection utilisée est basée sur la violation temps de setup. Nous avons démontré pour la première fois que cette méthode globale permet l'injection de fautes exploitables dans les circuits cryptographiques ASIC et FPGA . On a également réalisé une attaque locale sur un microprocesseur ATmega128 en utilisant un laser. Nous présentons aussi dans cette thèse, une nouvelle approche pour contré les attaque en fautes basé sur la résilience. La résilience n'impose aucune destruction des secrets dans le cas d'une attaque en faute. Dans une implémentation protégée par résilience, quand une faute est injecté avec succès mais n'a pas de conséquence dans le calcul, le circuit ne présente aucune réaction par contre si le circuit est protégé par un système de détection arrête automatiquement le calcul même si la faute n'a pas d'effet. Dans une implémentation résilience même si la faute est injectée lors du calcul l'attaquant ne peut pas exploiter le résultat a fin d'exécuter une attaque DFA. Plusieurs méthodes concrètes pour mettre en oeuvre la résilience pour les chiffrements symétriques sont proposées, parmi lesquelles un mode aléatoire de fonctionnement qui convient pour des cartes à puce a faible coût. Nous proposons d'utiliser les logiques DPL comme méthode de protection. Ces logiques protègent simultanément contre les attaques par observation et par perturbation, et sont moins coûteux que la détection basée sur les codes.

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Prokopiak, Marie. "L'amélioration de la qualité rédactionnelle des textes législatifs. Approche comparée droit français - droit de l'Union européenne." Thesis, Limoges, 2015. http://www.theses.fr/2015LIMO0116.

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Abstract:

La critique de la qualité rédactionnelle des textes législatifs s’est intensifiée depuis la fin des années quatre-vingt. Dans de nombreux systèmes juridiques nationaux comme dans l’ordre juridique de l’Union européenne, la doctrine et les pouvoirs publics ne cessent de déplorer la perte de normativité, le pointillisme, le manque de clarté des énoncés législatifs. En particulier, la sécurité juridique s’en trouve menacée, l’effectivité de la loi passablement affaiblie et l’égalité des citoyens devant la loi compromise. L’approche comparée, justifiée par l’étroite imbrication du système juridique français et du système juridique de l’Union européenne en matière normative, vise à apporter un éclairage nouveau et plus global sur les moyens de remédier à ce problème récurrent. La première voie d’amélioration est celle de la rénovation de l’ensemble des techniques, des méthodes, des procédures concourant à l’élaboration des textes législatifs. Cette préoccupation trouve d’ailleurs un écho favorable auprès des juges français et européen qui se réservent la possibilité de sanctionner, sur le fondement d’une argumentation juridique similaire, les malfaçons rédactionnelles nuisant à la compréhension des textes. La seconde voie d’amélioration, complémentaire, est celle de la clarification de la législation existante. Parce que l’accès matériel et intellectuel à cette dernière devient de plus en plus complexe, sont envisagées sa codification et, le cas échéant, sa révision selon un processus itératif. Ainsi, l’étude comparée des expériences française et européenne dessine les traits d’un modèle pour mieux rédiger les textes législatifs, lequel se développe bien au-delà des deux systèmes juridiques. Il n’est toutefois pas exempt de certaines contradictions, insuffisances et écueils, si bien qu’une réflexion commune sur les causes profondes de la dégradation de la qualité rédactionnelle des textes législatifs doit encore être menée
The criticism of the quality of drafting of legislation has been increasing since the 1980s. In many national legal systems as in the legal order of the European Union, authors and public authorities never stop denouncing the loss of normativity, the punctiliousness and the lack of clarity of legislation statement. In particular, the legal security is threatened, the effectiveness of the law is weakened and the equality of citizens before the law is compromised. The comparative study, justified by the close interlinking of the French legal system and that of the European Union, aims to provide a new and more global perspective on ways to address this recurring problem. The first means of improvement is the reform of all the techniques, methods and procedures that contribute to the preparation of legislation. This approach also finds a favorable response from the French and European judges, who reserve the right to sanction on the basis of similar legal arguments, the writing defects that affect the understanding of texts. The second, complementary, means of improvement is the clarification of existing legislation. As the material and intellectual access to it is becoming more and more complicated, its codification and, if required, its revision within the framework of an iterative process are being contemplated. Thus, the comparative study of French and European Union experiences outlines a model to better draft the legislation, which grows beyond the two legal systems. It is, however, not free of contradictions, deficiencies and pitfalls, therefore a Europe-wide reflexion on the underlying causes of the degradation of the quality of drafting of legislation needs to be undertaken

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Letan, Thomas. "Specifying and Verifying Hardware-based Security Enforcement Mechanisms." Thesis, CentraleSupélec, 2018. http://www.theses.fr/2018CSUP0002.

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Abstract:

Dans ces travaux de thèse, nous nous intéressons à une classe de stratégies d'application de politiques de sécurité que nous appelons HSE, pour Hardware-based Security Enforcement. Dans ce contexte, un ou plusieurs composants logiciels de confiance contraignent l'exécution du reste de la pile logicielle avec le concours de la plate-forme matérielle sous-jacente afin d'assurer le respect d'une politique de sécurité donnée. Pour qu'un mécanisme HSE contraigne effectivement l'exécution de logiciels arbitraires, il est nécessaire que la plate-forme matérielle et les composants logiciels de confiance l'implémentent correctement.Ces dernières années, plusieurs vulnérabilités ont mis à défaut des implémentations de mécanismes HSE. Nous concentrons ici nos efforts sur celles qui sont le résultat d'erreurs dans les spécifications matérielles et non dans une implémentation donnée.Plus précisément, nous nous intéressons aux cas particulier de l'usage légitime, par un attaquant, d'une fonctionnalité d'un composant matériel pour contourner les protections offertes par un second. Notre but est d'explorer des approches basées sur l'usage de méthodes formelles pour spécifier et vérifier des mécanismes HSE. La spécification de mécanismes HSE peut servir de point de départ pour la vérification des spécifications matérielles concernées, dans l'espoir de prévenir des attaques profitant de la composition d'un grand nombre de composants matériels. Elles peuvent ensuite être fournies aux développeurs logiciels, sous la forme d'une liste de prérequis que leurs produits doivent respecter s'ils désirent l'application d'une politique de sécurité clairement identifiée
In this thesis, we consider a class of security enforcement mechanisms we called Hardware-based Security Enforcement (HSE). In such mechanisms, some trusted software components rely on the underlying hardware architecture to constrain the execution of untrusted software components with respect to targeted security policies. For instance, an operating system which configures page tables to isolate userland applications implements a HSE mechanism. For a HSE mechanism to correctly enforce a targeted security policy, it requires both hardware and trusted software components to play their parts. During the past decades, several vulnerability disclosures have defeated HSE mechanisms. We focus on the vulnerabilities that are the result of errors at the specification level, rather than implementation errors. In some critical vulnerabilities, the attacker makes a legitimate use of one hardware component to circumvent the HSE mechanism provided by another one. For instance, cache poisoning attacks leverage inconsistencies between cache and DRAM’s access control mechanisms. We call this class of attacks, where an attacker leverages inconsistencies in hardware specifications, compositional attacks. Our goal is to explore approaches to specify and verify HSE mechanisms using formal methods that would benefit both hardware designers and software developers. Firstly, a formal specification of HSE mechanisms can be leveraged as a foundation for a systematic approach to verify hardware specifications, in the hope of uncovering potential compositional attacks ahead of time. Secondly, it provides unambiguous specifications to software developers, in the form of a list of requirements

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Lecomte, Maxime. "Système embarque de mesure de la tension pour la détection de contrefaçons et de chevaux de Troie matériels." Thesis, Lyon, 2016. http://www.theses.fr/2016LYSEM018/document.

