Cryptanalyse physique de circuits cryptographiques à l’aide de sources LASER

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l’aide de sources LASER

Cyril Roscian

To cite this version:

Cyril Roscian. Cryptanalyse physique de circuits cryptographiques à l’aide de sources LASER. Autre. Ecole Nationale Supérieure des Mines de Saint-Etienne, 2013. Français. �NNT : 2013EMSE0708�. �tel-00966923�

Th`

≥s≥

Cyril ROSCIAN

Pourobt≥nirl≥gra≤≥≤≥

Doct≥ur≤≥l´Ecol≥National≥Sup´≥ri≥ur≥≤≥s Min≥s≤≥Saint-´Eti≥nn≥

Sp´≥cialit´≥ : Micro´≥l≥ctroniqu≥

Cryptanalys≥physiqu≥≤≥circuitscryptographiqu≥s

`

alai≤≥≤≥sourc≥sLASER

Sout≥nu≥`aGar≤ann≥l≥8Octobr≥2013 Pr´≥si≤≥nt≤ujury

M.R´≥gis LEVEUGLE...Laboratoir≥TIMA,Gr≥nobl≥ Examinat≥urs

M.H≥rv´≥ CHABANNE...Morpho,Paris Rapport≥urs

M.Bruno ROUZEYRE...LIRMM, Montp≥lli≥r M.Sylvain GUILLEY...TELECOM-ParisT≥ch,Paris Dir≥ct≥ur≤≥th`≥s≥

Mm≥.Assia TRIA ...CEA-TECH/CMP,Gar≤ann≥ Enca≤rant

AVRIL Stéphan≥ PR2 Mécaniqu≥ ≥tingéni≥ri≥ CIS BATTON-HUBERT Mir≥ill≥ PR2 Sci≥nc≥s ≥t géni≥ ≤≥l'≥nvironn≥m≥nt FAYOL

BENABEN Patrick PR1 Sci≥nc≥s ≥t géni≥ ≤≥s matériaux CMP BERNACHE-ASSOLLANT Di≤i≥r PR0 Géni≥ ≤≥s Procé≤és CIS BIGOT J≥an Pi≥rr≥ MR(DR2) Géni≥ ≤≥s Procé≤és SPIN BILAL Essai≤ DR Sci≥nc≥s ≤≥la T≥rr≥ SPIN

BOISSIER Olivi≥r PR1 Informatiqu≥ FAYOL

BORBELY An≤ras MR(DR2) Sci≥nc≥s ≥t géni≥ ≤≥l'≥nvironn≥m≥nt SMS BOUCHER Xavi≥r PR2 Géni≥ In≤ustri≥l FAYOL BRODHAG Christian DR Sci≥nc≥s ≥t géni≥ ≤≥l'≥nvironn≥m≥nt FAYOL BURLAT Patrick PR2 Géni≥ In≤ustri≥l FAYOL COURNIL Mich≥l PR0 Géni≥ ≤≥s Procé≤és DIR DARRIEULAT Mich≥l IGM Sci≥nc≥s ≥t géni≥ ≤≥s matériaux SMS DAUZERE-PERES Stéphan≥ PR1 Géni≥ In≤ustri≥l CMP DEBAYLE Johan CR Imag≥ Vision Signal CIS DELAFOSSE Davi≤ PR1 Sci≥nc≥s ≥t géni≥ ≤≥s matériaux SMS DESRAYAUD Christoph≥ PR2 Mécaniqu≥ ≥tingéni≥ri≥ SMS DOLGUI Al≥xan≤r≥ PR0 Géni≥ In≤ustri≥l FAYOL DRAPIER Sylvain PR1 Mécaniqu≥ ≥tingéni≥ri≥ SMS FEILLET Dominiqu≥ PR2 Géni≥ In≤ustri≥l CMP FOREST B≥rnar≤ PR1 Sci≥nc≥s ≥t géni≥ ≤≥s matériaux CIS FORMISYN Pascal PR0 Sci≥nc≥s ≥t géni≥ ≤≥l'≥nvironn≥m≥nt DIR FRACZKIEWICZ Anna DR Sci≥nc≥s ≥t géni≥ ≤≥s matériaux SMS

GARCIA Dani≥l MR(DR2) Géni≥ ≤≥s Procé≤és SPIN GERINGER J≥an MA(MDC) Sci≥nc≥s ≥t géni≥ ≤≥s matériaux CIS GIRARDOT J≥an-jacqu≥s MR(DR2) Informatiqu≥ FAYOL GOEURIOT Dominiqu≥ DR Sci≥nc≥s ≥t géni≥ ≤≥s matériaux SMS GRAILLOT Di≤i≥r DR Sci≥nc≥s ≥t géni≥ ≤≥l'≥nvironn≥m≥nt SPIN GROSSEAU Philipp≥ DR Géni≥ ≤≥s Procé≤és SPIN GRUY Fré≤éric PR1 Géni≥ ≤≥s Procé≤és SPIN

GUY B≥rnar≤ DR Sci≥nc≥s ≤≥la T≥rr≥ SPIN

GUYONNET R≥né DR Géni≥ ≤≥s Procé≤és SPIN

HAN Woo-Suck CR Mécaniqu≥ ≥tingéni≥ri≥ SMS HERRI J≥an Mich≥l PR1 Géni≥ ≤≥s Procé≤és SPIN

INAL Karim PR2 Microél≥ctroniqu≥ CMP

KERMOUCHE Guillaum≥ PR2 Mécaniqu≥ ≥t Ingéni≥ri≥ SMS KLOCKER H≥lmut DR Sci≥nc≥s ≥t géni≥ ≤≥s matériaux SMS LAFOREST Valéri≥ MR(DR2) Sci≥nc≥s ≥t géni≥ ≤≥l'≥nvironn≥m≥nt FAYOL

LERICHE Ro≤olph≥ CR Mécaniqu≥ ≥tingéni≥ri≥ FAYOL LI J≥an Mich≥l Microél≥ctroniqu≥ CMP MALLIARAS G≥org≥s PR1 Microél≥ctroniqu≥ CMP MOLIMARD Jérôm≥ PR2 Mécaniqu≥ ≥tingéni≥ri≥ CIS MONTHEILLET Franck DR Sci≥nc≥s ≥t géni≥ ≤≥s matériaux SMS PERIER-CAMBY Laur≥nt PR2 Géni≥ ≤≥s Procé≤és DFG PIJOLAT Christoph≥ PR0 Géni≥ ≤≥s Procé≤és SPIN PIJOLAT Michèl≥ PR1 Géni≥ ≤≥s Procé≤és SPIN PINOLI J≥an Charl≥s PR0 Imag≥ Vision Signal CIS

POURCHEZ Jérémy CR Géni≥ ≤≥s Procé≤és CIS

ROUSTANT Olivi≥r MA(MDC) FAYOL

STOLARZ Jacqu≥s CR Sci≥nc≥s ≥t géni≥ ≤≥s matériaux SMS SZAFNICKI Konra≤ MR(DR2) Sci≥nc≥s ≥t géni≥ ≤≥l'≥nvironn≥m≥nt CMP

TRIA Assia Microél≥ctroniqu≥ CMP

VALDIVIESO François MA(MDC) Sci≥nc≥s ≥t géni≥ ≤≥s matériaux SMS VIRICELLE J≥an Paul MR(DR2) Géni≥ ≤≥s Procé≤és SPIN WOLSKI Krzystof DR Sci≥nc≥s ≥t géni≥ ≤≥s matériaux SMS

XIE Xiaolan PR1 Informatiqu≥ CIS

BERGHEAU J≥an-Mich≥l PU Mécaniqu≥ ≥t Ingéni≥ri≥ ENISE BERTRAND Philipp≥ MCF Géni≥ ≤≥s procé≤és ENISE DUBUJET Philipp≥ PU Mécaniqu≥ ≥t Ingéni≥ri≥ ENISE FORTUNIER Rolan≤ PR Sci≥nc≥s ≥t Géni≥ ≤≥s matériaux ENISE GUSSAROV An≤r≥y Ens≥ignant contractu≥l Géni≥ ≤≥s procé≤és ENISE HAMDI Hé≤i MCF Mécaniqu≥ ≥t Ingéni≥ri≥ ENISE LYONNET Patrick PU Mécaniqu≥ ≥t Ingéni≥ri≥ ENISE RECH Jol MCF Mécaniqu≥ ≥t Ingéni≥ri≥ ENISE SMUROV Igor PU Mécaniqu≥ ≥t Ingéni≥ri≥ ENISE TOSCANO Rosario MCF Mécaniqu≥ ≥t Ingéni≥ri≥ ENISE ZAHOUANI Hassan PU Mécaniqu≥ ≥t Ingéni≥ri≥ ENISE

EMSE : Ens≥ignants-ch≥rch≥urs ≥t ch≥rch≥urs autorisés à ≤irig≥r ≤≥s thès≥s ≤≥ ≤octorat (titulair≥s ≤un ≤octorat ≤État ou ≤un≥ HDR)

ENISE : Ens≥ignants-ch≥rch≥urs ≥t ch≥rch≥urs autorisés à ≤irig≥r ≤≥s thès≥s ≤≥ ≤octorat (titulair≥s ≤un ≤octorat ≤État ou ≤un≥ HDR) SCIENCES DE LA TERRE

SCIENCES ET GENIE DE LENVIRONNEMENT MATHEMATIQUES APPLIQUEES

INFORMATIQUE IMAGE, VISION, SIGNAL

GENIE INDUSTRIEL MICROELECTRONIQUE

B. Guy, Dir≥ct≥ur ≤≥ r≥ch≥rch≥ D. Graillot, Dir≥ct≥ur ≤≥ r≥ch≥rch≥

O. Roustant, Maîtr≥-assistant O. Boissi≥r, Prof≥ss≥ur

JC. Pinoli, Prof≥ss≥ur A. Dolgui, Prof≥ss≥ur 07 /0 4 /2 01 3

Tabl≥≤≥s mati`

≥r≥s

Tabl≥≤≥s mati`≥r≥s iii

Tabl≥≤≥s gur≥s vii

List≥≤≥stabl≥aux xi Intro≤uction 1 1 Lacryptographi≥≥tlinj≥ction≤≥faut≥sparlas≥r 5 1.1 Lacryptographi≥ ... 7 1.1.1 Intro≤uction... 7 1.1.2 Chir≥m≥ntasym´≥triqu≥... 8 1.1.3 Chir≥m≥ntsym´≥triqu≥... 8

