Durcissement matériel/logiciel d’un processeur pour le contrôle de l’intégrité du flot d’exécution

La complexité de plus en plus importante des systèmes embarqués s'accompagne d'un fort corollaire sécuritaire : le niveau de sécurité des systèmes doit aussi croître puisque de nouvelles attaques tirent profit de failles matérielles et/ou logicielle. Parmi ces menaces, les attaques dites "physiques" sont considérées comme particulièrement sérieuses et puissantes pour attaquer la confidentialité, l'intégrité et l'authenticité des systèmes. Traditionnellement, la recherche sur les analyses par canaux cachés (« side-channel ») ou par perturbation (« fault injection ») ont porté sur des primitivescryptographiques. Mais récemment, les attaques par perturbation ont permis de s'attaquer à l'intégrité de l'exécution d'un programme élargissant le spectre des applications sujettes à ces attaques (bootloader, mise à jour de firmware, etc.). Pourcontrecarrer ces menaces, la communauté de sécurité a proposé plusieurs contre-mesures par des approches logicielles pour l'intégrité du flot de contrô le (CFI) et/ou des approches matérielles de contrô le ou d'intégrité du code (au prix de forts "overheads"). Néanmoins, les schémas de protections développés se basent encore trop sur l’amoncellement de couches matérielles supportées par les couches logicielles. Les contre-mesures conçues durant cette thèse permettent de vérifier qu’un programme est correctement exécuté et non altéré par ces attaques. Leurs conceptions sont faites en suivant une approche de co-conception logicielle et matérielle et en tenant compte des interactions possibles entre la micro-architecture ouverte du processeur RISC-V et la versatilité du développement logiciel (code dédié, stratégie de compilation, etc.).Les résultats de cette thèse démontrent l’efficacité de ces contre-mesures développées pour la vérification de l’intégrité du flot de contrô le, de l’intégrité du code et de l’intégrité d’exécution des instructions des programmes sur un processeur RISC-V contre les injections de fautes. Ces solutions sont basées sur un module conçu par la communauté RISC-V qui est le Trace Encodeur. Plusieurs solutions ont été proposées avec une granularité et des caractéristiques différentes. Par rapport aux solutions existantes dans l'état de l'art, nos solutions ne nécessitent aucune modification de lachaîne de compilation RISC-V ou du code de l'utilisateur.