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Abstract:

Avec la mondialisation du marché des semi-conducteurs, l'intégrité des circuits intégrés (CI) est devenue préoccupante... On distingue deux menaces principales : les chevaux de Troie matériel (CTM) et les contrefaçons. La principale limite des méthodes de vérification de l’intégrité proposées jusqu'à maintenant est le biais induit par les variations des procédés de fabrication. Cette thèse a pour but de proposer une méthode de détection embarquée de détection de CTM et de contrefaçons. À cette fin, une caractérisation de l'impact des modifications malveillantes sur un réseau de capteurs embarqué a été effectuée. L'addition malicieuse de portes logiques (CTM) ou la modification de l'implémentation du circuit (contrefaçons) modifie la distribution de la tension à la l'intérieur du circuit. Une nouvelle approche est proposée afin d'éliminer l'influence des variations des procédés. Nous posons que pour des raisons de cout et de faisabilité, une infection est faite à l'échelle d'un lot de production. Un nouveau modèle de variation de performance temporelle des structures CMOS en condition de design réel est introduit. Ce modèle est utilisé pour créer des signatures de lots indépendantes des variations de procédé et utilisé pour définir une méthode permettant de détecter les CTMs et les contrefaçons.Enfin nous proposons un nouveau distingueur permettant de déterminer, avec un taux de succès de 100%, si un CI est infecté ou non. Ce distingueur permet de placer automatiquement un seuil de décision adapté à la qualité des mesures et aux variations de procédés. Les résultats ont été expérimentalement validés sur un lot de cartes de prototypage FPGA
Due to the trend to outsourcing semiconductor manufacturing, the integrity of integrated circuits (ICs) became a hot topic. The two mains threats are hardware Trojan (HT) and counterfeits. The main limit of the integrity verification techniques proposed so far is that the bias, induced by the process variations, restricts their efficiency and practicality. In this thesis we aim to detect HTs and counterfeits in a fully embedded way. To that end we first characterize the impact of malicious insertions on a network of sensors. The measurements are done using a network of Ring oscillators. The malicious adding of logic gates (Hardware Trojan) or the modification of the implementation of a different design (counterfeits) will modify the voltage distribution within the IC.Based on these results we present an on-chip detection method for verifying the integrity of ICs. We propose a novel approach which in practice eliminates this limit of process variation bias by making the assumption that IC infection is done at a lot level. We introduce a new variation model for the performance of CMOS structures. This model is used to create signatures of lots which are independent of the process variations. A new distinguisher has been proposed to evaluate whether an IC is infected. This distinguisher allows automatically setting a decision making threshold that is adapted to the measurement quality and the process variation. The goal of this distinguisher is to reach a 100\% success rate within the set of covered HTs family. All the results have been experientially validated and characterized on a set of FPGA prototyping boards

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Hiscock, Thomas. "Microcontrôleur à flux chiffré d'instructions et de données." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2017. http://www.theses.fr/2017SACLV074/document.

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Abstract:

Un nombre important et en constante augmentation de systèmes numériques nous entoure. Tablettes, smartphones et objets connectés ne sont que quelques exemples apparents de ces technologies omniprésentes, dont la majeure partie est enfouie, invisible à l'utilisateur. Les microprocesseurs, au cœur de ces systèmes, sont soumis à de fortes contraintes en ressources, sûreté de fonctionnement et se doivent, plus que jamais, de proposer une sécurité renforcée. La tâche est d'autant plus complexe qu'un tel système, par sa proximité avec l'utilisateur, offre une large surface d'attaque.Cette thèse, se concentre sur une propriété essentielle attendue pour un tel système, la confidentialité, le maintien du secret du programme et des données qu'il manipule. En effet, l'analyse du programme, des instructions qui le compose, est une étape essentielle dans la conception d'une attaque. D'autre part, un programme est amené à manipuler des données sensibles (clés cryptographiques, mots de passes, ...), qui doivent rester secrètes pour ne pas compromettre la sécurité du système.Cette thèse, se concentre sur une propriété essentielle attendue pour un tel système, la confidentialité, le maintien du secret du programme et des données qu'il manipule. Une première contribution de ces travaux est une méthode de chiffrement d'un code, basée sur le graphe de flot de contrôle, rendant possible l'utilisation d'algorithmes de chiffrement par flots, légers et efficaces. Protéger les accès mémoires aux données d'un programme s'avère plus complexe. Dans cette optique, nous proposons l'utilisation d'un chiffrement homomorphe pour chiffrer les données stockées en mémoire et les maintenir sous forme chiffrée lors de l'exécution des instructions. Enfin, nous présenterons l'intégration de ces propositions dans une architecture de processeur et les résultats d'évaluation sur logique programmable (FPGA) avec plusieurs programmes d'exemples
Embedded processors are today ubiquitous, dozen of them compose and orchestrate every technology surrounding us, from tablets to smartphones and a large amount of invisible ones. At the core of these systems, processors gather data, process them and interact with the outside world. As such, they are excepted to meet very strict safety and security requirements. From a security perspective, the task is even more difficult considering the user has a physical access to the device, allowing a wide range of specifically tailored attacks.Confidentiality, in terms of both software code and data is one of the fundamental properties expected for such systems. The first contribution of this work is a software encryption method based on the control flow graph of the program. This enables the use of stream ciphers to provide lightweight and efficient encryption, suitable for constrained processors. The second contribution is a data encryption mechanism based on homomorphic encryption. With this scheme, sensible data remain encrypted not only in memory, but also during computations. Then, the integration and evaluation of these solutions on Field Programmable Gate Array (FPGA) with some example programs will be discussed

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Poucheret, François. "Injections électromagnétiques : développement d’outils et méthodes pour la réalisation d’attaques matérielles." Thesis, Montpellier 2, 2012. http://www.theses.fr/2012MON20255/document.

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Abstract:

