Brevet FR3094520A1 — publié le 20201002

Description Titre de l'invention : Clé de chiffrement et/ou de déchiffrement Domaine technique [0001] La présente description concerne de façon générale les circuits et dispositifs élec- troniques et plus particulièrement la protection des données contenues et/ou traitées par ces circuits et dispositifs. La présente description s'applique plus particulièrement à l'utilisation d'une clé de chiffrement pour la protection de données, et en particulier pour la protection de données stockées dans une mémoire non volatile. Technique antérieure [0002] 11 existe de nombreuses techniques permettant de protéger des données utilisées par des dispositifs électroniques. Les techniques cryptographiques, comme le chiffrement de données, sont tout particulièrement utilisées à cet effet. [0003] Lc chiffrement de données est une opération par laquelle des données utilisables et lisibles sont transformées, à l'aide d'un code, en des données qui ne peuvent être lues que par des personnes ou machines connaissant le code. Ce code utilise, généralement, une clé de chiffrement et/ou dc déchiffrement. [0004] Une clé de chiffrement et/ou de déchiffrement peut se présenter sous différentes formes : un mot ou une phrase, une combinaison d'instructions, un mot binaire, etc. La génération d'une dé de chiffrement et/ou dc déchiffrement peut être un point décisif de la protection de données. [0005] 11 serait souhaitable de pouvoir améliorer au moins en partie certains aspects des techniques dc chiffrement connues, et plus particulièrement des procédés de génération d'une clé de chiffrement. Résumé de l'invention 100061 Un mode de réalisation pallie tout ou partie des inconvénients des techniques connues de chiffrement de données. 100071 Un mode de réalisation prévoit un procédé de génération d'une clé de chiffrement et/ ou de déchiffrement éphémère par application d'une fonction à un code stocké dans une mémoire non volatile. 100081 Selon un mode de réalisation, la clé de chiffrement et/ou de déchiffrement éphémère est stockée dans un registre. 100091 Selon un mode de réalisation, la mémoire non volatile est une mémoire de type ROM. 100101 Selon un mode de réalisation, la fonction est une fonction non réversible. 100111 Selon un mode de réalisation, la clé de chiffrement et/ou de déchiffrement éphémère est générée à chaque démarrage. 2 100121 Selon un mode de réalisation, la clé de chiffrement et/ou de déchiffrement éphémère est générée à chaque traitement de données sensibles. [0013] Selon un mode de réalisation, la clé de chiffrement et/ou de déchiffrement éphémère est utilisée pour chiffrer et/ou déchiffrer au moins une partie des données de la mémoire non volatile. [0014] Selon un mode de réalisation, ledit code est transféré dans une mémoire volatile avant l'application de ladite fonction. [0015] Un autre mode de réalisation prévoit un produit-programme exécutable comprenant des instructions qui lorsqu'elles sont exécutées par une unité de traitement mettent en oeuvre le procédé décrit précédemment. [0016] Un autre mode de réalisation prévoit un dispositif électronique adapté à mettre en oeuvre une fonction configurée pour générer une clé de chiffrement et/ou de dé- chiffrement éphémère à partir d'un code stocké dans une mémoire non volatile. [0017] Selon un mode de réalisation, la clé de chiffrement et/ou de déchiffrement éphémère est stockée dans un registre. [0018] Selon un mode de réalisation, la mémoire non volatile est une mémoire de type ROM. [0019] Selon un mode de réalisation, la fonction est une fonction non réversible. [0020] Selon un mode de réalisation, le dispositif comprend en outre un circuit d'encodage et de décodage adapté à utiliser la clé de chiffrement et/ou de déchiffrement éphémère. [0021] Selon un mode de réalisation, le dispositif est adapté à générer plusieurs clés de chiffrement éphémère, chaque clé de chiffrement et/ou de déchiffrement éphémères permettant de chiffrer et/ou de déchiffrer une partie de mémoire différente. Brève description des dessins [0022] Ces caractéristiques