1.1.4 Cryptanalys≥physiqu≥ ... 10

1.2 M´≥canism≥≤inj≥ction≤≥faut≥sparlas≥r... 11

1.2.1 T≥rminologi≥ ... 11

1.2.2 E≥tPhoto-´≥l≥ctriqu≥ ... 12

1.2.3 G´≥n´≥ration≤unphoto-courant ... 13

1.2.5 Singl≥Ev≥ntUps≥t ... 17

1.2.6 DunSETv≥rsun≥faut≥... 19

1.2.7 E≥t≤≥structif(Latch-Up)... 19

1.2.8 Bilan≤u m´≥canism≥≤inj≥ction ... 21

1.3 Mo≤`≥l≥s≤≥faut≥s... 22

1.3.1 Bit-s≥t\Bit-r≥s≥t ... 22

1.3.2 Bit-ip... 23

1.3.3 Collag≥... 23

1.4 Inu≥nc≥≤≥sparam`≥tr≥s≤utirlas≥r ... 23

1.4.1 Choix≤≥lalongu≥ur≤on≤≥... 24

1.4.2 Tirparlafac≥avantouparlafac≥arri`≥r≥ ... 27

1.4.3 Variation≤≥la≤ur´≥≥≤impulsion ... 28

1.4.4 Distanc≥≤≥tir ... 30

1.4.5 Taill≥≤ufaisc≥aulas≥r... 31

2 ´Etu≤≥≤≥s mo≤`≥l≥s≤≥faut≥ssurc≥llul≥SRAM 35 2.1 Intro≤uction... 37

2.2 L≥circuitSRAM ... 37

2.3 Analys≥th´≥oriqu≥≤≥szon≥ss≥nsibl≥s... 39

2.4 Con≤itions≥xp´≥rim≥ntal≥s ... 42

2.4.1 D≥scription≤ubanclas≥r ... 43

2.4.2 Cart≥≤int≥rfac≥ ... 45

2.5 Cartographi≥≤≥szon≥s≤≥s≥nsibilit´≥ ... 45

2.6 SimulationSPICE ... 49

2.6.1 Mo≤`≥l≥≤≥simulation... 49

2.6.2 Simulation≤≥szon≥s≤≥s≥nsibilit´≥... 52

2.6.3 Analys≥≤≥ssimulationssurlabs≥nc≥≤≥Bit-ip... 54

2.6.4 Analys≥≤≥lazon≥non-s≥nsibl≥ ... 61

2.7 Tirslas≥rav≥cun≥sourc≥las≥rpicos≥con≤≥s... 62

2.8 Inj≥ction≤≥faut≥ssurlam´≥moir≥RAM≤un micro-contrˆol≥ur... 65

2.8.3 Cartographi≥≤≥szon≥ss≥nsibl≥s≤≥lam´≥moir≥RAM... 67

2.8.4 Cartographi≥`alai≤≥≤un≥sourc≥las≥rpicos≥con≤≥s ... 70

2.9 Conclusion... 71

3 Inj≥ction≤≥faut≥slas≥rsurun ASIC AES 73 3.1 Intro≤uction... 75

3.2 Lalgorithm≥AES... 75

3.3 Attaqu≥s≥nfaut≥ssurAES ... 78

3.3.1 Notationsutilis´≥≥s ... 79

3.3.2 Attaqu≥surlatransformationSUBBYTES ... 79

3.3.3 Attaqu≥≤≥Roch≥≥tal. ... 81

3.3.4 Attaqu≥≤≥Lash≥rm≥s≥tal... 83

3.3.5 Attaqu≥surlatransformationMIXCOLUMNS... 86

3.3.6 Attaqu≥≤≥typ≥Saf≥Error ... 87

3.4 LASICAES... 88

3.4.1 Contr≥-m≥sur≥s ... 91

3.4.2 Cart≥≥tBanc≤≥t≥st... 93

3.5 ´Etu≤≥≤u mo≤`≥l≥≤≥faut≥s≥nfac≥avant ... 96

3.5.1 Con≤itions≥xp´≥rim≥ntal≥s ... 97

3.5.2 Analys≥≤≥s mo≤`≥l≥s≤≥faut≥s... 98

3.5.3 DFA surla≤≥rni`≥r≥ron≤≥≤≥lAES ...102

3.5.4 Conclusion...107

3.6 Caract´≥risation≤≥lASICAESprot´≥g´≥...109

3.6.1 ´Etu≤≥th´≥oriqu≥≤≥scontr≥-m≥sur≥s ...109

3.6.2 Localisation≤≥sblocsSUBBYTES ...115

3.6.3 R´≥sultats ...117

3.6.4 Conclusion≥tpr´≥conisations...119

Conclusiong´≥n´≥ral≥ 121

Tabl≥≤≥s gur≥s

1.1 E≥t≤untirlas≥rsurun≥jonctionPNpolaris´≥≥≥ninv≥rs≥(N/substratP). 14

1.2 R≥pr´≥s≥ntation≤≥sph´≥nom`≥n≥s`alorigin≥≤≥lacr´≥at

ion≤uncouranttran-sitoir≥... 15

1.3 Sch´≥ma≤uninv≥rs≥urcmosav≥clocalisation≤≥szon≥ss≥nsibl≥s... 16

1.4 Sch´≥ma≤un≥c≥llul≥sram`a6transistors... 17

1.5 Bascul≥m≥nt≤≥lac≥llul≥ m´≥moir≥lors≤untirlas≥r. ... 18

1.6 Cr´≥ation≤unSET`atrav≥rsun≥port≥xors≥propag≥antjusqu`al≥ntr´≥≥ ≤unr≥gistr≥. ... 20

1.7 Structur≥thyristor≤uninv≥rs≥urCMOS. ... 21

1.8 Co≥ ci≥nt≤absorption≤usiliciumpour≤i´≥r≥nt≥sval≥urs≤≥≤opag≥≥n fonction≤≥l´≥n≥rgi≥≤uphoton.[36]... 25

1.9 Taux≤≥g´≥n´≥ration≤≥sport≥urs≥nfonction≤≥lalongu≥ur≤on≤≥pour plusi≥urs´≥paiss≥urs≤≥substrat.[32] ... 27

1.10 R´≥pons≥≥ncourant≥t≥nt≥nsion≤untransistor≤≥typ≥N `auntirlas≥r≤≥ 1ps(a)≥t1ns(b).[13] ... 29

1.11 Niv≥au≤´≥n≥rgi≥las≥r minimal≥ntraˆınantunSEU≥nfonction≤≥la≤ur´≥≥ ≤impulsion.[13] ... 30

1.13 Comparaison≥ntr≥≤≥uxtransistors≥nt≥chnologi≥1µm(`agauch≥)≥t

0,13µm(`a≤roit≥)≥tunspotlas≥r≤≥ 1µm≤≥≤iam`≥tr≥. ... 32

2.1 Sch´≥maniv≥autransistor≥tlayout≤≥lac≥llul≥csram... 38

2.2 Vu≥≤≥ns≥mbl≥≤ucircuit≤≥t≥st≥tagran≤iss≥m≥nt≤≥lazon≥cont≥nantla

csram. ... 39

2.3 Layout≤≥lacsramav≥ci≤≥ntication≤≥szon≥ss≥nsibl≥s:bl≥upourl´≥tat

1,roug≥pourl´≥tat 0... 40

2.4 Layout≤≥lacsram av≥ci≤≥ntication≤≥szon≥ss≥nsibl≥sinc

luantlhy-poth`≥s≥≤≥l≥xist≥nc≥≤≥zon≥s≤≥Bit-ip... 42

2.5 Banclas≥r. ... 44

2.6 Cart≥≤int≥rfac≥pourl≥circuitt≥st. ... 45

2.7 Cartographi≥≤≥ss≥nsibilit´≥spour≤≥spuissanc≥s≥ntr≥0,265 W≥t0,424 W

≥tunspotlas≥r≤≥1µm... 47

2.8 Cartographi≥≤≥ss≥nsibilit´≥spourun≥puissanc≥≤≥0,75 W≥tunspotlas≥r

≤≥5µm... 49

2.9 Form≥≤unphoto-courantsimul´≥... 50

2.10Sch´≥ma≤≥lac≥llul≥sramav≥cl≥ssourc≥s≤≥courant mo≤´≥l

isantl≥photo-courantin≤uitparuntirlas≥r. ... 51

2.11Simulation≤≥szon≥s≤≥s≥nsibilit´≥≤≥lasram. ... 53

2.12Simulation≤un≥faut≥Bit-r≥s≥t:niv≥aux≤≥t≥nsion≤≥snœu≤sQ ≥t

DATAOUT. ... 54

2.13Simulation≤un≥faut≥Bit-r≥s≥t:courantsr´≥sultant≤utirlas≥r... 55

2.14Simulation≤≥lacharg≥tir´≥≥≤unœu≤DATAOUT (val≥urabsolu≥). .... 55

2.15Simulation≤uphoto-courantin≤uit`atrav≥rsl≥≤rain≤≥MN2... 56

2.16Simulation≤un≥t≥ntativ≥≤≥faut≥Bit-s≥t:niv≥aux≤≥t≥nsion≤≥snœu≤s

Q≥tDATAOUT. ... 57

2.17Simulation≤un≥t≥ntativ≥≤≥faut≥Bit-s≥t:courantsr´≥sultant≤utirlas≥r.. 58

2.18Simulation≤≥lacharg≥inj≥ct´≥≥surl≥nœu≤Q... 58

2.19Simulation ≤un≥faut≥Bit-s≥t: niv≥aux ≤≥t≥nsion ≤≥s nœu≤sQ ≥t

DATAOUT. ... 59

2.21Simulation≤un≥t≥ntativ≥≤≥faut≥Bit-r≥s≥t:niv≥aux≤≥t≥nsion≤≥snœu≤s

Q≥tDATAOUT. ... 60

2.22Simulation≤≥lacharg≥≤rain´≥≥surl≥nœu≤DATAOUT. ... 61

2.23Simulation≤un≥t≥ntativ≥≤≥faut≥Bit-r≥s≥t:niv≥aux≤≥t≥nsion≤≥snœu≤s Q≥tDATAOUT. ... 62

2.24Simulation≤un≥t≥ntativ≥≤≥faut≥Bit-r≥s≥t:courantsr´≥sultant≤utirlas≥r.63 2.25 Cartographi≥≤≥szon≥ss≥nsibl≥s≤≥lasramav≥cunpuls≥las≥r≤≥30ps... 64

2.26 Micro-contrˆol≥ur&c≥llul≥sram... 66

2.27 Cart≥≤≥t≥stpourl≥ micro-contrˆol≥ur. ... 67

2.28 Cartographi≥≤≥szon≥ss≥nsibl≥s≤≥la m´≥moir≥ramav≥cun≥puissanc≥≤≥ 0,29W... 68

2.29 Cartographi≥≤≥szon≥ss≥nsibl≥s≤≥la m´≥moir≥ramav≥cun≥puissanc≥≤≥ 0,32W... 68

2.30 Cartographi≥≤≥szon≥ss≥nsibl≥s≤≥la m´≥moir≥ramav≥cun≥puissanc≥≤≥ 0,29W ≥tun≥taill≥≤≥spot≤≥5µm. ... 69

2.31 Cartographi≥≤≥szon≥ss≥nsibl≥s≤≥la m´≥moir≥ramav≥cun≥puissanc≥≤≥ 2,38nJ≥tun≥taill≥≤≥spot≤≥1µm... 70

2.32 Cartographi≥≤≥szon≥ss≥nsibl≥s≤≥la m´≥moir≥ramav≥cun≥puissanc≥≤≥ 1,85nJ≥tun≥taill≥≤≥spot≤≥5µm... 71

3.1 R≥pr´≥s≥ntationsch´≥matiqu≥≤≥lalgorithm≥AES-128... 76

3.2 R≥pr´≥s≥ntationsch´≥matiqu≥≤ucalcul≤un≥cl≥f≤≥ron≤≥. ... 78

3.3 Sch´≥ma≤≥lattaqu≥≤≥C.Girau≤[18]. ... 80

3.4 Nombr≥≤≥pair≥schir´≥scorr≥ct/faut´≥n´≥c≥ssair≥spouruntaux≤≥r´≥ussit≥ ≤≥90%≥nfonction≤utaux≤≥r´≥p´≥tabilit´≥≤≥sfaut≥sinj≥ct´≥≥s[49]. ... 83

3.5 Nombr≥moy≥n≤≥t≥xt≥sn´≥c≥ssair≥s`alattaqu≥≤≥Lash≥rm≥s≥tal .≥nfonc-tion≤≥l≥ntropi≥≤≥sfaut≥sinj≥ct´≥≥s[31]. ... 85

3.6 Sch´≥ma≤≥lattaqu≥≤≥G.Pir≥t≥tal.[44]... 86

3.7 Photo≥nfac≥avant≤≥lASICAES. ... 89

3.8 Sch´≥ma≤≥lop≥rationsubbyt≥s.[67] ... 90

3.9 Sch´≥ma≤≥lASICAES. ... 91

3.11 Ex≥mpl≥≤≥crois≥m≥nt≤≥sbits≤unoct≥t≥ntr≥l≥s≤≥uxch≥mins≤≥≤onn´≥≥s.93

3.12Sch´≥ma≤ubanc≤≥t≥stlas≥r. ... 94

3.13 Consommation´≥l≥ctriqu≥≤ucircuitlors≤untirlas≥rp≥n≤antla7i≥m≥_≥tla

8i≥m≥_{ron≤≥≤≥la≥s-128... 95}

3.14 Cart≥supportpourlasic&banclas≥r. ... 96

3.15Surfac≥≤≥lASICAES≤ivis´≥≥n36zon≥s. ... 97

3.16Illustration≤≥s≥ns≥mbl≥s≤≥val≥urspossibl≥s≤≥loct≥t≤≥sous-cl≥fr≥ch≥rch´≥

lors≤≥lattaqu≥≤≥Girau≤...103

3.17 Propagation≤un≥faut≥inj≥ct´≥≥`atrav≥rsl≥ch≥min≤≥≤onn´≥≥scompl´

≥m≥n-t´≥≥slors≤≥la≤≥rni`≥r≥ron≤≥≤≥la≥s...111

3.18 Propagation≤≥≤≥uxfaut≥si≤≥ntiqu≥sinj≥ct´≥≥s`atrav≥rsl≥s≤≥uxch≥mins

≤≥≤onn´≥≥slors≤≥la≤≥rni`≥r≥ron≤≥≤≥la≥s. ...112

3.19 Propagation≤un≥faut≥inj≥ct´≥≥≤ansl≥ m´≥canism≥≤≥≤´≥t≥ction≤≥rr≥urs

lors≤≥laron≤≥9surl≥s≤≥uxch≥mins≤≥≤onn´≥≥s...113

3.20 Propagation≤un≥faut≥inj≥ct´≥≥≤ansl≥m´≥canism≥≤≥≤iusion≤≥rr≥urlors

≤≥laron≤≥9surl≥s≤≥uxch≥mins≤≥≤onn´≥≥s...116

3.21I≤≥ntication≤≥plusi≥urszon≥scorr≥spon≤antauxr≥gistr≥s≤usubbyt≥s

List≥≤≥stabl≥aux

1.1 Classication≤≥sattaqu≥s mat´≥ri≥ll≥s. ... 11

1.2 Evolution≤≥st≥chnologi≥ssiliciumc≥s20≤≥rni`≥r≥sann´≥≥s... 32

2.1 Caract´≥ristiqu≥s≤≥s≤i´≥r≥nt≥ssourc≥slas≥r... 43

2.2 Tabl≥≤≥sco≥ ci≥nts≤≥transmission≤≥sobj≥ctifs. ... 43

2.3 Tabl≥≤≥sco≥ ci≥nts≤≥simulation... 52

3.1 Tabl≥≤≥rr≥ur... 84

3.2 R´≥sultats≥xp´≥rim≥ntauxsurasica≥s... 99

3.3 Inj≥ction≤≥faut≥Las≥rsurloct≥t5(1000t≥xt≥sal´≥atoir≥s)... 99

3.4 Inj≥ction≤≥faut≥slas≥rsurloct≥t5(t≥xt≥choisiuniqu≥). ...100

3.5 Faut≥sinj≥ct´≥≥ssurloct≥t3. ...101

3.6 Probabilit´≥surl≥sfaut≥sa≥ctantl≥sbit1≥t2 ...101

3.7 Tabl≥≤≥rr≥ur≤≥loct≥t#3. ...106

Intro≤uction

Lasoci´≥t´≥ actu≥ll≥ ≥str´≥solum≥nttourn´≥≥ v≥rsl´≥chang≥ ≤informations. L≥

≤´≥v≥lopp≥m≥ntaccru≤≥s moy≥ns≤≥communication(smartphon≥s,boxint≥rn≥t,≥tc.)

maisaussi≤≥s moy≥ns≤≥pai≥m≥nt´≥l≥ctroniqu≥(cart≥≤≥pai≥m≥nt,PayTV,≥tc.)a

pos´≥≤≥nouv≥ll≥sprobl´≥matiqu≥sauxfabricants≤≥circuitsint´≥gr´≥spourassur≥run≥

transmissions´≥curis´≥≥≤≥sinformationsous´≥curis≥rl≥s moy≥ns≤≥pai≥m≥nts

.Lacryp-tographi≥s≥stalorsimpos´≥≥comm≥unoutilr´≥pon≤antaux≥xig≥nc≥spos´≥≥sparc≥s

nouv≥aux moy≥ns≤≥communicationou≤≥pai≥m≥nt.

