Estudio de la inserción de fallos en un flip-flop de un circuito integrado con láser pulsado

Abstract

La inserción de fallos por láser pulsado es una técnica bastante precisa que permite simular los efectos de la radiación, conocer vulnerabilidades de circuitos u obtener información considerada como privada o secreta que se encuentra almacenada internamente en el circuito como pudiera ser las claves en circuitos de encriptación. Este tipo de proyecto es importante ya que están aumentando el número de datos informáticos que se está trasfiriendo por el mundo y se necesita más seguridad en los sistemas de encriptación. El presente Trabajo de Final de Grado tiene como objetivo estudiar la inserción de fallos en flip-flops de un circuito integrado con un equipo láser. Para poder obtener un dato se realiza una serie de disparos con el láser y se compara la repuesta del circuito con la interacción del láser y sin el láser. Con esto se puede sacar ciertas conclusiones y llegar a sacar datos y claves e incluso posiciones de los componentes de un circuito criptográfico. Para dicho estudio se va a necesitar una interfaz que facilite al usuario el diseño del ensayo, la visualización de los datos y el control de los equipos de laboratorio. La interfaz se ha desarrollado con el lenguaje de programación Python y los ensayos se han realizado en los laboratorios del Instituto de Microelectrónica de Sevilla (IMSE, del Centro Nacional de Microelectrónica, CNM-CSIC, Universidad de Sevilla). Al final del trabajo se realizan ensayos sobre flip-flops de un circuito integrado que contiene varios cifradores de flujo Trivium, se analiza los resultados y se diseña unas pautas para poder obtener información del circuito.

The laser fault injection attack is a quite precise technique that allows us to simulate the effects of radiation, to know vulnerabilities of circuits or to obtain information considered as private or secret that is stored internally in the circuit such as the keys in a cryptographic circuit. This type of project is important because the amount of computer data being transferred around the world is increasing and more security is needed in cryptographic systems. The objective of this work is to study the laser fault Injection attack in some flip-flops of an integrated circuit with a laser equipment. We need to do some tests with the laser in the circuit and compare the result with laser and without laser to get some information. Also, we can draw some conclusions and get the keys and data or the localization of the component in a cryptographic circuit. For such a study, an interface will be needed to facilitate the user to design the test, visualize the data, and control the laboratory equipment. The interface was developed with Python language, and the tests were carried out in the laboratories of the Instituto de Microelectrónica of Sevilla (IMSE, del Centro Nacional de Microelectrónica, CNM-CSIC, Universidad de Sevilla). At the end of the work, tests are performed on flip-flops of an integrated circuit containing several Trivium stream ciphers, the results are analyzed and guidelines are designed to obtain information from the circuit.