Les attaques en fautes consistent à perturber le fonctionnement d'un circuit intégré afin d'accéder à des informations confidentielles. Ce type d'attaque est critique pour la sécurité d'une application, en raison de la vaste gamme d'effets possibles : saut d'instructions, modifications de valeurs de registres … Les moyens mis en œuvre pour corrompre le fonctionnement d'un dispositif électronique sont divers et variés. Un circuit peut ainsi être utilisé en dehors de ses limites opérationnelles (en T°, V ou fréquence d'horloge), être soumis à de brusques variations de tension ou voir son signal d'horloge altéré. Ces attaques restent néanmoins globales, car elles perturbent le circuit dans son intégralité. De fait, elles sont facilement détectables par les nombreuses contremesures et capteurs intégrés de nos jours dans les circuits sécurisés. Des techniques plus élaborées ont ainsi vu le jour, notamment attaques dites LASER. Elles permettent de cibler une zone définie du circuit avec un effet très local, diminuant les risques d'être détectées par les capteurs ainsi que l'apparition de dysfonctionnements complets du système. Toutefois, ces attaques nécessitent une préparation physico-chimique du circuit, à la fois coûteuse et potentiellement destructrice pour l'échantillon ciblé. En raison de leur propriété de pénétration dans les matériaux, les injections électromagnétiques (Electromagnetic Injections) permettent, en théorie, de s'affranchir de toute étape de préparation. Leur capacité à transmettre de l'énergie sans contact direct, ainsi que la possibilité de les produire en possédant un matériel peu onéreux en font une technique de perturbation à fort potentiel. C'est dans ce contexte que cette thèse, intitulée « Injections électromagnétiques : développement d'outils et méthodes pour la réalisation d'attaques matérielles. » a été menée avec comme principaux objectifs la recherche de moyens de perturbation sans contact ne nécessitant pas d'étapes de préparation des échantillons, et produisant des effets localisés. Plus particulièrement, ces travaux de recherche ont donc d'abord été axés sur la réalisation d'une plateforme d'attaques basées sur la génération d'ondes EM harmoniques, en se focalisant sur les éléments clés que sont les sondes d'injection. Diverses expérimentations sur circuits intégrés en technologie récente, notamment sur une structure de générateur d‘horloge interne, ont permis de valider son efficacité. Enfin, des attaques sur générateurs de nombres aléatoires ont également été réalisées et ont démontré la possibilité de réduire l'aléa produit en sortie, en utilisant soit le phénomène de ‘locking' ou de manière plus surprenante, en provocant des fautes lors de l'échantillonnage des données par les éléments mémoires
Attacks based on fault injection consist in disturbing a cryptographic computation in order to extract critical information on the manipulated data. Fault attacks constitute a serious threat against applications, due to the expected effects: bypassing control and protection, granting access to some restricted operations… Nevertheless, almost of classical ways (T°,V,F) and optical attacks are limited on the newest integrated circuits, which embed several countermeasures as active shield, glitch detectors, sensors… In this context, potentials of Electromagnetic active attacks must undoubtedly be taken into account, because of their benefits (penetrating characteristics, contactless energy transmission, low cost power production…). In this work, EM active attacks based on continuous mode are presented, with a particular attention to the development and optimization of injection probes, with a complete characterization of EM fields provided by each probe at the IC surface. Finally, some experiments are realized on internal clock generator or on true random numbers generators, then evaluated to prove the efficiency of these techniques. Keywords. Hardware Attacks, Faults Attacks, EM induced faults, CMOS Integrated Circuits

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Chailloux, Andre. "Quantum coin flipping and bit commitment : optimal bounds, pratical constructions and computational security." Phd thesis, Université Paris Sud - Paris XI, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00607890.

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Abstract:

L'avènement de l'informatique quantique permet de réétudier les primitives cryptographiques avec une sécurité inconditionnelle, c'est à dire sécurisé même contre des adversaires tout puissants. En 1984, Bennett et Brassard ont construit un protocole quantique de distribution de clé. Dans ce protocole, deux joueurs Alice et Bob coopèrent pour partager une clé secrète inconnue d'une tierce personne Eve. Ce protocole a une sécurité inconditionnelle et n'a pasd'équivalent classique.Dans ma thèse, j'ai étudié les primitives cryptographiques à deux joueurs où ces joueurs ne se font pas confiance. J'étudie principalement le pile ou face quantique et la mise-en-gage quantique de bit. En informatique classique, ces primitivessont réalisables uniquement avec des hypothèses calculatoires, c'est-à-dire en supposant la difficulté d'un problème donné. Des protocoles quantiques ont été construits pour ces primitives où un adversaire peut tricher avec une probabilité constante strictement inférieure à 1, ce qui reste impossible classiquement. Néanmoins, Lo et Chau ont montré l'impossibilité de créer ces primitives parfaitement même en utilisant l'informatique quantique. Il reste donc à déterminer quelles sont les limites physiques de ces primitives.Dans une première partie, je construis un protocole quantique de pile ou face où chaque joueur peut tricher avec probabilité au plus 1/racine(2) + eps pour tout eps > 0. Ce résultat complète un résultat de Kitaev qui dit que dans un jeu de pile ou face quantique, un joueur peut toujours tricher avec probabilité au moins 1/racine(2). J'ai également construit un protocole de mise-en-gage de bit quantique optimal où un joueur peut tricher avec probabilité au plus 0,739 + eps pour tout eps > 0 puis ai montré que ce protocole est en fait optimal. Finalement, j'ai dérivé des bornes inférieures et supérieures pour une autre primitive: la transmission inconsciente, qui est une primitive universelle.Dans une deuxième partie, j'intègre certains aspects pratiques dans ces protocoles. Parfois les appareils de mesure ne donnent aucun résultat, ce sont les pertes dans la mesure. Je construis un protocole de lancer de pièce quantique tolérant aux pertes avec une probabilité de tricher de 0,859. Ensuite, j'étudie le modèle dispositif-indépendant où on ne suppose plus rien sur les appareils de mesure et de création d'état quantique.Finalement, dans une troisième partie, j'étudie ces primitives cryptographiques avec un sécurité computationnelle. En particulier, je fais le lien entre la mise en gage de bit quantique et les protocoles zero-knowledge quantiques.

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Bayon, Pierre. "Attaques électromagnétiques ciblant les générateurs d'aléa." Thesis, Saint-Etienne, 2014. http://www.theses.fr/2014STET4003/document.

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Abstract:

Aujourd'hui, nous utilisons de plus en plus d'appareils "connectés" (téléphone portable, badge d'accès ou de transport, carte bancaire NFC, ...), et cette tendance ne va pas s'inverser. Ces appareils requièrent l'utilisation de primitives cryptographiques, embarquées dans des composants électroniques, dans le but de protéger les communications. Cependant, des techniques d'attaques permettent d'extraire de l'information du composant électronique ou fauter délibérément son fonctionnement. Un nouveau médium d'attaque, exploitant les ondes électromagnétiques est en pleine expansion. Ce médium, par rapport à des techniques de fautes à base de perturbations par faisceau LASER, propose l'avantage d’être à relativement faible coût. Nous présentons dans cette thèse la résistance d'un type de bloc cryptographique, à savoir les générateurs de nombres réellement aléatoires, aux ondes électromagnétiques. Nous montrons qu'il est possible d'extraire de l'information sensible du champ électromagnétique produit par le composant électronique, et qu'il est également possible de perturber un générateur en le soumettant à un fort champ électromagnétique harmonique
Nowadays, our society is using more and more connected devices (cellphones, transport or access card NFC debit card, etc.), and this trend is not going to reverse. These devices require the use of cryptographic primitives, embedded in electronic circuits, in order to protect communications. However, some attacks can allow an attacker to extract information from the electronic circuit or to modify its behavior. A new channel of attack, using electromagnetic waves is skyrocketing. This channel, compared to attacks based on LASER beam, is relatively inexpensive. We will, in this thesis, present a new attack, using electromagnetic waves, of a certain type of cryptographic primitive: the true random number generator. We will show that it is possible to extract sensitive information from the electromagnetic radiation coming from the electronic device. We will also show that it is possible to completly modify the behavior of the true random number generator using a strong electromagnetic field

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Camponogara, Viera Raphael. "Simulating and modeling the effects of laser fault injection on integrated circuits." Thesis, Montpellier, 2018. http://www.theses.fr/2018MONTS072/document.