L≥≤ispositifl≥plusr´≥pan≤uutilisant≤≥salgorithm≥scryptographiqu≥s≥stlacart≥

`

apuc≥. C≥lui-ci,utilis´≥aussibi≥n≤ansl≥st´≥l´≥-communicationsav≥cl≥scart≥ssim

qu≥≤ansl≥ mili≥ubancair≥av≥cl≥scart≥s≤≥pai≥m≥nt´≥l≥ctroniqu≥,≥mbarqu≥l≥plus

souv≥ntuncircuitint´≥gr´≥ayantun≥parti≥≤´≥≤i´≥≥auxcalculscryptographiqu≥s. C≥s

circuitsvont≤onc manipul≥r≤≥s≤onn´≥≥ss≥nsibl≥s≥t≤oiv≥ntˆ≥tr≥prot´≥g´≥s.S≥lonl≥

princip≥≤≥K≥rckhos,las´≥curit´≥≤≥≤onn´≥≥schir´≥≥s≤oit≤´≥p≥n≤r≥uniqu≥m≥nt≤≥la

cl≥f≤≥chir≥m≥ntutilis´≥≥,≥tnon≤≥lalgorithm≥ou≤≥sparam`≥tr≥s≤≥c≥lui-ci.C≥st

≤oncc≥tt≥cl≥fquilfautprot´≥g≥r≤unattaquantpot≥nti≥l.

Malgr´≥larobust≥ss≥math´≥matiqu≥≤≥s≤i´≥r≥ntsalgorithm≥s≤≥chir≥m≥ntutilis´≥s, l≥scircuitsint´≥gr´≥ssontc≥p≥n≤antvuln´≥rabl≥sauxattaqu≥s mat´≥ri≥ll≥s.Un≥parti≥≤≥

cryptographiqu≥.Lap≥rturbation≤ucircuitprovoqu≥un≥≥rr≥ursurl≥r´≥sultat≤u

chir≥m≥nt.C≥sr´≥sultatsobt≥nussont≥nsuit≥analys´≥san≤≥r≥trouv≥rlacl≥fs´≥cr`≥t≥.

Onparl≥raalors≤inj≥ction≤≥faut≥sprovoquantun≥≥rr≥ur≤≥calcul. C≥sattaqu≥s

r≥pos≥nt≤ansla majorit´≥≤≥scassurlacapacit´≥≤≥lattaquant`ainj≥ct≥r≤≥sfaut≥s`a

≤≥sinstantspr´≥cis≤ucalculcryptographiqu≥.L≥ cacit´≥≤≥c≥sattaqu≥sp≥ut≤´≥p≥n≤r≥

aussi≤u mo≤`≥l≥≤≥faut≥sinj≥ct´≥≥s.Il≥st≤oncimportant≤≥ maˆıtris≥rl≥ mo≤`≥l≥≤≥

faut≥s.

Plusi≥ursmoy≥ns≤≥p≥rturbation≥xist≥nt,n´≥c≥ssitantparfoisun≥pr´≥parationpr´≥a l-abl≥≤ucircuitvisant`aˆot≥run≥parti≥≤uboˆıti≥rlaissantunacc`≥s≤ir≥ctaucircuitint´

≥-gr´≥.Lutilisation≤untirlas≥r≥stun≤≥smoy≥nsl≥splus≥ cac≥s≤inj≥ctionp≥rm≥ttant

≤avoirun≥pr´≥cisionspatial≥≤utirsurl≥circuitint´≥gr´≥ maisaussiun≥pr´≥cis

iont≥m-por≥ll≥poursynchronis≥rl≥tirlas≥rav≥cl≥x´≥cution≤ucalculcryptographiqu≥.L≥las≥r

≥stsouv≥ntconsi≤´≥r´≥comm≥unmoy≥n≤inj≥ctionp≥rm≥ttant≤obt≥nirl≥sfaut≥sn´

≥c≥s-sair≥saux≤i´≥r≥nt≥sattaqu≥s.C≥p≥n≤ant,l≥s mo≤`≥l≥s≤≥faut≥sin≤uitsparc≥ moy≥n

≤inj≥ctionnontpas´≥t´≥clair≥m≥ntcaract´≥ris´≥s≤≥mˆ≥m≥qu≥l≥xploitation´≥v≥ntu≥l≤≥

c≥s mo≤`≥l≥s≤≥faut≥s.

C≥tt≥th`≥s≥a≤oncpourobj≥ctif≤´≥tu≤i≥rl≥smo≤`≥l≥s≤≥faut≥spossibl≥slors≤in

j≥c-tion≤≥faut≥spartirlas≥r,≤≥xploit≥rc≥smo≤`≥l≥s≤≥faut≥spour´≥valu≥rlam≥nac≥li´≥≥

`

ac≥sattaqu≥s≥nfaut≥smaisaussi≤≥t≥st≥rlarobust≥ss≥≤≥scircuitscryptographiqu≥s

≥mbarquant≤≥sprot≥ctionscontr≥l≥sattaqu≥s≥nfaut≥s.

L≥pr≥mi≥rchapitr≥≤≥c≥tt≥th`≥s≥pr´≥s≥nt≥ral≥s≤i´≥r≥nts m´≥canism≥sp≥rm≥ttant

linj≥ction≤≥faut≥spartirlas≥r maisaussilinu≥nc≥≤≥sparam`≥tr≥s≤ulas≥rsur

linj≥ction≤≥faut≥s.Puis,l≥s≥con≤chapitr≥port≥rasurl´≥tu≤≥≤≥s mo≤`≥l≥s≤≥faut≥s

possibl≥slors≤inj≥ction≤≥faut≥ssurun≥c≥llul≥srammaisaussisurlam´≥moir≥ram

≤un micro-contrˆol≥ur.L≥s≤i´≥r≥ntsr´≥sultats≥xp´≥rim≥ntauxs≥rontaccompagn´≥s≤≥

simulations´≥l≥ctriqu≥s≤inj≥ction≤≥faut≥sparlas≥rpourmi≥uxcompr≥n≤r≥l≥smo≤`≥l≥s

≤≥faut≥sobs≥rv´≥s.Ennl≥≤≥rni≥rchapitr≥abor≤≥ral≥s mo≤`≥l≥s≤≥faut≥sin≤uitspar

tirlas≥rsuruncircuitint´≥gr´≥impl´≥m≥ntantlalgorithm≥≤≥chir≥m≥ntsym´≥triqu≥

a≥s.`Alai≤≥≤≥s≤onn´≥≥scoll≥ct´≥≥sainsiqu≥≤≥sinformationssurl≥smo≤`≥l≥s≤≥faut≥s

possibl≥s,unsch´≥ma≤attaqu≥≥nfaut≥ss≥raam´≥lior´≥,tirantparti≤≥smo≤`≥l≥s≤≥faut≥s

1

Lacryptographi≥≥tlinj≥ction

≤≥faut≥sparlas≥r

Pr´

≥ambul≥

L≥but≤≥c≥chapitr≥≥st≤≥rapp≥

l≥rsuccinct≥m≥ntl≥sbas≥s≤≥lacryptogra-phi≥ainsiqu≥l≥s≤i´≥r≥ntstyp≥s≤attaqu≥s mat´≥ri≥ll≥spossibl≥s.Ils≥ra≥nsuit≥

pr´≥s≥nt´≥un´≥tat≤≥lart≤≥s m´≥canism≥s≤inj≥ct

ions≤≥faut≥sparlas≥rsurcir-cuitcmosmaisaussi≤≥linu≥nc≥≤≥s≤i´≥r≥ntsparam`≥tr≥s≤untirlas≥rsur

linj≥ction≤≥faut≥s.

Cont≥nts

1.1.4 Cryptanalys≥physiqu≥ ... 10

1.2 M´≥canism≥≤inj≥ction≤≥faut≥sparlas≥r... 11

1.2.1 T≥rminologi≥... 11

1.2.2 E≥tPhoto-´≥l≥ctriqu≥... 12

1.2.3 G´≥n´≥ration≤unphoto-courant ... 13

1.2.5 Singl≥Ev≥ntUps≥t ... 17

1.2.6 DunSETv≥rsun≥faut≥... 19

1.2.7 E≥t≤≥structif(Latch-Up)... 19

1.2.8 Bilan≤u m´≥canism≥≤inj≥ction ... 21

1.3 Mo≤`≥l≥s≤≥faut≥s ... 22

1.3.1 Bit-s≥t\Bit-r≥s≥t ... 22

1.3.2 Bit-ip... 23

1.3.3 Collag≥... 23

1.4 Inu≥nc≥≤≥sparam`≥tr≥s≤utirlas≥r... 23

1.4.1 Choix≤≥lalongu≥ur≤on≤≥... 24

1.4.2 Tirparlafac≥avantouparlafac≥arri`≥r≥ ... 27

1.4.3 Variation≤≥la≤ur´≥≥≤impulsion ... 28

1.4.4 Distanc≥≤≥tir ... 30

1.1 Lacryptographi≥

1.1.1 Intro≤uction

Lacryptographi≥≥stun≥≤isciplin≥p≥rm≥ttant≤≥transm≥ttr≥≤≥sinformations≤≥

mani`≥r≥con≤≥nti≥ll≥.Pourr≥n≤r≥l≥sinformations`atransm≥ttr≥con≤≥nti≥ll≥s,c≥l

l≥s-cisubiss≥ntun≥transformationapp≥l´≥≥chir≥m≥nt,r≥n≤antl≥t≥xt≥clairchir´

≥in-compr´≥h≥nsibl≥pourtoutl≥ mon≤≥. D≥puislantiquit´≥,c≥s m´≥tho≤≥s≤≥chir≥m≥nt

ont´≥t´≥utilis´≥≥sprincipal≥m≥ntpourlatransmission≤informationsmilitair≥s.Jusquau

XIXèm≥ _{si`≥cl≥,c≥s m´≥tho≤≥s≤≥chir≥m≥nt´≥tai≥ntbas´≥≥ssur≤≥uxgran≤sprincip≥s:}

lap≥rmutation,p≥rm≥ttant≤avoirun≥bonn≥≤iusion≤≥linformation≤ut≥xt≥clair

v≥rsl≥t≥xt≥chir´≥,≥tlasubstitution,p≥rm≥ttant≤avoirun≥bonn≥confus

ion(com-pl≥xit´≥≤≥lar≥lation≥ntr≥l≥ m≥ssag≥chir´≥≥tl≥t≥xt≥clair).Pourc≥s m´≥tho≤≥s≤≥

chir≥m≥nt,l≥s≥cr≥t,p≥rm≥ttant≤≥chir≥r≥t≤´≥chir≥rl≥s≤onn´≥≥s,≥stconstitu´≥≤≥

lalgorithm≥≤≥chir≥m≥ntlui-mˆ≥m≥.Un≥≤≥sm´≥tho≤≥s≤≥chir≥m≥ntl≥splusconnu≥s

≥ts≥basantsurc≥sprincip≥s≥stl≥chir≥m≥nt≤≥C´≥sar[24],consistant`a≥≥ctu≥run

≤´≥calag≥≤≥3l≥ttr≥spourchaqu≥l≥ttr≥≤≥lalphab≥t.Lanotion≤≥cl≥f≤≥chir≥m≥nt

futintro≤uit≥auXVIèm≥ _{av≥cl≥chir≥≤≥Vig≥n`≥r≥ [24].Pourc≥tt≥algorithm≥,l≥}

s≥cr≥tr≥pos≥surlacl≥f≤≥chir≥m≥nt≥tp≥utˆ≥tr≥vu≥comm≥un mot≤≥pass≥.

`

Ala n≤uXIXèm≥_{,August≥K≥rckhos´≥non¸cal≥sr`≥gl≥s≤≥c≥quiallait≤≥v≥nirla}

cryptographi≥mo≤≥rn≥[25].C≥sr`≥gl≥ssontr≥group´≥≥s≥nsixprincip≥sfon≤am≥ntaux:

L≥syst`≥m≥≤oitˆ≥tr≥ mat´≥ri≥ll≥m≥nt,sinon math´≥matiqu≥m≥nt,in≤´≥chirabl≥.

Ilfautquiln≥xig≥pasl≥s≥cr≥t,≥tquilpuiss≥sansinconv´≥ni≥nttomb≥r≥ntr≥l≥s

mains≤≥l≥nn≥mi.

Lacl≥f≤oitpouvoir≥nˆ≥tr≥communiqu´≥≥≥tr≥t≥nu≥sansl≥s≥cours≤≥not≥s

´

≥crit≥s,≥tˆ≥tr≥chang´≥≥ou mo≤i´≥≥augr´≥≤≥scorr≥spon≤ants.

Ilfautquilsoitapplicabl≥`alacorr≥spon≤anc≥t´≥l´≥graphiqu≥.

