Brevet FR2857534A1 — publié le 20050114

Circuit intégré comportant un module ordinaire et un module sécurisé raccordés par une liaison protégée La présente invention concerne un circuit intégré comportant un module ordinaire et un module sécurisé raccordés par une liaison protégée. Le domaine de l'invention est celui des composants électroniques sécurisés, notamment celui des circuits intégrés utilisés pour réaliser des transactions confidentielles. Un tel circuit comporte souvent deux modules, un module ordinaire et un module sécurisé. Chaque module comprend au moins un élément maître et au moins un élément esclave, les différents éléments d'un module étant reliés par un bus. Dans le langage courant de l'homme du métier, un élément maître émet des requêtes à destination d'un élément esclave. Une telle requête est par exemple un accès en écriture ou en lecture. L'élément esclave, quant à lui, n'a pas la possibilité d'émettre des requêtes. II peut seulement satisfaire à une requête reçue soit de lui-même soit en la transmettant à un autre élément maître. Dans le module ordinaire, les informations transitent en clair sur un bus que l'on qualifiera donc d'ordinaire. Par contre, les informations qui transitent dans le module sécurisé sont protégées: elles sont brouillées à l'émission et débrouillées à la réception sur un bus que l'on qualifiera de sécurisé. L'opération de brouillage consiste à dissimuler les informations véhiculées par le bus sécurisé, qu'il s'agisse d'adresses ou de données. Cette dissimulation est réalisée par une quelconque technique de chiffrement connue telle que substitution, transposition ou plus couramment cryptage à l'aide d'un algorithme à clé publique ou à clé privée. Dans ce dernier cas, le brouillage peut être dynamique, ce qui signifie que la clé partagée par les différents éléments du module est régulièrement modifiée. Le module sécurisé n'est pas autonome. Pour fonctionner, il lui faut échanger des informations avec le module ordinaire, si bien que le bus ordinaire et le bus sécurisé sont reliés directement. Ces informations échangées entre les deux modules circulent en clair sur le bus sécurisé car, par hypothèse, le module ordinaire n'est pas apte à désembrouiller des informations préalablement brouillées dans le module sécurisé. On comprend bien qu'il s'agit là d'une dégradation du niveau de protection prévu pour le module sécurisé. 2857534 2 La présente invention a ainsi pour objet un circuit intégré dont la protection du module sécurisé est renforcée lors d'échange d'informations entre ce module et le module ordinaire. Selon l'invention, ce circuit intégré comporte un module ordinaire et un module sécurisé raccordés par une liaison d'interconnexion, ce module sécurisé comprenant au moins un élément maître et au moins un élément esclave reliés par un bus sécurisé ; de plus, cette liaison d'interconnexion incorpore un module de protection raccordé d'une part au module ordinaire et d'autre part au bus sécurisé. Ainsi, le module de protection isole le module sécurisé du module ordinaire. De plus, les éléments du module sécurisé sont chacun pourvus d'un organe de brouillage pour brouiller respectivement désembrouiller les informations émises respectivement reçues sur le bus sécurisé. Avantageusement, le module ordinaire comprenant au moins un élément maître et un élément esclave reliés par un bus ordinaire, le module de protection comporte dans une première branche un premier élément esclave raccordé au bus ordinaire et à un premier élément maître lui-même par ailleurs raccordé au bus sécurisé, cette première branche étant également pourvue d'un organe de brouillage. Les requêtes transmises au module sécurisé par le module ordinaire circulent en clair sur le bus ordinaire et sont brouillées sur le bus sécurisé. En outre, le module de protection comporte un organe de filtrage dans la première branche. De préférence, le module de protection comporte dans une deuxième branche un organe de brouillage. Les requêtes transmises au module ordinaire par le module sécurisé circulent en clair sur le bus ordinaire et sont brouillées sur le bus sécurisé. De même, le module de protection comporte de plus dans cette deuxième branche un deuxième élément esclave raccordé au bus sécurisé et à un deuxième