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Abstract:

Les injections de fautes laser induisent des fautes transitoires dans les circuits intégrés en générant localement des courants transitoires qui inversent temporairement les sorties des portes illuminées. L'injection de fautes laser peut être anticipée ou étudiée en utilisant des outils de simulation à différents niveaux d'abstraction: physique, électrique ou logique. Au niveau électrique, le modèle classique d'injection de fautes laser repose sur l'ajout de sources de courant aux différents nœuds sensibles des transistors MOS. Cependant, ce modèle ne prend pas en compte les grands composants de courant transitoire également induits entre le VDD et le GND des circuits intégrés conçus avec des technologies CMOS avancées. Ces courants de court-circuit provoquent un significatif IR drop qui contribue au processus d'injection de faute. Cette thèse décrit notre recherche sur l'évaluation de cette contribution. Il montre par des simulations et des expériences que lors de campagnes d'injection de fautes laser, le IR drop induite par laser est toujours présente lorsque l'on considère des circuits conçus dans des technologies submicroniques profondes. Il introduit un modèle de faute électrique amélioré prenant en compte le IR drop induite par laser. Il propose également une méthodologie qui utilise des outils CAD standard pour permettre l'utilisation du modèle électrique amélioré pour simuler des fautes induits par laser au niveau électrique dans des circuits à grande échelle. Sur la base de simulations et de résultats expérimentaux supplémentaires, nous avons constaté que, selon les caractéristiques de l'impulsion laser, le nombre de fautes injectées peut être sous-estimé par un facteur aussi grand que 3 si le IR drop induite par laser est ignorée. Cela pourrait conduire à des estimations incorrectes du seuil d'injection des fautes, ce qui est particulièrement pertinent pour la conception de techniques de contre-mesures pour les systèmes intégrés sécurisés. De plus, les résultats expérimentaux et de simulation montrent que même si l'injection de fautes laser est une technique d'injection de fautes très locale et précise, les IR drops induites ont un effet global se propageant à travers le réseau d'alimentation. Cela donne des preuves expérimentales que l'effet de l'illumination laser n'est pas aussi local que d'habitude
Laser fault injections induce transient faults into ICs by locally generating transient currents that temporarily flip the outputs of the illuminated gates. Laser fault injection can be anticipated or studied by using simulation tools at different abstraction levels: physical, electrical or logical. At the electrical level, the classical laser-fault injection model is based on the addition of current sources to the various sensitive nodes of MOS transistors. However, this model does not take into account the large transient current components also induced between the VDD and GND of ICs designed with advanced CMOS technologies. These short-circuit currents provoke a significant IR drop that contribute to the fault injection process. This thesis describes our research on the assessment of this contribution. It shows by simulation and experiments that during laser fault injection campaigns, laser-induced IR drop is always present when considering circuits designed in deep submicron technologies. It introduces an enhanced electrical fault model taking the laser-induced IR-drop into account. It also proposes a methodology that uses standard CAD tools to allow the use of the enhanced electrical model to simulate laser-induced faults at the electrical level in large-scale circuits. On the basis of further simulations and experimental results, we found that, depending on the laser pulse characteristics, the number of injected faults may be underestimated by a factor as large as 3 if the laser-induced IR-drop is ignored. This could lead to incorrect estimations of the fault injection threshold, which is especially relevant to the design of countermeasure techniques for secure integrated systems. Furthermore, experimental and simulation results show that even though laser fault injection is a very local and accurate fault injection technique, the induced IR drops have a global effect spreading through the supply network. This gives experimental evidence that the effect of laser illumination is not as local as usually considered

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Chailloux, André. "Quantum coin flipping and bit commitment : optimal bounds, pratical constructions and computational security." Thesis, Paris 11, 2011. http://www.theses.fr/2011PA112121/document.

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Abstract:

L'avènement de l'informatique quantique permet de réétudier les primitives cryptographiques avec une sécurité inconditionnelle, c'est à dire sécurisé même contre des adversaires tout puissants. En 1984, Bennett et Brassard ont construit un protocole quantique de distribution de clé. Dans ce protocole, deux joueurs Alice et Bob coopèrent pour partager une clé secrète inconnue d'une tierce personne Eve. Ce protocole a une sécurité inconditionnelle et n'a pasd'équivalent classique.Dans ma thèse, j'ai étudié les primitives cryptographiques à deux joueurs où ces joueurs ne se font pas confiance. J'étudie principalement le pile ou face quantique et la mise-en-gage quantique de bit. En informatique classique, ces primitivessont réalisables uniquement avec des hypothèses calculatoires, c'est-à-dire en supposant la difficulté d'un problème donné. Des protocoles quantiques ont été construits pour ces primitives où un adversaire peut tricher avec une probabilité constante strictement inférieure à 1, ce qui reste impossible classiquement. Néanmoins, Lo et Chau ont montré l'impossibilité de créer ces primitives parfaitement même en utilisant l'informatique quantique. Il reste donc à déterminer quelles sont les limites physiques de ces primitives.Dans une première partie, je construis un protocole quantique de pile ou face où chaque joueur peut tricher avec probabilité au plus 1/racine(2) + eps pour tout eps > 0. Ce résultat complète un résultat de Kitaev qui dit que dans un jeu de pile ou face quantique, un joueur peut toujours tricher avec probabilité au moins 1/racine(2). J'ai également construit un protocole de mise-en-gage de bit quantique optimal où un joueur peut tricher avec probabilité au plus 0,739 + eps pour tout eps > 0 puis ai montré que ce protocole est en fait optimal. Finalement, j'ai dérivé des bornes inférieures et supérieures pour une autre primitive: la transmission inconsciente, qui est une primitive universelle.Dans une deuxième partie, j'intègre certains aspects pratiques dans ces protocoles. Parfois les appareils de mesure ne donnent aucun résultat, ce sont les pertes dans la mesure. Je construis un protocole de lancer de pièce quantique tolérant aux pertes avec une probabilité de tricher de 0,859. Ensuite, j'étudie le modèle dispositif-indépendant où on ne suppose plus rien sur les appareils de mesure et de création d'état quantique.Finalement, dans une troisième partie, j'étudie ces primitives cryptographiques avec un sécurité computationnelle. En particulier, je fais le lien entre la mise en gage de bit quantique et les protocoles zero-knowledge quantiques
Quantum computing allows us to revisit the study of quantum cryptographic primitives with information theoretic security. In 1984, Bennett and Brassard presented a protocol of quantum key distribution. In this protocol, Alice and Bob cooperate in order to share a common secret key k, which has to be unknown for a third party that has access to the communication channel. They showed how to perform this task quantumly with an information theoretic security; which is impossible classically.In my thesis, I study cryptographic primitives with two players that do not trust each other. I study mainly coin flipping and bit commitment. Classically, both these primitives are impossible classically with information theoretic security. Quantum protocols for these primitives where constructed where cheating players could cheat with probability stricly smaller than 1. However, Lo, Chau and Mayers showed that these primitives are impossible to achieve perfectly even quantumly if one requires information theoretic security. I study to what extent imperfect protocols can be done in this setting.In the first part, I construct a quantum coin flipping protocol with cheating probabitlity of 1/root(2) + eps for any eps > 0. This completes a result by Kitaev who showed that in any quantum coin flipping protocol, one of the players can cheat with probability at least 1/root(2). I also constructed a quantum bit commitment protocol with cheating probability 0.739 + eps for any eps > 0 and showed that this protocol is essentially optimal. I also derived some upper and lower bounds for quantum oblivious transfer, which is a universal cryptographic primitive.In the second part, I study some practical aspects related to these primitives. I take into account losses than can occur when measuring a quantum state. I construct a Quantum Coin Flipping and Quantum Bit Commitment protocols which are loss-tolerant and have cheating probabilities of 0.859. I also construct these primitives in the device independent model, where the players do not trust their quantum device. Finally, in the third part, I study these cryptographic primitives with information theoretic security. More precisely, I study the relationship between computational quantum bit commitment and quantum zero-knowledge protocols

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Colombier, Brice. "Methods for protecting intellectual property of IP cores designers." Thesis, Lyon, 2017. http://www.theses.fr/2017LYSES038/document.

