salle A. Turing CE4
20 juin 2013 - 14h00
Modélisation stochastique des générateurs de suites binaires aléatoires: du transistor au bit aléatoire
par Patrick Haddad de ST et U. St-etienne
Résumé : Les générateurs de suites binaires réellement aléatoires sont des dispositifs très largement utilisés par les systèmes cryptographiques embarqués dans des circuits intégrés. Ces dispositifs doivent garantir l'imprédictibilité et la non reproductibilité de la séquence binaire qu'ils produisent. Pour cela, les bits doivent être directement impactés par des phénomènes électroniques intrinsèquement bruités, on parle alors de générateurs physiques de nombres réellement aléatoires (PTRNG).
Ainsi, il est important de comprendre et de garantir l'influence de ces phénomènes bruités sur la séquence binaire produite. La modélisation stochastique de cette influence est demandée par les organismes de certification tels que la BSI et est la seule façon d'estimer la qualité du PTRNG en terme d'entropie par bit.
De récents travaux tentent de fournir les modélisations stochastiques de la séquence aléatoire brute générée par différents types de PTRNG. Une hypothèse y est faite sur le signal analogique aléatoire brut et la modélisation de la numérisation y est réalisée afin de donner une valeur théorique de l'entropie par bit avant post-traitement.
Cependant, les hypothèses faites sur le signal analogique aléatoire brut sont souvent simplificatrices, nous avons donc décidé de travailler à leur vérification et à leur amélioration.
Dans cet exposé, nous présenterons une méthodologie de modélisation des générateurs au plus proche de la source d'entropie : le bruit intrinsèque des transistors. Elle est basée sur une étude des bruits à l'échelle du transistor et sur une compréhension de tous les mécanismes permettant la conversion de ces bruits en un signal analogique aléatoire brut. La méthodologie présentée permet ainsi de lier la modélisation des bits aléatoires bruts avec les caractéristiques de bruit des transistors et d'estimer l'entropie par bit due au bruit thermique.