élément maître lui-même raccordé au bus ordinaire. Selon un mode de réalisation privilégié, les fréquences d'horloge du module ordinaire et du module sécurisé sont différentes. La présente invention apparaîtra maintenant avec plus de détails dans le 35 cadre de la description qui suit d'exemples de réalisation donnés à titre illustratif en se référant aux figures annexées qui représentent: 2857534 3 - la figure 1, un circuit intégré comportant un module ordinaire et un module sécurisé, - la figure 2, un premier mode de réalisation d'un module de protection, et - la figure 3, un deuxième mode de réalisation d'un module de protection. Les sous-ensembles présents dans plusieurs figures sont affectés d'une seule et même référence. En référence à la figure 1, le circuit intégré selon l'invention comporte un module ordinaire ORD, un module sécurisé SEC et un module de protection PROT pour interconnecter les deux modules précédents. Le module ordinaire ORD comprend un élément maître MO1, un premier SO1, un deuxième S02, un troisième S03 et un quatrième SO4 éléments esclaves. Un bus ordinaire OBUS relie entre eux ces cinq éléments et le module de protection PROT. Le module sécurisé SEC comprend un premier MS1 et un second MS2 éléments maîtres respectivement pourvus d'un premier BM1 et d'un second BM2 organes de brouillage. II comprend aussi un premier SS1, un second SS2 et un troisième SS3 éléments esclaves respectivement pourvus d'un troisième BS1, d'un quatrième BS2 et d'un cinquième BS3 organes de brouillage. Un bus sécurisé SBUS relie entre eux ces cinq éléments et le module de protection PROT. Ces organes de brouillage sont prévus chacun pour brouiller respectivement désembrouiller les informations émises respectivement reçues sur le bus sécurisé SBUS par l'élément auquel il appartient. Naturellement, ils appliquent tous la même opération de brouillage. En référence à la figure 2, un premier mode de réalisation du module de protection PROT est maintenant exposé. Ce module comprend, dans une première branche, un premier élément maître MS3 raccordé par l'intermédiaire d'un premier organe de brouillage BM3 au bus sécurisé SBUS et un premier élément esclave SO5 raccordé au bus ordinaire OBUS. Le premier élément maître MS3 et le premier élément esclave SO5 peuvent être reliés directement mais, de préférence, un organe de filtrage FL est interposé entre eux. Le module de protection comprend, dans une deuxième branche, un deuxième élément maître MO2 raccordé d'une part au bus ordinaire OBUS et d'autre part à un deuxième élément esclave SS4 qui est lui-même raccordé au bus sécurisé SBUS par l'intermédiaire d'un deuxième organe de brouillage BS4. Pratiquement, lorsque le second élément maître MS2 du module sécurisé SEC requiert la lecture d'une donnée au troisième élément esclave S03 du module ordinaire ORD, il commence par brouiller la requête correspondante au moyen du second organe de brouillage BM2 du module sécurisé SEC. Cette requête brouillée est adressée au deuxième élément esclave SS4 du module de protection PROT pour être désembrouillée au moyen du deuxième organe de brouillage BS4 de ce même module et transmise au deuxième élément maître MO2 toujours du même module. Ce deuxième élément maître achemine la requête au troisième élément esclave S03 du module ordinaire ORD qui l'exécute pour lui retourner la donnée requise en clair. Le deuxième élément maître MO2 du module de protection PROT transmet cette donnée au deuxième élément esclave SS4 de ce même module qui la brouille au moyen du deuxième organe de brouillage BS4 avant de l'injecter sur le bus sécurisé SBUS, à destination du second élément maître MS2 du module sécurisé SEC. De même, lorsque l'élément maître MOI du module ordinaire ORD requiert l'écriture d'une donnée dans le deuxième élément esclave SS2 du module sécurisé SEC, il commence par adresser la requête correspondante au premier élément esclave S05 du module de protection PROT. S'il n'y a pas d'organe de filtrage, cette requête est transmise directement au premier élément maître MS3 de ce même module. Il est toutefois préférable de disposer un organe de filtrage entre ces deux derniers éléments S05, MS3, organe qui procède à différents contrôles tels que: - autorisation pour l'élément maître MOI du module