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Abstract:

La conception de circuits intégrés est aujourd'hui une tâche extrêmement complexe. Cela pousse les concepteurs à adopter une approche modulaire, où chaque bloc fonctionnel est décrit de manière indépendante. Ces blocs fonctionnels, appelés composants virtuels, sont vendus par leurs concepteurs à des intégrateurs système qui les utilisent dans des projets complexes. Cette division a pour conséquence une hausse inquiétante des cas de copie illégale des composants virtuels. Afin de lutter contre cette menace sur la propriété intellectuelle des concepteurs, l'objectif de cette thèse était de mettre au point un système complet d'activation à distance de composants virtuels, permettant au concepteur de savoir exactement combien de composants virtuels sont effectivement utilisés. Pour cela, les deux premières contributions de cette thèse portent sur la modification de la logique combinatoire d'un composant virtuel afin de le rendre activable. La première méthode permet de forcer les sorties à une valeur fixe de manière contrôlée. La seconde est une technique efficace de sélection de nœuds à altérer, encore une fois de manière contrôlée, afin de rendre le composant virtuel temporairement inutilisable. La troisième contribution de cette thèse est une méthode légère de correction d'erreurs à appliquer aux réponses issues des fonctions physiques non-clonables, qui constituent un identifiant intrinsèque des instances du composant virtuel. Réutilisant un protocole de correction d'erreurs issu de l'échange quantique de dés, cette méthode est beaucoup plus légère que les codes correcteurs d'erreurs classiquement utilisés pour cette application
Designing integrated circuits is now an extremely complex task. This is why designers adopt a modular approach, where each functional block is described independently. These functional blocks, called intellectual property (IP) cores, are sold by their designers to system integrators who use them in complex projects. This division led to the rise of cases of illegal copying of IP cores. In order to fight this threat against intellectual property of lP core designers, the objective of this PhD thesis was to develop a secure remote activation scheme for IP cores, allowing the designer to know exactly how many IP cores are currently used. To achieve this, the first two contributions of thesis thesis deal with the modification of combinational logic of an IP core to make it activable. The first method allows to controllably force the outputs to a fixed logic value. The second is an efficient technique to select the nodes to controllably alter, so that the IP core is temporarily unusable. The third contribution of this thesis is a lightweight method of error correction to use with PUF (Physical Undonable Functions) responses, which are an intrinsic identifier of instances of the lP core. Reusing an error-correction protocol used in quantum key ex.change, this method is much more lightweight than error-correcting

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Mao, Yuxiao. "Détection dynamique d'attaques logicielles et matérielles basée sur l'analyse de signaux microarchitecturaux." Thesis, Toulouse, INSA, 2022. http://www.theses.fr/2022ISAT0015.

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Abstract:

Les systèmes informatiques ont évolué rapidement ces dernières années, ces évolutions touchant toutes les couches des systèmes informatiques, du logiciel (systèmes d'exploitation et logiciels utilisateur) au matériel (microarchitecture et technologie des puces). Si ce développement a permis d'accroître les fonctionnalités et les performances, il a également augmenté la complexité des systèmes (rendant plus difficile la compréhension globale du système), et par la-même augmenté la surface d'attaque pour les pirates. Si les attaques ont toujours ciblé les vulnérabilités logicielles, au cours des deux dernières décennies, les attaques exploitant les vulnérabilités matérielles des systèmes informatiques sont devenues suffisamment graves pour ne plus être ignorées. En 2018, par exemple, la divulgation des attaques Spectre et Meltdown a mis sur le devant de la scène les problèmes que peuvent poser certaines optimisations faites dans la microarchitecture des systèmes. Malheureusement, la détection et la protection contre ces attaques se révèlent particulièrement complexes, et posent donc aujourd'hui de nombreux défis : (1) le niveau élevé de complexité et de variabilité de la microarchitecture implique une grande difficulté à identifier les sources de vulnérabilité; (2) les contremesures impliquant une modification de la microarchitecture peuvent impacter significativement les performances globales du système complet; et (3) les contremesures doivent pouvoir s'adapter à l'évolution des attaques. Pour donner des éléments de réponse, cette thèse s'est intéressée à l'utilisation des informations qui sont disponibles au niveau de la microarchitecture pour construire des méthodes de détection efficaces.Ces travaux ont en particulier abouti à la construction d'un framework permettant la détection d'attaques qui laissent des empreintes au niveau de la couche microarchitecturale. Ce framework propose : (1) d'utiliser les informations microarchitecturales pour la détection des attaques, couvrant efficacement les attaques visant les vulnérabilités microarchitecturales; (2) de proposer une méthodologie pour aider les concepteurs dans le choix des informations pertinentes à extraire de la microarchitecture; (3) d'utiliser des connexions dédiées pour la transmission de ces informations microarchitecturales afin de garantir une haute bande passante; et (4) d'utiliser du matériel reconfigurable en conjonction avec du logiciel pour implémenter la logique de détection des attaques. Cette combinaison de logiciel et matériel reconfigurable (constituant le module de détection) permet à la fois de réduire l'impact sur les performances grâce à de l'accélération matérielle, et de mettre à jour la logique de détection afin de s'adapter à l'évolution des menaces par la reconfiguration au cours du cycle de vie du système. Nous présentons en détails les changements requis au niveau de la microarchitecture et du système d'exploitation, la méthodologie pour sélectionner les informations microarchitecturales appropriées, l'intégration de ce framework dans un système informatique spécifique, ainsi que la description du fonctionnement du système final pendant son cycle de vie. Cette thèse décrit pour finir deux cas d'étude menés sur un prototype (basé sur un coeur RISC-V) sur un FPGA, et montre comment des logiques relativement simples implantées dans le module de détection nous ont permis de détecter des attaques de classes différentes (attaque visant les caches et attaques de type ROP) sur un système complet exécutant un système d'exploitation, via l'exploitation d'informations provenant de la microarchitecture
In recent years, computer systems have evolved quickly. This evolution concerns different layers of the system, both software (operating systems and user programs) and hardware (microarchitecture design and chip technology). While this evolution allows to enrich the functionalities and improve the performance, it has also increased the complexity of the systems. It is difficult, if not impossible, to fully understand a particular modern computer system, and a greater complexity also stands for a larger attack surface for hackers. While most of the attacks target software vulnerabilities, over the past two decades, attacks exploiting hardware vulnerabilities have emerged and demonstrated their serious impact. For example, in 2018, the Spectre and Meltdown attacks have been disclosed, that exploited vulnerabilities in the microarchitecture layer to allow powerful arbitrary reads, and highlighted the security issues that can arise from certain optimizations of system microarchitecture. Detecting and preventing such attacks is not intuitive and there are many challenges to deal with: (1) the great difficulty in identifying sources of vulnerability implied by the high level of complexity and variability of different microarchitectures; (2) the significant impact of countermeasures on overall performance and on modifications to the system's hardware microarchitecture generally not desired; and (3) the necessity to design countermeasures able to adapt to the evolution of the attack after deployment of the system. To face these challenges, this thesis focuses on the use of information available at the microarchitecture level to build efficient attack detection methods.In particular, we describe a framework allowing the dynamic detection of attacks that leave fingerprints at the system's microarchitecture layer. This framework proposes: (1) the use microarchitectural information for attack detection, which can effectively cover attacks targeting microarchitectural vulnerabilities; (2) a methodology that assists designers in selecting relevant microarchitectural information to extract; (3) the use of dedicated connections for the transmission of information extracted, in order to ensure high transmission bandwidth and prevent data loss; and (4) the use of reconfigurable hardware in conjunction with software to implement attack detection logic. This combination (composing to the so-called detection module) reduces the performance overhead through hardware acceleration, and allows updating detection logic during the system lifetime with reconfiguration in order to adapt to the evolution of attacks. We present in detail the proposed architecture and modification needed on the operating system, the methodology for selecting appropriate microarchitectural information and for integrating this framework into a specific computer system, and we describe how the final system integrating our detection module is able to detect attacks and adapt to attack evolution. This thesis also provides two use-case studies implemented on a prototype (based on a RISC-V core with a Linux operating system) on an FPGA. It shows that, thanks to the analysis of microarchitectural information, relatively simple logic implemented in the detection module is sufficient to detect different classes of attacks (cache side-channel attack and ROP attack)

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Haddad, Patrick. "Caractérisation et modélisation de générateurs de nombres aléatoires dans les circuits intégrés logiques." Thesis, Saint-Etienne, 2015. http://www.theses.fr/2015STET4008/document.