Ilfautquilsoitportatif,≥tqu≥sonmani≥m≥ntousonfonctionn≥m≥ntn≥xig≥pas

l≥concours≤≥plusi≥ursp≥rsonn≥s.

Il≥stn´≥c≥ssair≥qu≥l≥syst`≥m≥soit≤unusag≥faci

l≥≥tn≥≤≥man≤≥paslacon-naissanc≥≤un≥longu≥s´≥ri≥≤≥r`≥gl≥s`aobs≥rv≥r.

algorithm≥publicconnu≤≥tous,l≥s≥cr≥tr´≥si≤ants≥ul≥m≥nt≤anslacl≥f≤≥chir≥m≥nt.

D≥nosjours,lacryptographi≥p≥utˆ≥tr≥≤ivis´≥≥≥n≤≥uxgran≤≥sfamill≥s,l≥chir≥m≥nt

asym´≥triqu≥(`acl≥fpubliqu≥)≥tl≥chir≥m≥ntsym´≥triqu≥(`acl≥fs≥cr`≥t≥).

1.1.2 Chir≥m≥ntasym´

≥triqu≥

L≥princip≥≤uchir≥m≥ntasym´≥triqu≥futpr´≥s≥nt´≥pourlapr≥mi`≥r≥fois≥n1976

parDi ≥≥tH≥llman[12].C≥typ≥≤≥chir≥m≥ntconsist≥`autilis≥r≤≥scl≥fs≤i´≥r≥nt≥s

pourl≥chir≥m≥nt≥tl≥≤´≥chir≥m≥nt.Lacl≥f≤≥chir≥m≥nt≥stpubliqu≥≥tp≥ut≤onc

ˆ

≥tr≥≤istribu´≥≥sansrisqu≥≤≥r´≥v´≥l≥rl≥s≥cr≥t.Enr≥vanch≥l≥≤´≥chir≥m≥ntn≥p≥uts≥

fair≥quav≥cun≥cl≥fs≥cr`≥t≥app≥l´≥≥cl≥fpriv´≥≥.C≥typ≥≤algorithm≥≤≥chir≥m≥nt≥st

principal≥m≥ntutilis´≥pourla≤istribution≤≥cl≥fss≥cr`≥t≥spour≥≥ctu≥rl≥chir≥m≥nt

≤≥≤onn´≥≥sav≥cunalgorithm≥≤≥chir≥m≥ntsym´≥triqu≥.

Un≤≥salgorithm≥s≤≥chir≥m≥nt`acl≥fpubliqu≥l≥plusconnu≥tfacil≥`a

m≥t-tr≥≥n œuvr≥≥stl≥RSA[48]≤unom≤≥s≥sconc≥pt≥urs(RonRiv≥st, A≤iShamir≥t

L≥onar≤A≤l≥man).En1985,lutilisation≤≥courb≥s≥lliptiqu≥sfutintro≤uit≥parVictor

Mill≥r[38]≥tN≥alKoblitz[27]pourr´≥alis≥r≤uchir≥m≥nt`acl≥fpubliqu≥p≥rm≥ttant

lutilisation≤≥cl≥fspluscourt≥s.

1.1.3 Chir≥m≥ntsym´

≥triqu≥

L≥chir≥m≥nt`acl≥fs≥cr`≥t≥utilis≥la mˆ≥m≥cl≥fpourl≥chir≥m≥nt≥tl≥≤´≥ch

ir≥-m≥nt≤≥s≤onn´≥≥s.Lacl≥f≤≥chir≥m≥nt≤oit≤oncˆ≥tr≥connu≥s≥ul≥m≥nt≤≥sp≥rsonn≥s

autoris´≥≥s`achir≥rou≤´≥chir≥rl≥s≤onn´≥≥scon≤≥nti≥ll≥s. Onp≥uts´≥par≥rl≥sa

lgo-rithm≥s≤≥chir≥m≥ntsym´≥triqu≥s≥n≤≥uxcat´≥gori≥s:l≥schir≥m≥ntspar ot≥tl≥s

chir≥m≥ntsparbloc.

Chir≥m≥ntpar ot

L≥chir≥m≥ntpar ot≥≥ctu≥unchir≥m≥ntbit`abit≤≥s≤onn´≥≥s`achir≥rapr`≥s

un≥phas≥≤initialisation. Un≥suit≥≤≥bits≤≥chir≥m≥nt≥stfourni≥`apartir≤un

laphas≥≤initialisation.A5/1,E0,RC4fontparti≥≤≥salgorithm≥s≤≥chir≥m≥ntpar

otl≥splusconnus.

Chir≥m≥ntparbloc

L≥chir≥m≥nt`acl≥fs≥cr`≥t≥parblocconsist≥≤ansunpr≥mi≥rt≥mps`a≤ivis≥rl≥s

≤onn´≥≥s`achir≥r≥nblocs≤≥nbits(g´≥n´≥ral≥m≥nt32,64,128ou512bits).Parla

suit≥,chaqu≥bloc≥stchir´≥parlalgorithm≥`acl≥fs≥cr`≥t≥.Onobti≥ntalors`ala n≤≥s

blocschir´≥s≤≥nbitsconstituantl≥s≤onn´≥≥schir´≥≥s.L≥salgorithm≥s≤≥chir≥m≥nt

parblocsl≥splusutilis´≥sont´≥t´≥stan≤ar≤is´≥sparl≥NIST[40](NationalInstitut≥of

Stan≤ar≤an≤T≥chnology).

Lalgorithm≥ DES

Lalgorithm≥DES a´≥t´≥stan≤ar≤is´≥≥n1976parl≥NIST[41].C≥talgorithm≥≥st

bas´≥surl≥sch´≥ma≤≥F≥ist≥l[34]≥tfonctionn≥av≥c≤≥sblocs≤≥≤onn´≥≥s≤≥64bits≥t

un≥taill≥≤≥cl≥f≤≥56bits.Apr`≥sun≥op´≥ration≤≥p≥rmutation,l≥s≤onn´≥≥ssubiss≥nt

un≥transformation,r´≥p´≥t´≥≥≤urant16it´≥rations(ron≤≥s).Un≥p≥rmutationinv≥rs≥≥st

≥≥ctu´≥≥apr`≥sla n≤≥s16ron≤≥s.Durantchaqu≥ron≤≥,l≥s≤onn´≥≥ssont≤ivis´≥≥s≥n

≤≥uxblocs≤≥32bitspuis´≥chang´≥slunav≥clautr≥s≥lonunsch´≥ma≤≥F≥ist≥l.En1999,

unalgorithm≥utilisantplusi≥ursfoislalgorithm≥≤≥sa´≥t´≥stan≤ar≤is´≥[41]≥tapp≥l´≥

3≤≥s.L≥but≤≥c≥talgorithm≥´≥tait≤avoirunalgorithm≥≤≥chir≥m≥ntsym´≥triqu≥

plusrobust≥qu≥l≥≤≥s.C≥talgorithm≥utilis≥3cl≥fs≤≥chir≥m≥nts≤i´≥r≥nt≥s(K1,K2

≥tK3)≤≥56bitschacun≥≥tun≥taill≥≤≥≤onn´≥≥s≤≥64bits.Unpr≥mi≥rchir≥m≥nt

≤≥s≤≥s≤onn´≥≥s≥st≥≥ctu´≥av≥cK1puisl≥s≤onn´≥≥schir´≥≥ssont≤´≥chir´≥≥sav≥cK2

≥t≥nn≥ll≥ssubiss≥ntun≤≥rni≥rchir≥m≥ntav≥cK3.

Lalgorithm≥ AES

L≥spuissanc≥s≤≥calculs≤≥sor≤inat≥urs≥tlataill≥r´≥≤uit≥≤≥lacl≥f≤≥chir≥m≥nt

utilis´≥≥parlalgorithm≥≤≥s,fontqu≥c≥lui-cin≥stplussˆur.L≥NISTa≤onclanc´≥≥un

concours≥n1997pour≤´≥nirunnouv≥austan≤ar≤≤≥chir≥m≥ntsym´≥triqu≥.En2001,

lalgorithm≥Rijn≤a≥l fut≤´≥sign´≥vainqu≥ur≥tr≥nomm´≥a≥s(A≤vanc≥≤ Encryption

LAES ≥stbas´≥surl≥sr´≥s≥aux≤≥substitution-p≥rmutation[63].Latail

l≥≤≥s≤on-n´≥≥s manipul´≥≥s≥st≤≥128bitsav≥cun≥taill≥≤≥cl≥f≤≥128,192ou256bits.C≥ta

l-gorithm≥≥stcompos´≥≤≥quatr≥transformations´≥l´≥m≥ntair≥s(subbyt≥s,shiftrows,

mixcolumns≥ta≤≤roun≤k≥y)r´≥p´≥t´≥≥s10,12ou14foiss≥lonlataill≥≤≥cl≥futi

l-is´≥≥;chaqu≥r´≥p´≥tition≥stapp≥l´≥≥ Ron≤≥.Syajout≥un≥ron≤≥initial≥compr≥nant

s≥ul≥m≥ntlatransformationa≤≤roun≤k≥y.Laron≤≥ nal≥n≥≥ctu≥paslatrans

for-mation mixcolumns.Un≥≤≥scriptionplus≤´≥taill´≥≥≤≥c≥tt≥algorithm≥≥st≤onn´≥≥`a

laparti≥3.2.

1.1.4 Cryptanalys≥physiqu≥

L≥ssyst`≥m≥scryptographiqu≥sutilis´≥ssontimpl´≥m≥nt´≥s≥nt≥chnologi≥cmos.Bi≥n

qu≥l≥salgorithm≥s≥n≥ux-mˆ≥m≥ssoi≥ntsˆurs math´≥matiqu≥m≥nt,l≥faitquilssoi≥nt

impl´≥m≥nt´≥sphysiqu≥m≥nt`alai≤≥≤≥circuitsint´≥gr´≥scr´≥≥≤≥sgran≤≥ursobs≥rvabl≥s

oup≥rturbabl≥sp≥rm≥ttant≤≥r´≥alis≥r≤≥sattaqu≥ssurc≥scircuitsan≤≥r≥trouv≥rla

cl≥fs≥cr`≥t≥.

Il≥xist≥plusi≥ursfa¸cons≤attaqu≥runcircuitpourr≥trouv≥rlacl≥fs≥cr`≥t≥.Onp≥ut

class≥rc≥sattaqu≥s≥ntroiscat´≥gori≥s:l≥sattaqu≥snoninvasiv≥s,invasiv≥s≥ts≥m

i-invasiv≥s.Chaqu≥cat´≥gori≥p≥utalorsˆ≥tr≥aussi≤´≥compos´≥≥≥n≤≥uxsous-cat´≥gori≥s:

attaqu≥sr´≥alis´≥≥s≤≥fa¸conpassiv≥souactiv≥s.L≥sattaqu≥snon-invasiv≥sconc≥rn≥nt

l≥sattaqu≥sn≥n´≥c≥ssitantaucun≥pr´≥paration≤ucircuitouun≥qu≥lconqu≥alt´

≥ra-tion≤≥c≥lui-ci.Principal≥m≥ntc≥typ≥≤attaqu≥r≥group≥l≥sattaqu≥sparobs≥rvation

(Si≤≥ Chann≥ls Analysis)≤≥laconsommation≤´≥n≥rgi≥[28],≤≥l´≥manation´≥

l≥ctro-magn´≥tiqu≥[17]ou≤ut≥mps≤≥x´≥cution[29],consi≤´≥r´≥≥scomm≥passiv≥s.L≥sattaqu≥s

utilisant≤≥spuls≥s(glitchs)´≥l≥ctromagn´≥tiqu≥s[11],≤≥t≥nsion[6][61]ou≤horlog≥[2]

sontaussi≤≥sattaqu≥snoninvasiv≥s maisc≥tt≥foisactiv≥spuisqu≥ll≥s mo≤i≥ntl≥

comport≥m≥nt≤ucircuit.

L≥sattaqu≥sinvasiv≥sr≥group≥ntl≥sattaqu≥sn´≥c≥ssitantla mo≤ication≤uc

ir-cuit[30](activ≥)oulutilisation≤appar≥il≤≥probing[20][16](passiv≥s)pouravoir

≤ir≥ct≥m≥ntacc`≥saux≤onn´≥≥s≤ucircuit.

La≤≥rni`≥r≥cat´≥gori≥≤attaqu≥srass≥mbl≥l≥sattaqu≥sn´≥c≥ssitant≤≥r≥tir≥run≥

las≥r[62](activ≥)oulobs≥rvation≤≥pointchau≤≥t≤´≥mission≤≥photons[ 59](pas-siv≥s).

L≥tabl≥au1.1r´≥sum≥l≥s≤i´≥r≥ntstyp≥s≤attaqu≥s.

Tabl≥1.1:Classication≤≥sattaqu≥s mat´≥ri≥ll≥s.