ordinaire ORD, l'émetteur 25 de la requête, d'écrire dans le deuxième élément esclave SS2 du module sécurisé SEC, l'élément visé par cette requête, ou, autorisation de modifier des données dans la zone accédée. L'organe de filtrage achemine ensuite la requête au premier élément maître MS3 du module de protection PROT qui brouille cette requête au moyen du premier organe de brouillage BM3 de ce même module avant de l'injecter sur le bus sécurisé SBUS à destination du deuxième élément esclave SS2 du module sécurisé SEC. Ce dernier est alors en mesure de procéder à l'écriture requise. On peut encore améliorer la protection du module sécurisé SEC en 35 adoptant deux fréquences d'horloge différentes pour ce module SEC et pour le module ordinaire ORD. 2857534 5 En référence à la figure 3, un deuxième mode de réalisation du module de protection est exposé qui s'applique lorsque le module ordinaire ORD et le module sécurisé SEC ont la même fréquence d'horloge. Tout comme dans le mode de réalisation précédent, ce module comprend, dans une première branche, un premier élément maître MS3 raccordé par l'intermédiaire d'un premier organe de brouillage BM3 au bus sécurisé SBUS et un premier élément esclave SO5 raccordé au bus ordinaire OBUS. Le premier élément maître MS3 et le premier élément esclave SO5 peuvent être reliés directement mais, de préférence, un organe de filtrage FL est interposé entre eux. Ce module comprend maintenant dans une deuxième branche uniquement un deuxième organe de brouillage BS4 raccordé au bus ordinaire OBUS et au bus sécurisé SBUS. Ici, les éléments maître MS1, MS2 du module sécurisé SEC peuvent accéder directement aux éléments esclaves SOI, SO2, SO3, SO4 du module ordinaire ORD sans passer par un élément esclave et un élément maître intermédiaires. Les exemples de réalisation de l'invention présentés ci-dessus ont été choisis pour leur caractère concret. Il ne serait cependant pas possible de répertorier de manière exhaustive tous les modes de réalisation que recouvre cette invention. En particulier, toute étape ou tout moyen décrit peut-être remplacé par une étape ou un moyen équivalent sans sortir du cadre de la présente invention. REVENDICATIONS 1) Circuit intégré comportant un module ordinaire ORD et un module sécurisé SEC raccordés par une liaison d'interconnexion, ce module sécurisé SEC comprenant au moins un élément maître MS1, MS2 et au moins un élément esclave SS1, SS2, SS3 reliés par un bus sécurisé SBUS, caractérisé en ce que ladite liaison d'interconnexion incorpore un module de protection PROT raccordé d'une part audit module ordinaire ORD et d'autre part audit bus sécurisé SBUS. 2) Circuit selon la revendication 1, caractérisé en ce que les éléments MS1, MS2, SS1, SS2, SS3 dudit module sécurisé SEC sont chacun pourvus d'un organe de brouillage BM1, BM2, BS1, BS2, BS3 pour brouiller respectivement désembrouiller les informations émises respectivement reçues sur ledit bus sécurisé SBUS. 3) Circuit selon la revendication 2 caractérisé en ce que, ledit module ordinaire ORD comprenant au moins un élément maître MO1 et un élément esclave SO1, S02, S03, SO4 reliés par un bus ordinaire OBUS, ledit module de protection PROT comporte dans une première branche un premier élément esclave S05 raccordé audit bus ordinaire OBUS et à un premier élément maître MS3 lui-même par ailleurs raccordé audit bus sécurisé SBUS, cette première branche étant également pourvue d'un organe de brouillage BM3. 4) Circuit selon la revendication 3, caractérisé en ce que, ledit module de protection PROT comporte de plus un organe de filtrage FL dans ladite première branche. Circuit selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que ledit module de protection PROT comporte dans une deuxième branche un organe de brouillage BS4. 6) Circuit selon la revendication 5 caractérisé en ce que, ledit module de protection PROT comporte de plus dans cette deuxième branche un 5) 2857534 7 deuxième élément esclave SS4 raccordé audit bus sécurisé SBUS et à un deuxième élément maître MO2 lui-même par ailleurs raccordé audit bus ordinaire OBUS. 7) Circuit selon l'une quelconque des revendications 3, 4 ou 6, caractérisé en ce que les fréquences d'horloge dudit module ordinaire ORD et dudit module sécurisé SEC sont différentes.