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« Concevoir des circuits sécurisés à très faible consommation : une alternative basée sur l'asynchrone ».

Auteur : G. Gimenez
Directeur de thèse : L. Fesquet
Président du jury : L. Torres
Rapporteur(s) de thèse : O. Sentieys, S. Guilley,
Examinateur(s) de thèse : M. Renaudin,
These de Doctorat Université Grenoble Alpes
Spécialité : Micro et Nano Electronique
Soutenance : 12/02/2021

Résumé

Depuis ses débuts, l’industrie micro-électronique est confrontée au diptyque réduction des coûts et amélioration des performances. Mais la 3e révolution digitale et l’avènement du « tous, tout, partout, tout le temps connectés » ont subversivement redéfini les enjeux et les défis auxquels cette industrie fait face. Ainsi la consommation et la sécurité sont des problématiques, hier encore limitées à des applications très spécifiques, qui aujourd’hui gagnent en importance et viennent contraindre la majorité des circuits intégrés. Si pendant des années la loi de Moore et l’échelle de Dennard ont observé une augmentation continue du nombre de calculs par unité d’énergie, celles-ci s’essoufflent et les limites physiques et économiques semblent avoir pris le dessus. Par ailleurs, ces deux enjeux sont très souvent en opposition, et la sécurité ne se fait généralement qu’au détriment de la consommation. Dans ce manuscrit nous proposons d’étudier une alternative se basant sur de la logique dîtes asynchrone, ou sans horloge. Nous nous attachons particulièrement à montrer que le principal a priori vis-à-vis de ces circuits – leur complexité de conception – peut être contourné en utilisant les outils de CAO standards, faisant d’eux une solution accessible aux concepteurs synchrones. Nous montrons aussi que ces circuits permettent de construire des primitives de sécurité – PUF et TRNG – très performantes. Nous étudions leurs failles et proposons des contremesures adaptées. Finalement, sans prêcher un changement radical vers les circuits auto-séquencés, nous plaidons pour une intégration progressive de la logique asynchrone en commençant par les éléments sensibles à la consommation et à la sécurité.

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