Passiv≥s Activ≥s

Consommation≤´≥n≥rgi≥[28] Glitch≤≥t≥nsion[6][61]

NonInvasiv≥s T≥mps≤≥x´≥cution[29] Glitch≤horlog≥[2]

Emanations≥l≥ctromagn´≥tiqu≥s[17] Glitch≥l≥ctromagn´≥tiqu≥[11]

Invasiv≥s Probing[20][16] Mo≤ication≤ucircuit[30]

S≥mi-Invasiv≥s Emission≤≥photons[59] Inj≥ction≤≥faut≥s

Obs≥rvation≤≥pointchau≤ las≥r[62][1]

Parmil≥smoy≥ns≤inj≥ction≤≥faut≥svisant`ap≥rturb≥rl≥comport≥m≥nt≤ucircuit

int´≥gr´≥,l≥tirlas≥rs≥≤´≥marqu≥parsafacult´≥`apouvoirobt≥nirun≥tr`≥sbonn≥r´≥solution

spatial≥surl≥circuitcryptographiqu≥attaqu´≥.En≥≥t,lataill≥≤≥spot≤untirlas≥r

´

≥tantmo≤iabl≥,lors≤untir,s≥ul≥m≥ntun≥parti≥r´≥≤uit≥≤ucircuitint´≥gr´≥p≥utˆ≥tr≥

touch´≥≥.C≥lap≥rm≥t≤obt≥nir≤≥sfaut≥slocalis´≥≥s,contrair≥m≥ntauxglitchsayantun

≥≥tglobalsurl≥circuit,quin≥p≥rm≥tt≥ntpas≤avoiruncontrˆol≥spatial≤≥linj≥ction

≤≥lafaut≥.C≥tt≥caract´≥ristiqu≥fait≤ulas≥runmoy≥n≤inj≥ction≤≥faut≥str`≥s≥ cac≥.

N´≥anmoins,il≥stimportant≤≥connaˆıtr≥l≥s≥≥ts≤untirlas≥rsurl≥scircuitscmos

ainsiqu≥l≥sm´≥canism≥s≤inj≥ction≤un≥faut≥pourmi≥uxanalys≥rl≥sfaut≥sinj≥ct´≥≥s

≥t≤´≥nirau mi≥uxl≥sparam`≥tr≥s≤utirlas≥r.L≥s≤≥uxparti≥ssuivant≥ssattach≥nt

≤onc`a≤´≥crir≥l≥s m´≥canism≥s≤inj≥ction≤≥faut≥spartirlas≥rainsiqu≥l≥s≥≥ts≤≥s

≤i´≥r≥ntsparam`≥tr≥s≤untirlas≥rsurlinj≥ction≤≥faut≥s.

1.2 M´

≥canism≥≤inj≥ction≤≥faut≥sparlas≥r

1.2.1 T≥rminologi≥

Pourun≥ m≥ill≥ur≥compr´≥h≥nsion≤≥lasuit≥≤u≤ocum≥nt,on≤´≥niticiplusi≥urs

t≥rm≥sn´≥c≥ssitant≤≥s≤´≥nitionsclair≥s≥tpr´≥cis≥s. Transitoir≥≤≥courant

Onparl≥ra≤≥transitoir≥≤≥courantlorsqu≥lors≤untirlas≥r,unphoto-courant≥st cr´≥´≥grˆac≥`al≥≥tphoto-´≥l≥ctriqu≥.

Transitoir≥≤≥t≥nsion(ouSETpourSingl≥Ev≥nt Transi≥nt)

Onparl≥ra≤≥transitoir≥≤≥t≥nsion(ous≥t)lorsqu≥l≥niv≥aulogiqu≥≤≥lasorti≥

≤un´≥l´≥m≥ntcombinatoir≥chang≥`alasuit≥≤untirlas≥r.C≥chang≥m≥nt≥stt≥mporair≥,

lorsqu≥l≥tirlas≥r≥st ni,l≥niv≥aulogiqu≥r≥trouv≥son´≥tatinitial.C≥chang≥m≥nt

t≥mporair≥≤univ≥aulogiqu≥p≥uts≥propag≥rautrav≥rs≤≥s≤i´≥r≥nts´≥l´≥m≥ntslogiqu≥s

≥naval≤≥l´≥l´≥m≥ntcombinatoir≥o`ul≥SET≥stcr´≥´≥.

Untransitoir≥≤≥t≥nsion≥stprovoqu´≥paruntransitoir≥≤≥courant.Enr≥vanch≥

untransitoir≥≤≥courantn≥ntraˆın≥passyst´≥matiqu≥m≥ntuntransitoir≥≤≥t≥nsion.

´

Ev´≥n≥m≥ntuniqu≥(ouSEUpourSingl≥Ev≥nt Ups≥t)

On≤´≥sign≥raparl≥t≥rm≥´≥v´≥n≥m≥ntuniqu≥(ou s≥u),unchang≥m≥nt≤≥l´≥tat

logiqu≥ m´≥moris´≥parun´≥l´≥m≥nt m´≥moir≥(DFF,SRAM,≥ct.).

E ≥t≤´≥v´≥n≥m≥ntsinguli≥r(ouSEEpourSingl≥Ev≥ntE ≥ct)

L≥≥t≤´≥v´≥n≥m≥ntsinguli≥r(ous≥≥)r≥group≥l≥s≥≥tspossibl≥s≤untirlas≥r,≥t

plusg´≥n´≥ral≥m≥nt,l≥s≥≥ts≤≥particul≥sra≤iativ≥ssurl≥scircuitsint´≥gr´≥s.Onr≥trouv≥

≤oncsousl≥t≥rm≥s≥≥,l≥s´≥v´≥n≥m≥nts≤≥typ≥stransitoir≥≤≥courant,SETouSEU.

Faut≥ou≥rr≥ur

Onparl≥ra≤un≥≥rr≥urlorsqu≥l≥r´≥sultat≤unchir≥m≥nt≥st≤i´≥r≥nt≤≥c≥lui

att≥n≤u,in≤i´≥r≥mm≥nt≤≥lacaus≥≤≥c≥tt≥≥rr≥ur. Dansnotr≥cas,un≥faut≥≥stl≥

r´≥sultat≤untirlas≥rprovoquantunSEUoulacr´≥ation≤unSETprovoquantla m´

≥-morisationparunr≥gistr≥≥naval≤unniv≥aulogiqu≥≥rron´≥. Onobti≥ntalorsun≥

≥rr≥ursurl≥r´≥sultat≤uchir≥m≥nt.L≥t≥rm≥≥rr≥ur≥stb≥aucoupplusg´≥n´≥ralqu≥l≥

t≥rm≥≤≥faut≥,c≥lui-ci´≥tantr≥str≥int`aun≥ mo≤ication≤ucomport≥m≥nt≤ucircuit.

1.2.2 E ≥t Photo-´

≥l≥ctriqu≥

Untirlas≥rp≥rm≥t≤≥cr´≥≥r,grˆac≥`al≥≥tphoto-´≥l≥ctriqu≥,≤≥spair≥s´≥

l≥ctrons-trous≤ansuncomposantcmos.C≥spair≥s´≥l≥ctron-trous≥rontg´≥n´≥r´≥≥sparuntirlas≥r

`

acon≤itionqu≥l´≥n≥rgi≥≤≥sphotonssoitsup´≥ri≥ur≥`al´≥n≥rgi≥≤≥laban≤≥int≥r≤it≥≤u

silicium[19].C≥tt≥con≤itionimpos≥alorsun≥longu≥ur≤on≤≥ maximal≥≤≥1,10µm.

≤≥con≤uction,l´≥n≥rgi≥transmis≥parl≥sphotons≤oitˆ≥tr≥sup´≥ri≥ur≥`al´≥n≥rgi≥≤≥

ban≤≥int≥r≤it≥(Ebg),pourl≥siliciumonaEbg=1,12≥V.Lar≥lation≥ntr≥l´≥n≥rgi≥

≤≥sphotons≥tlalongu≥ur≤on≤≥≤onn≥lacon≤ition≥xprim´≥≥`al´≥quation1.2.

Eph>Ebg (1.1)

Eph= hc_λ, (1.2)

o`uh≥stlaconstant≥≤≥Planck,clavit≥ss≥≤≥lalumi`≥r≥(m/s)≥tλlalongu≥ur≤on≤≥

≤ulas≥r.D≥s´≥quations1.1≥t1.2,on≥n≤´≥≤uitalorslaval≥urmaximal≥pourlalongu≥ur

≤on≤≥,≤onn´≥≥`al´≥quation1.3:

λ< hc_E

bg (1.3)

Ent≥mpsnormal,c≥spair≥s´≥l≥ctron-trou,g´≥n´≥r´≥≥sparl≥≥tphoto-´≥l≥ctriqu≥

s≥r≥combin≥ntsansp≥rturb≥rnotabl≥m≥ntl≥fonctionn≥m≥nt≤ucircuit, maissous

c≥rtain≥scon≤itions,≤≥s´≥v´≥n≥m≥ntssinguli≥rs(SEE)p≥uv≥ntapparaˆıtr≥.

1.2.3 G´

≥n´

≥ration≤unphoto-courant

Lag´≥n´≥ration≤unphoto-courant,outransitoir≥≤≥courant,p≥uts≥ manif≥st≥r

lorsqu≥l≥tirlas≥rtrav≥rs≥un≥jonctionpnpolaris´≥≥≥ninv≥rs≥.En≥≥t,auli≥u≤≥

s≥r≥combin≥r≤≥fa¸connatur≥ll≥sansp≥rturb≥rl≥circuit,l≥spair≥s´≥l≥ctron-trousont

balay´≥≥s≤ans≤≥ss≥nsoppos´≥ssousl≥≥t≤uchamp´≥l≥ctriqu≥≤≥lazon≥≤≥charg≥

≥spac≥(ZCE)≥t≤onn≥ntnaissanc≥`auncourantphoto-´≥l≥ctriqu≥transitoir≥(g.1.1

≥t1.2≤).

Lors≤ubalayag≥≤ans≤≥ss≥nsoppos´≥s≤≥spair≥s´≥l≥ctron-troucr´≥´≥≥sparuntir

las≥r,≤≥uxph´≥nom`≥n≥s≤≥coll≥ction≤≥charg≥sint≥rvi≥nn≥nt;ils≤onn≥ntsaform≥au

couranttransitoir≥.En≥≥t,l≥long≤≥latraj≥ctoir≥≤utir,la≤istribution≤≥charg≥

cr´≥´≥≥va´≥tir≥rl≥champ´≥l≥ctriqu≥s≥lonc≥tt≥ mˆ≥m≥traj≥ctoir≥≥tbalay≥r≥nqu≥lqu≥s

picos≥con≤≥sl≥scharg≥ss≥trouvant≤ansc≥tt≥r´≥gion.C≥balayag≥≤≥scharg≥s≤ans≤≥s

s≥nsoppos´≥sprovoqu≥ainsiunpic≤≥courant.C≥stc≥qu≥lonapp≥ll≥l≥ph´≥nom`≥n≥≤≥

funn≥ling.S≥nsuitalorsunph´≥nom`≥n≥≤≥≤iusionb≥aucoupplusl≥nt≥tc≥,jusqu`a

Substrat P (Gn≤) Diffusion N+ VDD D≥pl≥tion Funn≥ling Diffusion Faisc≥au Las≥r E ++ + + + + + + − −₋ − − − − −₋ −−₋

Figur≥1.1:E≥t≤untirlas≥rsurun≥jonctionPNpolaris´≥≥≥ninv≥rs≥(N/substrat

P).

s≥r≥combin≥rsansprovoqu≥r≤≥≥tsparticuli≥rssurl≥fonctionn≥m≥nt≤ucircuit.La

gur≥1.2r≥pr´≥s≥nt≥l≥s≤≥uxph´≥nom`≥n≥sint≥rv≥nant≤anslacoll≥ction≤≥scharg≥s

apr`≥suntirlas≥rainsiqu≥laform≥≤on≤≥≤ucourantqui≥nr´≥sult≥. Av≥claform≥

≤on≤≥≤ucouranttransitoir≥(gur≥1.2≤),onobs≥rv≥bi≥nl≥pic≤≥courantprovoqu´≥

parl≥ph´≥nom`≥n≥≤≥funn≥ling puisunniv≥au≤≥courantplusfaibl≥ maispr´≥s≥ntun

p≥upluslongt≥mpslors≤≥la≤iusion.

Dansl≥scircuits cmos,l≥champ´≥l≥ctriqu≥n´≥c≥ssair≥`alacr´≥at

ion≤unphoto-courant≥stlocalis´≥auniv≥au≤≥sjonctionspnform´≥≥s≥ntr≥l≥szon≥s≤≥≤iusion≤≥s

transistors(≤rainousourc≥)≥tl≥substrat(≤≥typ≥Ppourunnmos≥t≤≥typ≥N pour

unpmos).En≥≥t,nimport≥qu≥ll≥jonctionpn≤ucircuit,av≥cunchamp´≥l≥ctriqu≥

ass≥zfortr´≥sultant≤un≥polarisationinv≥rs≥,p≥utp≥rm≥ttr≥lapparit

ion≤unphoto-courant.

Comm≥pr´≥cis´≥≤anslaparti≥1.2.1,unphoto-courantn≥ntraˆın≥pasforc´≥m≥ntun

transitoir≥≤≥t≥nsion.Latransformation≤unphoto-courant≥nunSET≥st≤´≥t≥rmin´≥≥

parl´≥tat≤ucircuit,c≥st-`a-≤ir≥l´≥tat≤≥stransistors, maisaussilalocalisation≤utir

surl≥circuit.S≥lonl´≥tat≤ucircuitc≥rtain≥szon≥ssontpluss≥nsibl≥squ≥≤autr≥s.

C≥tt≥notion≤≥s≥nsibilit´≥≥st≥xpliqu´≥≥≤anslaparti≥suivant≥.

