Security and Trust for Wireless Integrated Circuits
Sécurité et confiance pour les circuits intégrés sans fil
Résumé
The origin of hardware security threats is the massive globalization and outsourcing of the integrated circuit (IC) supply chain we are experiencing today. The prohibitive cost of owning a high-level semiconductor foundry is forcing IC design companies to move to fabless production and outsource the manufacturing, assembly and testing of their circuits. Outsourcing these tasks intensifies the risk of attacks on ICs and their intellectual property (IP cores), and the insertion of hardware Trojans (HTs), both of which result in loss of know-how and financial losses for the IC owner. IC supply chain attackers target wireless ICs because they play a critical role in society, government, and industry and exchange sensitive and valuable information through a publicly available medium. Therefore, this thesis focuses on wireless ICs and addresses two attacks on the IC supply chain: piracy of ICs and IP cores and HT insertion.
To overcome piracy of wireless ICs, we propose anti-piracy design techniques based on locking. Locking transforms the original design into a functionally equivalent design, but the functionality depends on a correct secret key, otherwise any incorrect key will corrupt the functionality.
To evaluate the security of wireless ICs, we propose a HT attack that leaks sensitive information from the transmitter during a legitimate transmission. A malicious receiver can recover the sensitive data using signal processing, while the legitimate receiver is unaware of the leakage of information. We demonstrate the stealth and robustness of the attack through measurements on a hardware platform.
L’origine des menaces de sécurité matérielle est la globalisation et l’externalisation massives de la chaîne d’approvisionnement des circuits intégrés (CI) que nous connaissons aujourd’hui. Le coût prohibitif de la possession d’une fonderie de semi-conducteurs de haut niveau oblige les sociétés de conception de circuits intégrés à opter pour une production sans usine (fabless) et à externaliser la fabrication, l’assemblage et le test de leurs circuits. L’externalisation de ces tâches intensifie le risque d’attaques de piratage de CI et leur propriété intellectuelle (IP cores), et d’insertion de chevaux de Troie matériels (HT), et ces deux menaces se traduisent par des pertes de savoir-faire et des pertes financières pour le propriétaire du CI. Les attaquants de la chaîne d’approvisionnement des circuits intégrés ciblent les circuits intégrés sans fil parce que ces derniers jouent un rôle essentiel dans la société, le gouvernement et l’industrie et qu’ils échangent des informations sensibles et précieuses par le biais d’un support accessible au public. Par conséquent, cette thèse se concentre sur les CI sans fil et aborde deux attaques de la chaîne d’approvisionnement des CI : le piratage de CI et IP cores et l’insertion de HT.
Pour surmonter le piratage des CI sans fil, nous proposons une méthodologie de conception pour la sécurité basée sur le verrouillage. Le verrouillage transforme la conception originale en une conception fonctionnellement équivalente, mais la fonctionnalité dépend d’une clé secrète correcte, sinon toute clé incorrecte corrompt la fonctionnalité.
Pour évaluer la sécurité des CI sans fil, nous proposons une attaque HT qui fait fuir des informations sensibles de l’émetteur au cours d’une transmission légitime. Un récepteur malveillant peut récupérer les données sensibles en utilisant le traitement du signal, alors que le récepteur légitime ne se rend pas compte de la fuite d'informations. Nous démontrons la furtivité et la robustesse de l’attaque par des mesures sur une plateforme matérielle.
| Origine | Fichiers produits par l'(les) auteur(s) |
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