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Abstract:

Les générateurs de nombres aléatoires sont des blocs destinés à produire des quantités numériques qui doivent être indépendantes et uniformément distribuées. Ces RNG sont utilisés dans des contextes sécuritaires où l'utilisation de nombres aléatoires est requise (génération de clefs cryptographiques, nonces des protocoles cryptographiques, marqueurs anti-rejeu, contre-mesures face aux attaques par canaux cachés) et où leur qualité est primordiale. Tous les composants électroniques ayant une fonction sécuritaire, comme par exemple les cartes à puces, incluent un ou plusieurs générateurs aléatoires (basés sur des principes physiques). En conséquence, le RNG est une brique centrale des applications sécuritaires et sa défaillance, totale ou partielle met donc en péril la fonctionnalité dans son ensemble. Ce travail de thèse porte sur l'étude des RNG physiques (PTRNG) et la modélisation de l'aléa à partir des caractérisations électroniques et mathématiques du circuit. Cette étude se place essentiellement dans le contexte de la norme AIS 31 du BSI* qui fait référence dans de nombreux pays européens. Cette norme est l‘une des rares qui impose des caractérisations sur les PTRNG, incluant notamment un modèle stochastique de ce dernier. Dans ce contexte, il est crucial de pouvoir valider la méthodologie d'évaluation proposée par ces normes et c'est sur ce point que j'ai focalisé mon travail de thèse.*Bundesamt für Sicherheit in der Informationstechnik, agence fédérale allemande chargée de la sécurité des technologies de l'information
Random number generators (RNG) are primitives that produce independent and uniformly distributed digital values, RNG are used in secure environments where the use of random numbers is required (generation of cryptographic keys, nonces in cryptographic protocols, padding values, countermeasures against side-channel attacks) and where the quality of the randomness is essential. All electronic components with a security function, such as smart cards, include one or more random generators (based on physical principles). Consequently, the RNG is an essential primitive for security applications. A flaw in security of the random number generation process directly impacts the security of the cryptographic system. This thesis focuses on the study of physical RNG (PTRNG), the modeling of its randomness and an electronic characterizations of the circuit. This study is in the context of the AIS-31 standard which is published by the BSI* and followed by many European countries. This standard is one of the few that require a characterizations of the PTRNG and a stochastic model. In this context, it is crucial to validate the evaluation methodology proposed by these standards and l focused on them during my thesis.*Bundesamt fiir Sicherheit in der Informationstechnik, federal agency German responsible for the security of information technology

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Da, Silva Mathieu. "Securing a trusted hardware environment (Trusted Execution Environment)." Thesis, Montpellier, 2018. http://www.theses.fr/2018MONTS053/document.

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Abstract:

Ce travail de thèse a pour cadre le projet Trusted Environment Execution eVAluation (TEEVA) (projet français FUI n°20 de Janvier 2016 à Décembre 2018) qui vise à évaluer deux solutions alternatives de sécurisation des plateformes mobiles, l’une est purement logicielle, la Whitebox Crypto, alors que l’autre intègre des éléments logiciels et matériels, le Trusted Environment Execution (TEE). Le TEE s’appuie sur la technologie TrustZone d’ARM disponible sur de nombreux chipsets du marché tels que des smartphones et tablettes Android. Cette thèse se concentre sur l’architecture TEE, l’objectif étant d’analyser les menaces potentielles liées aux infrastructures de test/debug classiquement intégrées dans les circuits pour contrôler la conformité fonctionnelle après fabrication.Le test est une étape indispensable dans la production d’un circuit intégré afin d’assurer fiabilité et qualité du produit final. En raison de l’extrême complexité des circuits intégrés actuels, les procédures de test ne peuvent pas reposer sur un simple contrôle des entrées primaires avec des patterns de test, puis sur l’observation des réponses de test produites sur les sorties primaires. Les infrastructures de test doivent être intégrées dans le matériel au moment du design, implémentant les techniques de Design-for-Testability (DfT). La technique DfT la plus commune est l’insertion de chaînes de scan. Les registres sont connectés en une ou plusieurs chaîne(s), appelé chaîne(s) de scan. Ainsi, un testeur peut contrôler et observer les états internes du circuit à travers les broches dédiées. Malheureusement, cette infrastructure de test peut aussi être utilisée pour extraire des informations sensibles stockées ou traitées dans le circuit, comme par exemple des données fortement corrélées à une clé secrète. Une attaque par scan consiste à récupérer la clé secrète d’un crypto-processeur grâce à l’observation de résultats partiellement encryptés.Des expérimentations ont été conduites sur la carte électronique de démonstration avec le TEE afin d’analyser sa sécurité contre une attaque par scan. Dans la carte électronique de démonstration, une contremesure est implémentée afin de protéger les données sensibles traitées et sauvegardées dans le TEE. Les accès de test sont déconnectés, protégeant contre les attaques exploitant les infrastructures de test, au dépend des possibilités de test, diagnostic et debug après mise en service du circuit. Les résultats d’expérience ont montré que les circuits intégrés basés sur la technologie TrustZone ont besoin d’implanter une contremesure qui protège les données extraites des chaînes de scan. Outre cette simple contremesure consistant à éviter l’accès aux chaînes de scan, des contremesures plus avancées ont été développées dans la littérature pour assurer la sécurité tout en préservant l’accès au test et au debug. Nous avons analysé un état de l’art des contremesures contre les attaques par scan. De cette étude, nous avons proposé une nouvelle contremesure qui préserve l’accès aux chaînes de scan tout en les protégeant, qui s’intègre facilement dans un système, et qui ne nécessite aucun redesign du circuit après insertion des chaînes de scan tout en préservant la testabilité du circuit. Notre solution est basée sur l’encryption du canal de test, elle assure la confidentialité des communications entre le circuit et le testeur tout en empêchant son utilisation par des utilisateurs non autorisés. Plusieurs architectures ont été étudiées, ce document rapporte également les avantages et les inconvénients des solutions envisagées en terme de sécurité et de performance
This work is part of the Trusted Environment Execution eVAluation (TEEVA) project (French project FUI n°20 from January 2016 to December 2018) that aims to evaluate two alternative solutions for secure mobile platforms: a purely software one, the Whitebox Crypto, and a TEE solution, which integrates software and hardware components. The TEE relies on the ARM TrustZone technology available on many of the chipsets for the Android smartphones and tablets market. This thesis focuses on the TEE architecture. The goal is to analyze potential threats linked to the test/debug infrastructures classically embedded in hardware systems for functional conformity checking after manufacturing.Testing is a mandatory step in the integrated circuit production because it ensures the required quality and reliability of the devices. Because of the extreme complexity of nowadays integrated circuits, test procedures cannot rely on a simple control of primary inputs with test patterns, then observation of produced test responses on primary outputs. Test facilities must be embedded in the hardware at design time, implementing the so-called Design-for-Testability (DfT) techniques. The most popular DfT technique is the scan design. Thanks to this test-driven synthesis, registers are connected in one or several chain(s), the so-called scan chain(s). A tester can then control and observe the internal states of the circuit through dedicated scan pins and components. Unfortunately, this test infrastructure can also be used to extract sensitive information stored or processed in the chip, data strongly correlated to a secret key for instance. A scan attack consists in retrieving the secret key of a crypto-processor thanks to the observation of partially encrypted results.Experiments have been conducted during the project on the demonstrator board with the target TEE in order to analyze its security against a scan-based attack. In the demonstrator board, a countermeasure is implemented to ensure the security of the assets processed and saved in the TEE. The test accesses are disconnected preventing attacks exploiting test infrastructures but disabling the test interfaces for testing, diagnosis and debug purposes. The experimental results have shown that chips based on TrustZone technology need to implement a countermeasure to protect the data extracted from the scan chains. Besides the simple countermeasure consisting to avoid scan accesses, further countermeasures have been developed in the literature to ensure security while preserving test and debug facilities. State-of-the-art countermeasures against scan-based attacks have been analyzed. From this study, we investigate a new proposal in order to preserve the scan chain access while preventing attacks, and to provide a plug-and-play countermeasure that does not require any redesign of the scanned circuit while maintaining its testability. Our solution is based on the encryption of the test communication, it provides confidentiality of the communication between the circuit and the tester and prevents usage from unauthorized users. Several architectures have been investigated, this document also reports pros and cons of envisaged solutions in terms of security and performance