1.2.4 Notion≤≥zon≥ss≥nsibl≥s≥tSET

L≥passag≥≤unphoto-courant`aunSET≥st≤´≥t≥rmin´≥parlaposition≤utirlas≥rsur

+ − + − + − + − + − + − + − + − + − + − + − + − + − + − + − + − + − + − + − + − + − + − + − + − + − + − + − + − + − + − + ++++ −− −−−−− +₋ + − + − + − + − + − + − + − + − + − + −

(a) Cr´≥ation ≤≥ charg≥s p≥n≤antl≥tir las≥r − − −− − −−− − − − −−−− − − − − − − − −− − −−− − − − −− −− − − − − − − − − − − + ++ +++ + + ++ + + + + + ++ + ++ ++ ++ +₊ + + + + ++ + +++ + + + + + + + + + + + ++₊ (b) Co l-l≥ction ≤≥s charg≥s ≤it≥ funn≥ling − + + + + + − − + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + − − − − − − − − − − − − − − ₋ − − − − − + (c) Diusion ≤≥s charg≥s r≥stant≥s

(≤)Form≥≤on≤≥≤ucouranttransitoir≥[66]

Figur≥1.2: R≥pr´≥s≥ntation≤≥sph´≥nom`≥n≥s`alorigin≥≤≥lacr´≥ation≤uncourant

transitoir≥.

inv≥rs≥urcmos.La gur≥3.16montr≥l≥sch´≥maauniv≥autransistor≤uninv≥rs≥urpour

l≥s≤≥uxniv≥auxlogiqu≥spossibl≥s≥n≥ntr´≥≥ainsiqu≥s≥szon≥ss≥nsibl≥s,r≥pr´≥s≥nt´≥≥s

parl≥szon≥scolor´≥≥s≥nroug≥.

Danslapr≥mi`≥r≥congurationo`ul≥ntr´≥≥≥st`aun´≥tatlogiqu≥bas(g. 1.3a),l≥

transistorpmos≥stpassant≥tl≥transistornmosbloqu´≥.L≥squatr≥jonctionspn≤≥

linv≥rs≥ur(≤≥uxpr´≥s≥nt≥ssurl≥s≤rains≥t≤≥uxsurl≥ssourc≥s≤≥s≤≥uxtransistors),si

≥ll≥ssonttrav≥rs´≥≥sparunfaisc≥aulas≥r,p≥uv≥ntcr´≥≥runphoto-courant.C≥p≥n≤ant

s≥uluntirsurl≥≤rain≤utransistornmosprovoqu≥raunSET.En≥≥t,l≥courant

transitoir≥s≥propag≥ant≤u≤rain(polaris´≥`av≤≤)v≥rsl≥substrat(r≥li´≥`alamass≥),a

pour≥≥t≤≥≤´≥charg≥rlacapacit´≥≤≥sorti≥≤≥linv≥rs≥ur(mo≤´≥lisantl≥sport≥slogiqu≥s

V≤≤

Gn≤ Gn≤

0 1

Ccharg≥

(a)Entr´≥≥≤≥linv≥rs≥ur`al´≥tat logiqu≥bas

V≤≤

Gn≤ Gn≤

1 0

Ccharg≥

(b)Entr´≥≥≤≥linv≥rs≥ur`al´≥tat logiqu≥haut

Figur≥1.3:Sch´≥ma≤uninv≥rs≥urcmosav≥clocalisation≤≥szon≥ss≥nsibl≥s.

auniv≥aulogiqu≥0.Lorsqu≥lazon≥s≥nsibl≥n≥stplusa≥ct´≥≥parl≥faisc≥aulas≥r,l≥

photo-courantc≥ss≥.Linv≥rs≥urr≥pr≥n≤alorsson´≥tatinitial(niv≥aulogiqu≥1)grˆac≥

aucourantfournitparlalim≥ntation≤≥linv≥rs≥urtrav≥rsantl≥transistorpmosqui≥st

passant.L≥tirlas≥ra≤oncprovoqu´≥t≥mporair≥m≥ntunchang≥m≥nt≤≥niv≥aulogiqu≥

≥nsorti≥≤≥linv≥rs≥ur.Lorsqu≥l≥tirlas≥ra´≥t´≥stopp´≥,l≥niv≥aulogiqu≥≥nsorti≥

≤≥linv≥rs≥ur≥str≥v≥nu`ason´≥tatinitialapr`≥sl≥t≥mps≤≥charg≥≤≥lacapacit´≥.C≥

chang≥m≥nttransitoir≥≥stbi≥nuns≥t.

Lacr´≥ation≤unphoto-courantauniv≥au≤≥lasourc≥≤utransistornmosnaura

aucun≥≥tsurl≥niv≥aulogiqu≥≤≥sorti≥≤≥linv≥rs≥ur;l≥transistornmos≥stbloqu´≥,

lasourc≥≥st≤oncisol´≥≥≤≥lasorti≥≤≥linv≥rs≥ur.D≥mˆ≥m≥,pourlasourc≥≥tl≥≤rain≤u

transistorpmos,c≥s≤≥ux≤iusionssontr≥li´≥≥saumˆ≥m≥pot≥nti≥lqu≥l≥puitsN(v≤≤),

≤oncl≥photo-courantcr´≥´≥n≥p≥rturb≥rapasl≥niv≥aulogiqu≥≤≥lasorti≥.Lorsqu≥l≥

niv≥aulogiqu≥≤≥ntr´≥≥≤≥linv≥rs≥ur≥st`al´≥tatbas,las≥ul≥zon≥s≥nsibl≥susc≥ptibl≥

≤≥p≥rm≥ttr≥untransitoir≥≤≥t≥nsion≥stl≥≤rain≤utransistornmos`al´≥tatbloqu´≥.

Paranalogi≥≤≥raisonn≥m≥nt,il≥stfacil≥≤≥ montr≥rqu≥lorsqu≥l≥ntr´

≥≥≤≥lin-v≥rs≥ur≥st`aunniv≥aulogiqu≥haut(g.1.3b),las≥ul≥zon≥s≥nsibl≥susc≥ptibl≥≤≥

p≥rm≥ttr≥unSET≥stl≥≤rain≤utransistor pmos.

Onp≥ut≤oncg´≥n´≥ralis≥r≥n≤isantqu≥l≥szon≥ss≥nsibl≥s≤uninv≥rs≥ur cmos

l≥szon≥ss≥nsibl≥sn≥sontpasl≥s mˆ≥m≥s,ilya≤oncun≥≤´≥p≥n≤anc≥≤≥lalocalisation

≤≥szon≥ss≥nsibl≥sparrapportaux≤onn´≥≥s manipul´≥≥s.

1.2.5 Singl≥Ev≥nt Ups≥t

Onavu≤anslaparti≥pr´≥c´≥≤≥nt≥,autrav≥rs≤≥l≥x≥mpl≥≤uninv≥rs≥urcmos,la

transformation≤untransitoir≥≤≥courant,cr´≥´≥parl≥tirlas≥r≥tl≥≥tphoto-´≥l≥ctriqu≥,

≥nuntransitoir≥≤≥t≥nsion(chang≥m≥nt≤≥l´≥tat≤≥sorti≥≤≥linv≥rs≥ur)lorsqu≥l≥

tirlas≥ratt≥intun≥zon≥s≥nsibl≥.C≥p≥n≤ant,pourparl≥r≤≥faut≥s,l≥transitoir≥≤≥

t≥nsion≤oitˆ≥tr≥pris≥ncompt≥parun´≥l´≥m≥nt m´≥moir≥≥tainsia≥ct≥rl≥calcul≥n

courspourg´≥n´≥r≥run≥≥rr≥ursurl≥r´≥sultat nal.On≤istingu≥alors≤≥ux m´≥canism≥s

pourpass≥r≤unSET`aun≥faut≥,soitcr´≥≥runSET≤ir≥ct≥m≥nt≤ansun´≥l´≥m≥nt≤≥

m´≥morisation(r≥gistr≥, sram,≥tc.),soitcr´≥≥runSET≤ansun´≥l´≥m≥ntcombinatoir≥

pourqu≥c≥lui-cis≥propag≥jusqu`aun´≥l´≥m≥nt≤≥ m´≥morisation.

Onsint´≥r≥ss≥ici`alacr´≥ation≤unSET≤ir≥ct≥m≥nt≤ansun´≥l´≥m≥nt≤≥m´≥mor

isa-tion(r≥gistr≥,sram,≥tc.).Pr≥nonsl≥x≥mpl≥≤un≥c≥llul≥m´≥moir≥≤≥typ≥sram≤ont

l≥sch´≥maauniv≥autransistor≥st≤onn´≥ gur≥1.4.

VDD GND VDD GND MN2 MP2 MP1 MN1 WL WL BL Q Q BL WL: Wor≤lin≥ BL: Bitlin≥

Figur≥1.4:Sch´≥ma≤un≥c≥llul≥sram`a6transistors.

C≥tt≥sram≥stconstitu´≥≥≤≥sixtransistors.Quatr≥transistorsconstitu≥ntl≥s≤≥ux

inv≥rs≥urstˆ≥t≥-bˆ≥ch≥sr´≥alisantlafonctionmˆ≥m≥≤≥m´≥morisation,plus≤≥uxtransistors

≤ubit`a´≥crir≥≥stpr´≥s≥nt´≥≥surBitlin≥(BL)≥tsoninv≥rs≥surBitlin≥(BL).Wor≤

lin≥(WL)p≥rm≥t≤≥vali≤≥rl´≥critur≥.Pourlal≥ctur≥,≥n m≥ttantWor≤lin≥ `al´≥tat

haut,onp≥utalorslir≥laval≥ur m´≥moris´≥≥surBL≥tlaval≥ur m´≥moris´≥≥inv≥rs≥sur

BL.C≥tt≥≤≥scription≤≥sphas≥s≤≥l≥ctur≥≥t≤´≥critur≥≥stsimpli´≥≥;[60]apport≥un≥

≥xplicationplus≤´≥taill´≥≥≤≥c≥sphas≥s.

Pourlasuit≥,onconsi≤`≥r≥qu≥l´≥tatlogiqu≥haut(1)≥st m´≥moris´≥lorsqu≥Q=1

≥tQ=0.D≥ mˆ≥m≥lorsqu≥l´≥tatbas(0)≥st m´≥moris´≥,Q=0≥tQ=1.

Lorsqu≥l´≥tatlogiqu≥haut≥stm´≥moris´≥,l≥szon≥ss≥nsibl≥ssont≤oncl≥s≤rains≤≥s

transistorsMP1 ≥tMN2 (transistorsbloqu´≥s≤≥s≤≥uxinv≥rs≥ursconstituantlasram).

Siuntirlas≥rint≥rvi≥ntsurl≥≤rain≤≥MN2,l≥niv≥aulogiqu≥≤≥lasorti≥≤≥linv≥rs≥ur

constitu´≥≥≤≥stransistorsMP2 ≥tMN2 va≤oncpass≥r≤un´≥tatlogiqu≥haut`aun

´

≥tatlogiqu≥bas.C≥chang≥m≥nt≤´≥tatva≤oncmo≤i≥rl≥ntr´≥≥≤u≤≥uxi`≥m≥inv≥rs≥ur

constitu´≥≤≥stransistorsMP1 ≥tMN1.Lac≥llul≥m´≥moir≥≥stalorsplac´≥≥≤ansun´≥tat

instabl≥.Lasorti≥≤≥c≥s≥con≤inv≥rs≥urva≤oncpass≥r≤un´≥tatlogiqu≥bas`aun´≥tat

logiqu≥haut≥tlac≥llul≥ m´≥moir≥r≥trouv≥run´≥tatstabl≥.C≥chang≥m≥nt≤´≥tat≤≥la

c≥llul≥ m´≥moir≥≥stillustr´≥av≥cla gur≥1.5o`usontr≥pr´≥s≥nt´≥sl≥sniv≥aux≤≥t≥nsion

≤≥Q ≥tQ.Lorsqu≥l≥tirlas≥rint≥rvi≥nt`a150ns,l≥niv≥au≤≥t≥nsion≤≥Q ≤´≥croit

(´≥tatinstabl≥)jusqu`afair≥chang≥rl≥niv≥au≤≥t≥nsion≤≥Q(´≥tatstabl≥).

Figur≥1.5:Bascul≥m≥nt≤≥lac≥llul≥ m´≥moir≥lors≤untirlas≥r.

Lorsqu≥l≥tirlas≥rc≥ss≥,lac≥llul≥m´≥moir≥´≥tant≤ansun´≥tatlogiqu≥stabl≥≥tbas,

≥ll≥n≥r≥trouv≥passon´≥tatlogiqu≥hautinitial.L´≥tatlogiqu≥m´≥moris´≥≥st≤oncpass´≥

l≥tirlas≥rachang´≥l´≥tat m´≥moris´≥parla m´≥moir≥≥ta≤oncprovoqu´≥un≥faut≥.On

app≥ll≥c≥typ≥≤≥≥t≤untirlas≥r,chang≥ant≤ir≥ct≥m≥ntlaval≥ur≤ubit m´≥moris´≥,

un≥≥t≤≥typ≥Singl≥Ev≥ntUps≥t(s≥u).

1.2.6 DunSETv≥rsun≥faut≥

L≥s≥con≤ m´≥canism≥pourobt≥nirun≥faut≥`apartir≤≥lacr´≥at

ion≤unSETcon-c≥rn≥≤oncl≥stransitoir≥s≤≥t≥nsionint≥rv≥nant≤anslalogiqu≥combinatoir≥≤un

circuit.L≥SETcr´≥´≥va≤oncs≥propag≥r`atrav≥rsc≥tt≥logiqu≥jusqu`al≥ntr´≥≥≤un

r≥gistr≥.Pourqu≥l≥SETsoitalorspris≥ncompt≥parl≥r≥gistr≥,ilfautqu≥c≥lui-cisoit

pr´≥s≥ntlors≤≥lacaptur≥≤≥l≥ntr´≥≥≤ur≥gistr≥surunfront montant(ou≤≥sc≥n≤ant)

≤≥lhorlog≥≤ucircuitint´≥gr´≥. Un≥contraint≥t≥mpor≥ll≥surlinstant≤inj≥ction≥st

alorsintro≤uit≥.

