Génération d'aléa dans les circuits électroniques numériques exploitant das cellules oscillantes

Les objets connectes sont omnipresents dans notre societe actuelle (ex. vehicules, transports en commun, sante, domotique, smartphone, moyen de paiement, etc.). La connexion et l'acces a distance des appareils d'usage quotidien ameliorent considerablement notre confort et notre efficacite dans notre vie professionnelle comme personnelle. Cependant, cela peut egalement nous confronter a des problemes de securite sans precedent. Les risques lies a la large expansion des systemes embarques et de l'internet des objets sont doubles :- L'acces d'une personne non autorisee aux donnees pour la lecture, la copie, l'ecriture ou l'effacement complet. - L'utilisation de l'objet connecte pour une action non prevue par celui-ci, sa mise hors service du systeme ou bien sa destruction.Pour repondre a de tels risques, il est necessaire de mettre en place des mecanismes de securite permettant le chiffrement des donnees sensibles, ainsi qu'une authentification et une autorisation pour chaque appareil de l'internet des objets. Fort heureusement, les fonctions cryptographiques permettent de repondre a ces besoins en garantissant confidentialite, authenticite, integrite et non-repudiation. Dans ce contexte, les generateurs physiques d'alea (Generateurs de nombres aleatoires et fonctions physiques non clonables) sont essentiels puisqu'ils assurent le bon fonctionnement des fonctions cryptographiques. En effet, ils exploitent des sources de bruit analogique presentes dans les circuits electroniques pour generer: des cles secretes permettant de chiffrer les donnees, ou encore, des identifiants uniques permettant l'authentification des circuits. La securite des fonctions cryptographiques repose sur la qualite des cles et identifiant generes par ces generateurs d'alea. Les nombres produits par ces generateurs doivent etre imprevisibles. A defaut, les cles utilisees pour chiffrer les donnees pourraient etre cassees et les identifiants recopies. C'est pourquoi il est d'une extreme necessite d'etudier les generateurs physiques d'alea. Dans ce manuscrit, nous proposons tout d'abord une approche rigoureuse d'implementation et de comparaison de TRNG et de PUF sur les circuits electroniques numeriques, suivis d'une integration au sein d'un systeme complet de ces generateurs physiques d'alea. Ensuite, nous amorcons une demarche de modelisation des PUF afin d'ameliorer l'evaluation de leur imprevisibilite. Nous realisons aussi une etude complete de l'impact du phenomene de verrouillage sur les cellules oscillantes et le. consequences sur les generateurs physiques d'alea. Enfin, nous demontrons la sensibilite d'un type particulier de PUF a une attaque par analyse electromagnetique.