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Houmard, Claire. "Caractérisation chrono-culturelle et évolution du paléoesquimau dans le golfe de Foxe (Canada) : étude typologique et technologique des industries en matières dures d'origine animale." Doctoral thesis, Université Laval, 2011. http://hdl.handle.net/20.500.11794/23002.

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Abstract:

L’archéologie de l’Arctique canadien, bien qu’ayant fait une large place à certaines catégories d’objets, telles les têtes de harpon, n’a encore que peu exploité la grande richesse informative des objets en matières dures d’origine animale. Une périodisation typologique a été réalisée sur l’ensemble de la période du Paléoesquimau (~ 4000-500 B.P.), classiquement subdivisée en Prédorsétien et Dorsétien au Canada. Les pratiques techniques et économiques des Paléoesquimaux ont été abordées à partir de l’étude de six sites localisés autour du Golfe de Foxe, région centrale pour l’archéologie arctique : région d’Igloolik (Parry Hill, Lyon Hill, Jens Munk, Freuchen et Kaersut) et nord du Nunavik (Tayara). Les données typologiques et technologiques obtenues permettent de confirmer l’existence d’un continuum culturel entre Prédorsétien et Dorsétien. L’évolution des industries en matières dures d’origine animale observée, notamment au moment du passage du Prédorsétien au Dorsétien, a été interprétée en termes de changements socio-culturels. Un fait marquant serait l’apparition des têtes de harpon à logette partiellement fermée, contemporaine d’une intensification de l’exploitation du morse, témoignant de chasses désormais collectives qui auraient incité les chasseurs à séjourner désormais ensemble dans des habitations plus grandes, occupées sur de plus longues périodes. Mots-clés : Paléoesquimau ; Arctique ; technologie ; typologie ; ivoire ; os ; bois de caribou ; Canada
The studied ivory, bone and antler artifacts from the Canadian Arctic, only correspond to harpoon heads that served to build the Palaeo-Eskimo chronology (~ 4000-500 B.P.). To ascertain the chronological subdivision between the Pre-Dorset and Dorset cultures a typological study associated with a technological approach was performed. Palaeo-Eskimo technological and economical practices have been derived from the study of six sites located around the Foxe Basin: Igloolik region (Parry Hill, Lyon Hill, Jens Munk, Freuchen and Kaersut sites) and northern Nunavik (Tayara site). The assumption of a Pre-Dorset/Dorset continuum could be confirmed. The observed evolution of osseous industries during Palaeo-Eskimo period (and more precisely the Pre-Dorset/Dorset transition) has been interpreted in terms of socio-cultural changes. The observed technological changes (i.e. harpoon head hafting) could be associated with new patterns of raw material exploitation (diversification in the selection of materials and anatomical elements, as well as functional categories). They testify to the important socio-cultural changes (collective rather than individual hunting) already observed in the settlement patterns (aggregation of the humans in larger houses for longer time periods). Keywords: Palaeo-Eskimo culture; Arctic; Canada; technology; typology; ivory; bone; antler

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Nikolajevic, Konstanca. "Système décisionnel dynamique et autonome pour le pilotage d'un hélicoptère dans une situation d'urgence." Thesis, Valenciennes, 2016. http://www.theses.fr/2016VALE0008/document.

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Abstract:

Dans un contexte industriel aéronautique où les problématiques de sécurité constituent un facteur différentiateur clé, l’objectif de cette thèse est de répondre à la problématique ambitieuse de la réduction des accidents de type opérationnel. Les travaux de recherche s’inscrivent dans le domaine des systèmes d’alarmes pour l’évitement de collision qui ne font pas une analyse approfondie des solutions d’évitement par rapport à la situation de danger. En effet, les situations d’urgence en vol ne bénéficient pas à ce jour d’une représentation et d’un guide des solutions associées formels. Bien que certains systèmes d’assistance existent et qu’une partie de la connaissance associée aux situations d’urgence ait pu être identifiée, la génération dynamique d’une séquence de manœuvres sous fortes contraintes de temps et dans un environnement non connu à l’avance représente une voie d’exploration nouvelle. Afin de répondre à cette question et de rendre objective la notion de danger, les travaux de recherche présentés dans cette thèse mettent en confrontation la capacité d’évolution d’un aéronef dans son environnement immédiat avec une enveloppe physique devenant contraignante. Afin de mesurer ce danger, les travaux de recherche ont conduit à construire un module de trajectoires capable d’explorer l’espace en 3D. Cela a permis de tirer des enseignements en terme de flexibilité des manœuvres d’évitement possibles à l’approche du sol. De plus l’elicitation des connaissances des pilotes et des experts d’Airbus Helicopters (ancien Eurocopter) mis en situation d’urgence dans le cas d’accidents reconstitués en simulation a conduit à un ensemble de paramètres pour l’utilisation de la méthode multicritère PROMETHEE II dans le processus de prise de décision relatif au choix de la meilleure trajectoire d’évitement et par conséquent à la génération d’alarmes anti-collision
In the aeronautics industrial context, the issues related to the safety constitute a highly differentiating factor. This PhD thesis addresses the challenge of operational type accident reduction. The research works are positioned and considered within the context of existing alerting equipments for collision avoidance, who don’t report a thorough analysis of the avoidance manoeuvres with respect to a possible threat. Indeed, in-flight emergency situations are various and do not all have a formal representation of escape procedures to fall back on. Much of operational accident scenarios are related to human mistakes. Even if systems providing assistance already exist, the dynamic generation of a sequence of manoeuvres under high constraints in an unknown environment remain a news research axis, and a key development perspective. In order to address this problematic and make the notion of danger objective, the research works presented in this thesis confront the capabilities of evolution of an aircraft in its immediate environment with possible physical constraints. For that purpose, the study has conducted to generate a module for trajectory generation in the 3D space frame, capable of partitioning and exploring the space ahead and around the aircraft. This has allowed to draw conclusions in terms of flexibility of escape manoeuvres on approach to the terrain. Besides, the elicitation of the Airbus Helicopters (former Eurocopter) experts knowledge put in emergency situations, for reconstituted accident scenarios in simulation, have permitted to derive a certain number of criteria and rules for parametrising the multicriteria method PROMETHEE II in the process for the relative decision-making of the best avoidance trajectory solution. This has given clues for the generation of new alerting rules to prevent the collisions

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Diarrassouba, Aboubakar Sidiki. "Le principe de connexion entre le droit fiscal et la comptabilité." Thesis, Paris 2, 2015. http://www.theses.fr/2015PA020002.