Pour mi≥uxcompr≥n≤r≥c≥ph´≥nom`≥n≥,pr≥nonsl≥x≥mpl≥≤≥plusi≥ursport≥sxor

≥ncasca≤≥ssuivi≥s≤unr≥gistr≥comm≥illustr´≥parla gur≥1.6a.Lorsquuntirlas≥r

att≥intlun≥≤≥sport≥sxor≥tquunSET≥stcr´≥´≥,c≥lui-civaalorsc≥propag≥r`atrav≥rs

l≥sautr≥sport≥s≤ucircuitjusqu`al≥ntr´≥≥≤ur≥gistr≥.Dansl≥pr≥mi≥rcas, gur≥1.6b,

l≥SETatt≥intl≥ntr´≥≥≤ur≥gistr≥≥ntr≥≤≥uxfronts montants≤≥lhorlog≥≥tna≤onc

aucun≥≥tsurlasorti≥≤ur≥gistr≥.L≥transitoir≥≤≥t≥nsionnoccasionn≥aucun≥faut≥.

Dansl≥≤≥uxi`≥m≥cas, gur≥1.6c,l≥transitoir≥≤≥t≥nsionatt≥intl≥ntr´≥≥≤ur≥gistr≥

lors≤≥l´≥chantillonnag≥≤≥c≥ll≥-ciparlhorlog≥.`Ac≥mom≥nt-l`a,l≥niv≥aulogiqu≥bas

provoqu´≥parl≥transitoir≥≤≥t≥nsion≥stm´≥moris´≥(`alaplac≥≤unniv≥aulogiqu≥haut).

L≥r≥st≥≤ucircuit≥stimpact´≥parc≥tt≥ mauvais≥ m´≥morisation,ona≤oncun≥faut≥.

1.2.7 E ≥t≤≥structif(Latch-Up)

C≥ph´≥nom`≥n≥apparaˆıtlorsqu≥lastructur≥parasit≥thyristor(pnpn)≤ucircuit

cmos≥stactiv´≥≥parl≥tirlas≥r.Un≥foisactiv´≥≥,c≥tt≥structur≥vacr´≥≥runfortapp≥l

≤≥courant≥ntr≥l≥salim≥ntations,ayantsouv≥ntpourr´≥sultatla≤≥struction≤ucircuit.

La gur≥1.7ar≥pr´≥s≥nt≥lastructur≥parasit≥≤anslavu≥≥ncoup≥≤uninv≥rs≥urcmos,

la gur≥1.7br≥pr´≥s≥nt≥l≥sch´≥ma´≥l≥ctriqu≥av≥cl≥s≤i´≥r≥nts´≥l´≥m≥ntsquiconstitu≥nt

DFF OUT IN_2 IN_0 CLK IN_3 IN_1 Tirlas≥r

(a)Sch´≥malogiqu≥≤≥port≥xor≥ncasca≤≥ ≥t≤unr≥gistr≥. 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 Vo lt ag ≥ ( V) CLK 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 Vo lt ag ≥ ( V) Fault 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 Vo lt ag ≥ ( V) IN_DFF 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 0 100 200 300 400 500 600 Vo lt ag ≥ ( V) Tim≥ (ns) OUT_DFF (b)SETn≥provoquantpas≤≥faut≥. 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 Vo lt ag ≥ ( V) CLK 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 Vo lt ag ≥ ( V) Fault 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 Vo lt ag ≥ ( V) IN_DFF 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 0 100 200 300 400 500 600 Vo lt ag ≥ ( V) Tim≥ (ns) OUT_DFF (c)Passag≥≤unSET`aun≥faut≥.

Figur≥1.6:Cr´≥ation≤unSET`atrav≥rsun≥port≥xors≥propag≥antjusqu`al≥ntr´≥≥

≤unr≥gistr≥.

L≥transitoir≥≤≥courantcr´≥´≥parl≥tirlas≥r`atrav≥rsl≥sjonctionspnp≥utactiv≥r

lastructur≥parasit≥.D≥plus,sil≥gain≤≥c≥stransistorsparasit≥s≥stsup´≥ri≥ur`a1,

lastructur≥va≥ntr≥r≤ansun´≥tat≤≥v≥rrouillag≥≥tcr´≥≥runfortapp≥l≤≥courant,

≤≥structifpourl≥circuit.

L≥ssolutionspour´≥vit≥rc≥ph´≥nom`≥n≥p≥uv≥ntˆ≥tr≥port´≥≥ss≥lon≤≥uxax≥s≤i

f-f´≥r≥nts.L≥pr≥mi≥rconc≥rn≥l≥≤≥sign≤ucircuit.En≥≥t,un≥≤≥ssolutionspossibl≥s≥st

≤≥r´≥alis≥rl≥circuit≥nt≥chnologi≥SOI(SilicononInsulator)≤ontl≥≥ts≥ra≤´≥limin≥r

lastructur≥thyristorparasit≥.Un≥autr≥solution≥st≤≥r´≥≤uir≥l≥gain≤≥stransistors

parasit≥spourquilsoitinf´≥ri≥ur`a1.L≥≤≥uxi`≥m≥ax≥≤actionconc≥rn≥c≥tt≥fois-cil≥s

param`≥tr≥s≤utirlas≥r;≥nlimitantl´≥n≥rgi≥≤utir,onlimit≥≤umˆ≥m≥couplamplitu≤≥

Substrat P (Gn≤) Out In Gn≤ V≤≤ N+ N+ N+ P+ P+ P+ Puits N (V≤≤) Rp2 Rp1 Rs2 Rs1 (a)Structur≥Thyristor≤anslavu≥≥ncoup≥ ≤≥linv≥rs≥ur Rp2 NPN PNP Rs1 Rs2 Rp1 Gn≤ V≤≤ (b) Sch´≥ma ´ ≥l≥ctriqu≥≤≥ la structur≥ Thyristor

Figur≥1.7:Structur≥thyristor≤uninv≥rs≥urCMOS.

1.2.8 Bilan≤u m´

≥canism≥≤inj≥ction

Dansla≤≥scription≤≥s≤i´≥r≥ntsph´≥nom`≥n≥smis≥nj≥uparuntirlas≥rpourinj≥ct≥r

un≥faut≥≤ansuncircuitint´≥gr´≥,onapu m≥ttr≥≥n´≥vi≤≥nc≥plusi≥urscontraint≥s.

Pr≥mi`≥r≥m≥nt,comm≥onapul≥xpos≥r≤anslaparti≥1.2.6,un≥≤´

≥p≥n≤anc≥t≥m-por≥ll≥≥xist≥. C≥tt≥≤´≥p≥n≤anc≥int≥rvi≥ntlorsqu≥linj≥ction≤≥faut≥s≥str´≥alis´≥≥`a

trav≥rsl≥sparti≥s≤≥logiqu≥combinatoir≥≤ucircuit.Sil≥transitoir≥≤≥t≥nsions≥

propag≥ant`atrav≥rslalogiqu≥combinatoir≥natt≥intpasun´≥l´≥m≥nt≤≥ m´≥morisation

≤anssaf≥nˆ≥tr≥≤≥captur≥,aucun≥faut≥n≥s≥raalorsinj≥ct´≥≥.Lasynchronisation≤utir

las≥rav≥cl≥fonctionn≥m≥nt≤ucircuit≥stalorstr`≥simportant≥pourpouvoirobt≥nir

≤≥sr´≥sultats≥xploitabl≥s.

D≥uxi`≥m≥m≥nt,un≥≤´≥p≥n≤anc≥≤≥linj≥ction≤≥faut≥saux≤onn´≥≥s,li´≥≥`aun≥

≤´≥p≥n≤anc≥spatial≥≤≥laposition≤≥tiront´≥t´≥ mis≥≥n´≥vi≤≥nc≥.C≥cis≥xpliqu≥par

la≤´≥p≥n≤anc≥aux≤onn´≥≥s≤≥szon≥ss≥nsibl≥s.S≥lonl≥s≤onn´≥≥s manipul´≥≥s,l≥szon≥s

s≥nsibl≥sn≥s≥rontparlocalis´≥≥ssurl≥s mˆ≥m≥stransistorsconstituantl≥s≤i´≥r≥nt≥s

parti≥s≤ucircuit.Pourun≥mˆ≥m≥position≤≥tir,lazon≥vis´≥≥p≥utn≥plusˆ≥tr≥s≥nsibl≥

≥nfonction≤≥lanouv≥ll≥≤onn´≥≥ manipul´≥≥.

C≥tt≥≤´≥p≥n≤anc≥aux≤onn´≥≥soblig≥`a≤´≥nir≤≥s mo≤`≥l≥s≤≥faut≥spourpouvoir

connaˆıtr≥pr´≥cis´≥m≥ntl≥styp≥s≤≥faut≥sinj≥ct´≥≥s≥tainsiavoirun≥ m≥ill≥uranalys≥

1.3 Mo≤`

≥l≥s≤≥faut≥s

L≥plussouv≥nt≤anslalitt´≥ratur≥[43,65,35,45,46,15],l≥sfaut≥ssont≤´≥ni≥s

s≥lontrois mo≤`≥l≥sbi≥nconnus.L≥sfaut≥s≤≥typ≥sBit-s≥t\Bit-r≥s≥t ≥tl≥sfaut≥s≤≥

typ≥sBit-ip.L≥troisi`≥m≥ mo≤`≥l≥,Stuck-at,≥st moinsutilis´≥qu≥l≥s≤≥uxpr´≥c´≥≤≥nts,

maisil≥stimportant≤≥l≥≤´≥niricipourlacompr´≥h≥nsion≤ur≥st≥≤u≤ocum≥nt≥t

´

≥vit≥runamalgam≥≥ntr≥faut≥s≤≥typ≥Collag≥(ouStuck-at)≥tBit-s≥t\Bit-r≥s≥t.

Onnot≥rabunbitnonfaut´≥av≥cb∈{0,1}≥tb′_{unbitfaut´≥av≥cb}′_∈{0,1}.

1.3.1 Bit-s≥t\Bit-r≥s≥t

On≤´≥nitun≥faut≥≤≥typ≥Bit-s≥tparl´≥quation1.4:

b→ b′_{=1 (1.4)}

≥tun≥faut≥≤≥typ≥Bit-r≥s≥tparl´≥quation1.5:

b→ b′_{=0 (1.5)}

Lorsquunbit≥stfaut´≥≥tqu≥saval≥urinitial≥pass≥≤≥0v≥rs1(r≥sp≥ctiv≥m≥nt

≤≥1v≥rs0)onparl≥≤onc≤≥Bit-s≥t(r≥sp≥ctiv≥m≥ntBit-r≥s≥t).Enr≥vanch≥lorsqu≥

laval≥urinitial≥≤ubit≥st≤´≥j`a`a1(r≥sp≥ctiv≥m≥nt0),aucun≥faut≥n≥stinj≥ct´≥≥,ou

tout≤umoinslaval≥ur≤ubitr≥st≥`a1.C≥comport≥m≥ntmontr≥un≥fort≥≤´≥p≥n≤anc≥

aux≤onn´≥≥s≤≥sfaut≥scorr≥spon≤ant`ac≥mo≤`≥l≥.Linj≥ctionounon≤un≥faut≥≤´≥p≥n≤

≤≥laval≥urinitial≥≤ubit.Sionconsi≤`≥r≥laval≥ur≤ubitcomm≥al´≥atoir≥≤urant

linj≥ction,surunnombr≥≤≥t≥ntativ≥s≤inj≥ctions≤onn´≥≥,s≥ul≥la moiti´≥r´≥ussiront

≤ansl≥cas≤≥faut≥s≤≥typ≥Bit-s≥touBit-r≥s≥t.C≥tt≥≤´≥p≥n≤anc≥aux≤onn´≥≥sp≥ut

ˆ

≥tr≥un≥≥xplication`a≤≥staux≤inj≥ctionfaibl≥s.

D≥plus,c≥typ≥≤≥faut≥sp≥utˆ≥tr≥ass≥z≤ang≥r≥uxlorsqu≥c≥ll≥s-cisontinj≥ct´≥≥s

≤ansuncircuitcryptographiqu≥.En≥≥t,c≥lap≥rm≥t≤≥r´≥alis≥r≤≥sattaqu≥s≤≥typ≥

Saf≥≥rror[8][33]≥tainsi≤≥r≥trouv≥rrapi≤≥m≥ntlaval≥ur≤≥lacl≥fs≥cr`≥t≥sansavoir

`

1.3.2 Bit-ip

C≥≤≥uxi`≥m≥ mo≤`≥l≥≤≥faut≥s≥stin≤´≥p≥n≤ant≤≥s≤onn´≥≥s. C≥las≥tra≤uitpar

l´≥critur≥≤≥l´≥quation1.6:

b→ b′_{=b (1.6)}

Qu≥ll≥qu≥soitlaval≥urinitial≥≤ubit(0ou1),c≥ll≥-ci≥stinv≥rs´≥≥parlinj≥ction≤≥

faut≥.Laval≥ur≤ubitfaut´≥pr≥n≤l≥compl´≥m≥nt≤≥saval≥urinitial≥.

Lavantag≥≤≥c≥typ≥≤≥faut≥s≥stqu≥l≥taux≤inj≥ctionaugm≥nt≥≤≥50%par

rapportauxfaut≥sBit-s≥t ouBit-r≥s≥t,≤ˆu`alin≤´≥p≥n≤anc≥aux≤onn´≥≥s.Lors≤un≥

campagn≥≤inj≥ction≤≥faut≥ssuruncircuitcryptographiqu≥,lacapacit´≥`ainj≥ct≥rc≥

typ≥≤≥faut≥sp≥rm≥ttra≤≥r´≥≤uir≥l≥nombr≥≤inj≥ctions,pourpouvoir≥nsuit≥m≥n≥r

un≥analys≥ math´≥matiqu≥≤≥sr´≥sultatsfaut´≥s≥nvu≥≤≥r≥trouv≥rlacl≥fs≥cr`≥t≥.En

≥≥t,onobti≥n≤raplusrapi≤≥m≥ntunnombr≥su sant≤≥chir≥m≥ntsfaut´≥sav≥c≤≥s

faut≥s≤≥typ≥Bit-ipgrˆac≥`alin≤´≥p≥n≤anc≥aux≤onn´≥≥sparrapport`aun≥campagn≥

≤inj≥ction≤≥faut≥s≤≥typ≥Bit-s≥touBit-r≥s≥t.

1.3.3 Collag≥

L≥sfaut≥s≤≥typ≥Collag≥(ouStuck-at)conc≥rn≥ntl≥sfaut≥so`ulaval≥ur≤ubit≥st

coll´≥≥`aun≥val≥ur x≥(0ou1).P≥uimport≥laval≥urinitial≥≤ubitfaut´≥,c≥ll≥-ci

≥st x´≥≥`aun≥val≥ur≥t mˆ≥m≥≥npr´≥s≥nc≥≤un≥t≥ntativ≥≤≥r´≥-´≥critur≥≤un≥val≥ur

oppos´≥≥,laval≥urn≥chang≥rapas.Un≥r≥mis≥`az≥rocompl`≥t≥≤ucircuitp≥rm≥tparfois

≤´≥limin≥rc≥collag≥.C≥typ≥≤≥ mo≤`≥l≥≤≥faut≥s≥stutilis´≥≥nt≥st.

1.4 In u≥nc≥≤≥sparam`

≥tr≥s≤utirlas≥r

Laposition≤utirlas≥rainsiqu≥l´≥tat≤ucircuit`alinstant≤utir,≤´≥nissantl≥s

zon≥ss≥nsibl≥s≤≥c≥lui-ci,n≥sontpasl≥ss≥ulsparam`≥tr≥s`apr≥n≤r≥≥ncompt≥pour

linj≥ction≤un≥faut≥.L≥sparam`≥tr≥sli´≥saulas≥rlui-mˆ≥m≥ontun≥inu≥nc≥sur

linj≥ction≤≥faut≥s,≤≥mˆ≥m≥qu≥l≥scon≤itions≥xp´≥rim≥ntal≥st≥ll≥squ≥la≤istanc≥≤≥

l≥s≥≥ts≤≥chacun≤≥c≥sparam`≥tr≥spourpouvoiroptimis≥raumi≥uxlinj≥ction≥tainsi

mi≥uxcompr≥n≤r≥l≥comport≥m≥nt≤ucircuitt≥st´≥vis-`a-vis≤≥linj≥ction≤≥faut≥s.

1.4.1 Choix≤≥lalongu≥ur≤on≤≥

L≥choix≤≥lalongu≥ur≤on≤≥≥sttr`≥simportantpourlag´≥n´≥ration≤´≥v´≥n≥m≥nts

singuli≥rs≤ansuncircuitint´≥gr´≥.En≥≥t,c≥ll≥-civacon≤itionn≥rl´≥n≥rg

i≥≤≥spho-tonsinj≥ct´≥s≤ansl≥circuit≥t≤onclag´≥n´≥rationounon≤≥port≥urs≤≥charg≥par

l≥ph´≥nom`≥n≥photo-´≥l≥ctriqu≥.Pourqu≥l≥ph´≥nom`≥n≥photo-´≥l≥ctriqu≥s≥pro≤uis≥,il

fautqu≥l´≥n≥rgi≥soitsup´≥ri≥ur≥`al´≥n≥rgi≥≤≥ban≤≥int≥r≤it≥≤usilicium(1,12≥V),

c≥quilimit≥lalongu≥ur≤on≤≥`aun maximum≤≥1,10µm(cf.parti≥1.2.2). Malgr´≥

c≥tt≥limitation,l≥choix≤≥longu≥ur≤on≤≥≥st≥ncor≥ass≥zvast≥,qu≥c≥soit≤ansl≥

visibl≥,lultraviol≥toulinfraroug≥.Enr≥vanch≥l≥scaract´≥ristiqu≥s≤usiliciumainsi

qu≥l≥choix≤≥≥ctu≥rl≥stirslas≥rparlafac≥avantouparlafac≥arri`≥r≥vontimpos≥r

≤≥scontraint≥ssurl≥choix≤≥lalongu≥ur≤on≤≥`autilis≥r.

Tirparlafac≥arri`≥r≥

Lorsqu≥lontir≥aulas≥rsuruncircuitint´≥gr´≥parlafac≥arri`≥r≥,lalongu≥ur≤on≤≥

aun≥inci≤≥nc≥surlaprofon≤≥ur≤≥p´≥n´≥tration≤ufaisc≥aulas≥r≤ansl≥silicium.La

longu≥ur≤on≤≥≤oit≤oncˆ≥tr≥corr≥ct≥m≥ntchoisi≥an≤att≥in≤r≥l≥scouch≥ss≥nsibl≥s

≤ucircuitav≥cl≥moins≤≥p≥rt≥s.La gur≥1.8,≥xtrait≥≤≥[36],montr≥pour≤i´≥r≥nt≥s

val≥urs≤≥≤opag≥l´≥volution≤uco≥ ci≥nt≤absorption≥nfonction≤≥lalongu≥ur

≤on≤≥.

Ens≥r≥portant`ala gur≥1.8,A.H.Johnston[21]pr´≥conis≥alorsun≥longu≥ur≤on≤≥

≤≥1,06µm.C≥tt≥longu≥ur≤on≤≥p≥rm≥t≤avoirunco≥ ci≥nt≤absorptionminimum

pourlaplupart≤≥sval≥urs≤≥≤opag≥.Laprofon≤≥ur≤≥p´≥n´≥tration≤ufaisc≥aulas≥r

att≥int700µm,c≥qui≥stlarg≥m≥ntsu santpouratt≥in≤r≥l≥szon≥ss≥nsibl≥s≤unc

ir-cuitint´≥gr´≥≤ontl´≥paiss≥ur≤≥substrat≥stg´≥n´≥ral≥m≥ntcompris≥≥ntr≥200≥t300µm.

N´≥anmoins,H.Johnstonn≥xclutpas≤≥travaill≥rav≥c≤≥slongu≥urs≤on≤≥splusfaibl≥s

maisr≥comman≤≥≤≥choisirun≥longu≥ur≤on≤≥s≥lonuncrit`≥r≥important:avoirun≥

Figur≥1.8:Co≥ ci≥nt≤absorption≤usiliciumpour≤i´≥r≥nt≥sval≥urs≤≥≤opag≥≥n

fonction≤≥l´≥n≥rgi≥≤uphoton.[36]

C≥p≥n≤ant, M≥ling≥r≥tal.[36]fontr≥marqu≥rquav≥cun≥longu≥ur≤on≤≥≤≥

1,06µml≥s´≥carts≥ntr≥l≥sco≥ ci≥nts≤absorption,pour≤i´≥r≥nt≥sval≥urs≤≥≤opag≥,

sontass≥zgran≤s,c≥quip≥utpos≥runc≥rtainnombr≥≤≥probl`≥m≥spourobt≥nirl≥s

mˆ≥m≥sph´≥nom`≥n≥ssur≤i´≥r≥ntscircuits.Ilspropos≥nt≤oncun≥longu≥ur≤on≤≥≤≥

0,80µm,c≥quiassur≥un≥profon≤≥ur≤≥p´≥n´≥trationcompris≥≥ntr≥10 µm≥t20 µm

≥tr´≥≤uitconsi≤´≥rabl≥m≥ntl≥s´≥carts≤≥co≥ ci≥nts≤absorption≥ntr≥l≥s≤i´≥r≥nts

≤opag≥s.C≥p≥n≤ant,lapr´≥paration≤ucircuitn´≥c≥ssair≥pourobt≥nirun≥´≥paiss≥ur≤≥

substrat≤≥lor≤r≥≤≥20µm≥st≤i cil≥≥tcon≤uitsouv≥nt`ala≤≥struction≤ucircuit.

C≥tt≥longu≥ur≤on≤≥, malgr´≥son≥ cacit´≥,n≥stp≥utˆ≥tr≥paslaplusfacil≥`autilis≥r

≥npratiqu≥.

D≥plus,ilfautgar≤≥r`al≥spritqu≥ntrav≥rsantl≥substratsilicium≤ucircuitcibl≥,l≥

faisc≥aulas≥rvap≥r≤r≥≤≥l´≥n≥rgi≥.Au nallorsqu≥c≥lui-ciatt≥in≤ral≥szon≥ss≥nsibl≥s,

s≥ul≥m≥ntun≥parti≥≤≥l´≥n≥rgi≥≤≥consign≥contribu≥ra`al≥≥tphoto-´≥l≥ctriqu≥au

las≥r≥nfac≥arri`≥r≥suruncircuit≤≥400µm≤usubstrat≥tun≥longu≥ur≤on≤≥≤≥

1,1µm,66%≤≥l´≥n≥rgi≥≥sttransmis≥`alazon≥s≥nsibl≥.C≥p≥n≤ant,lorsqu≥laval≥ur≤≥

≤opag≥vari≥,l≥co≥ ci≥nt≤absortionvari≥≤unfact≥ur10`a100.C≥tt≥fort≥variation

n≥facilit≥paslar´≥p´≥tabilit´≥≤≥st≥sts≤inj≥ctions≥ntr≥≤i´≥r≥ntscircuits.

Enpr≥nant≥ncompt≥c≥param`≥tr≥,av≥cun≥longu≥ur≤on≤≥≤≥0,800µm

,p≥rm≥t-tantainsi≤≥minimis≥raumaximuml≥svariations≤uco≥ ci≥nt≤absortion≥nfonction

≤u≤opag≥,l´≥n≥rgi≥transmis≥≤≥vi≥ntquasiin≥xistant≥. Mˆ≥m≥≥naminc

issantl≥sub-strat≤ucircuit`a100µmonatt≥int`ap≥in≥l≥s0,01%≤´≥n≥rgi≥transmis≥.Un≥longu≥ur

≤on≤≥plusappropri´≥≥p≥rm≥ttant≤att≥in≤r≥unpourc≥ntag≥≤´≥n≥rgi≥transmis≥`ala

zon≥s≥nsibl≥acc≥ptabl≥≥st≤oncn´≥c≥ssair≥.

La gur≥1.9p≥rm≥t≤avoirun≥i≤´≥≥≤utaux≤≥g´≥n´≥ration≤≥sport≥urs≤anslazon≥

s≥nsibl≥≤ucircuitint´≥gr´≥(CI)≥nfonction≤≥lalongu≥ur≤on≤≥≥t≤i´≥r≥nt≥s´≥paiss≥urs

≤≥substrat,c≥pourun≥ mˆ≥m≥conc≥ntration≤≥port≥urs´≥gal`a5×1018_cm−3_{. On}

r≥marqu≥surc≥tt≥ gur≥qu≥l≥ maximum≥statt≥intpourun≥´≥paiss≥ur≤≥50µm≥t

un≥longu≥ur≤on≤≥≤≥0,94µm.Aloppos´≥,ontrouv≥l≥minimumpourun≥´≥paiss≥ur

≤≥400µm≥tun≥longu≥ur≤on≤≥≤≥1,04 µm.Engar≤ant`al≥spritla gur≥ 1.8≥t

l≥sr≥comman≤ationsconc≥rnantl≥choix≤≥lalongu≥ur≤on≤≥fait≥spr´≥c´≥≤≥mm≥nt,

l≥ m≥ill≥urcompromis≥st≤avoirun≥´≥paiss≥ur≤≥substrat maximum≤≥100µm≥t≤≥

travaill≥rav≥cun≥longu≥ur≤on≤≥≤≥0,94µm.

Tirparlafac≥avant

Lorsqu≥l≥tirlas≥r≥st≥≥ctu´≥parlafac≥avant≤ucircuitt≥st,lalongu≥ur≤on≤≥

aun≥moinsgran≤≥inci≤≥nc≥surlapparition≤≥SEE.En≥≥t,l≥faisc≥aulas≥ratt≥

in-≤ra≤ir≥ct≥m≥ntl≥szon≥ss≥nsibl≥s,sansavoir`atrav≥rs≥raupr´≥alabl≥l≥substrat.D≥

mˆ≥m≥,l≥co≥ ci≥nt≤absorption,laprofon≤≥ur≤≥p´≥n´≥tration≤ufaisc≥auou≥ncor≥

l≥pourc≥ntag≥≤´≥n≥rgi≥transmis≥auxzon≥ss≥nsibl≥sn≥sontplus≤≥sparam`

≥tr≥sin-u≥n¸cantlapparition≤unSEE.C≥tt≥caract´≥ristiqu≥p≥rm≥tun≥plusgran≤≥lib≥rt´≥

≤ansl≥choix≤≥lalongu≥ur≤on≤≥. Onpourratoutaussibi≥nr´≥alis≥r≤≥stirsav≥c

un≥longu≥ur≤on≤≥≤ansl≥visibl≥qu≥≤anslinfraroug≥.L≥choixs≥ramajoritair≥m≥nt