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Abstract:

Depuis les réformes fiscales du 20ème siècle, l’alignement de principe du droit fiscal sur le droit privé et la comptabilité s’est progressivement imposé en droit fiscal français. En matière de fiscalité des entreprises, un principe de connexion entre le droit fiscal et la comptabilité a été consacré sur le fondement de textes épars, de la jurisprudence, de la doctrine majoritaire et du pragmatisme de l’administration fiscale ; mais surtout au nom de l’unité opératoire du droit considérée en phase avec les impératifs du droit fiscal telles la simplicité, la sécurité juridique, l’imposition selon la capacité contributive. A l’aune des principaux impôts commerciaux, la connexion présente une portée très large qui se dédouble en connexion matérielle et formelle. A l’épreuve de l’adoption mondiale du référentiel comptable de l’IASB et de l’harmonisation de la fiscalité directe des entreprises au sein de l’Union Européenne, le droit français, bien que tiraillé, a fait le choix du maintien de la connexion dans le cadre de la convergence du PCG avec les normes IAS-IFRS sans le secours d’une véritable politique fiscale optimale devant tendre vers l’élargissement de l’assiette des impôts en contrepartie d’une réduction des taux et vers la réduction des coûts de conformité de l’impôt au moins au sein de l’Union Européenne. Mais, à la lumière de ces impératifs fiscaux, de la logique juridique et du droit fiscal américain, les potentialités de la déconnexion doivent être explorées notamment le projet d’ACCIS soutenu par la France et reposant sur une assiette autonome et élargie, l’admission optionnelle du bilan fiscal et la réduction des concepts fiscaux transversaux
Since the tax reforms of 20th century, the alignment of tax law on private law and accounting gradually became the imperative principle under French law.Concerning business taxation, the principle of book and tax conformity has been established based on scattered provisions, the case law, the majority of tax scholars and the pragmatism of the tax authorities; but specially in the name of the operating unity of the law matching with the tax values such simplicity, legal certainty, taxation in accordance with ability to pay.With regard to the main business taxes, the book tax conformity has very wide reach which is both material and formal.Facing the worldwide adoption of the IASB accounting standards and the harmonization of the direct tax on businesses within the European Union, the French law, despite tension, chose the preservation of the book tax conformity in the process of the convergence of the General accounting plan toward the IAS-IFRS without the account of the optimal tax policy that must aim at broadening the tax base with rates reduction and the reduction of tax conformity costs at least within the EU.In the light of theses canons, legal logic, the example of the US law, the potentialities of a disconnection must be explored namely the current EU project of CCCTB, backed by France, based on a broad and autonomous tax base ; a fiscal balance sheet election; the reduction of transversal tax concepts

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David, Paul. "Le traitement de l'incertitude dans le contentieux des produits de santé défectueux." Thesis, Sorbonne Paris Cité, 2015. http://www.theses.fr/2015USPCB218.

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Abstract:

Alors que le contentieux des produits de santé n'a jamais été aussi fourni, l'application du régime spécial de responsabilité du fait des produits défectueux issu de la directive européenne du 25 juillet 1985, entraîne l'émergence d'un certain nombre d'incertitudes qui affectent directement le sort des demandes en réparation. Les incertitudes matérielles ont, pour la plupart reçu un traitement efficace par l'action conjuguée de la jurisprudence et du législateur. Si les outils juridiques traditionnels, tels que les présomptions ou la causalité alternative, ont permis de résoudre une partie non négligeable de ces incertitudes, les juges se sont également attachés à développer des outils nouveaux comme la balance bénéfice/risque ou encore la répartition de l'obligation à la dette selon les parts de marché. Cependant, si le développement de ces outils juridiques, plus adaptés aux spécificités des produits de santé, a permis d'apporter une solution efficace aux incertitudes matérielles, le traitement de l'incertitude scientifique, fondé sur les présomptions du fait de l'homme, n'apporte, toujours pas, de solutions satisfaisantes. L'étude du traitement des incertitudes dans le contentieux des produits de santé défectueux permet d'apprécier les acquis mais également les limites atteintes par l'utilisation de certains outils mis à la disposition des juges et qui se révèlent parfois inadaptés. L'intervention du législateur et la prise en compte des spécificités des produits de santé, permettraient de développer un système d'indemnisation adapté qui interviendrait de façon subsidiaire en cas d'échec de la voie contentieuse
At a time when healthcare-product litigation is attaining record heights, the implementation into French law of the special liability regime for defective products, which derives from the European Council Directive of 25 July 1985, has led to the emergence of several grey areas of uncertainty which have a direct impact on the outcome of claims for compensation. Areas of material uncertainty have, for the most part, been effectively dealt with through the combined application of case law and the intervention of the legislator. While classic legal tools such as presumption and alternative causality provide a means to resolve a non-negligible part of these uncertainties, judges have also endeavoured to develop new tools, such as risk/utility test and market-share liability. Still, although the development of these legal tools - better suited as they are to the specific features of healthcare products - provide an effective solution to resolving areas of material uncertainty, the treatment of scientific uncertainty, which is based on presumptions of fact, does not always provide satisfactory solutions. The study of the legal treatment of uncertainty in healthcare-product litigation provides a means to assess the benefits but also the limitations of certain tools that are now available to judges but which at times prove inadequate. Intervention on the part of the legislator, while at the same time taking into account the specific features of healthcare products, could lead to the development of a suitable compensation system that could afford relief when litigation fails

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Carlier, Peggy. "L'UTILISATION DE LA LEX FORI DANS LA RÉSOLUTION DES CONFLITS DE LOIS." Phd thesis, Université du Droit et de la Santé - Lille II, 2008. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00287077.

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Abstract:

À trop vouloir poser la loi étrangère en parfait symbole de la résolution des conflits de lois, les auteurs dressent une présentation manichéenne du droit international privé où la lex fori (loi du juge saisi) incarne l'indésirable. C'est oublier qu'elle est davantage utilisée que la loi étrangère en matière de litiges internationaux puisque de nombreux procédés lui octroient pleinement ou subsidiairement une position privilégiée.
Prenant acte de ce constat, qu'il fonde sur des considérations sociologiques (ethnocentrisme) et pragmatiques (bonne administration de la justice), l'auteur entend réhabiliter la loi du for. Sans aller jusqu'à un legeforismo, dont la traduction pratique serait l'application systématique de la lex fori, un équilibre réaliste est proposé à partir d'un rapprochement des critères de rattachement et des chefs de compétence. Le vade-mecum de ce rapprochement offre alors les clés de la complémentarité qui doit exister entre la lex fori et la loi étrangère.

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Debbih, Meriem. "Réduction du transfert inconscient en d'autres primitives de la théorie de l'information." Thèse, 2004. http://hdl.handle.net/1866/14570.

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Dissertations / Theses on the topic 'Primitives de sécurité matérielle'

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