et avantages, ainsi que d'autres, seront exposés en détail dans la description suivante de modes de réalisation particuliers faite à titre non limitatif en relation avec les figures jointes parmi lesquelles : [0023] [fig.1] la figure 1 représente, schématiquement et sous forme de blocs, un mode de réalisation d'un dispositif électronique ; et [0024] [fig.2] la figure 2 représente un organigramme illustrant un mode de mise en oeuvre d'un procédé de génération de clé. Description des modes de réalisation 100251 De mêmes éléments ont été désignés par de mêmes références dans les différentes figures. En particulier, les éléments structurels et/ou fonctionnels communs aux différents modes de réalisation peuvent présenter les mêmes références et peuvent 3 disposer de propriétés structurelles, dimensionnelles et matérielles identiques. [0026] Par souci de clarté, seuls les étapes et éléments utiles à la compréhension des modes de réalisation décrits ont été représentés et sont détaillés. [0027] De plus, les algorithmes de cryptographie complets utilisant des clés de chiffrement et/ou de déchiffrement ne seront pas détaillés, les modes de réalisation décrits s'appliquant à des algorithmes usuels. [0028] Le détail de différentes utilisations de dispositifs électroniques auxquels s'appliquent les modes de réalisation décrits ne sera pas non plus détaillé. [0029] Sauf précision contraire, lorsque l'on fait référence à deux éléments connectés entre eux, cela signifie directement connectés sans éléments intermédiaires autres que des conducteurs, et lorsque l'on fait référence à deux éléments reliés ou couplés entre eux, cela signifie que ces deux éléments peuvent être connectés ou être reliés ou couplés par l'intermédiaire d'un ou plusieurs autres éléments. [0030] Dans la description qui suit, lorsque l'on fait référence à des qualificatifs de position absolue, tels que les termes "avant", "arrière", "haut", "bas", "gauche", "droite", etc., ou relative, tels que les termes "dessus", "dessous", "supérieur", "inférieur", etc., ou à des qualificatifs d'orientation, tels que les termes "horizontal", "vertical", etc., il est fait référence sauf précision contraire à l'orientation des figures. [0031] Sauf précision contraire, les expressions "environ", "approximativement", "sen- siblement", et "de l'ordre de" signifient à 10 % près, de préférence à 5 % près. [0032] La figure 1 représente, schématiquement et sous forme de blocs, un mode de réa- lisation d'un dispositif électronique 100. En pratique, le dispositif 100 peut être un circuit intégré, un appareil électronique, un ordinateur, etc. [0033] Le dispositif 100 est équipé d'au moins un processeur 102 (CPU) adapté à traiter des données stockées dans des mémoires. Le dispositif 100 comprend en outre au moins une mémoire non volatile 104 (NVM), au moins une mémoire non réinscriptible de type ROM 106 (ROM), et au moins une mémoire volatile de type RAM 108 (RAM). La mémoire non volatile 104 stocke, par exemple, des données utiles pendant plusieurs utilisations consécutives et qui doivent être stockées pendant des phases dans lesquelles le dispositif 100 est hors-tension. La mémoire non réinscriptible 106 stocke, par exemple, des données utiles pour le démarrage du dispositif 100. La mémoire volatile 108 stocke, par exemple, des données utiles pendant le fonctionnement du dispositif 100. Selon un mode de réalisation, le dispositif 100 peut ne pas comprendre de mémoire non réinscriptible de type ROM. [0034] Tout ou partie des données contenues dans les mémoires 104, 106 et 108 peuvent être chiffrées à l'aide d'un code utilisant une clé de chiffrement et/ou de déchiffrement. Pour que le processeur 102 puisse utiliser ces données, le dispositif 100 est équipé d'un circuit d'encodage et de décodage 110 (ENC DEC). Plus particulièrement, le circuit 110 permet de déchiffrer les données provenant des mémoires 104, 106 et 108 pour les transférer au processeur 102, et le circuit 110 permet, de plus, de chiffrer les données provenant du processeur 102 pour les transférer aux mémoires 104 et 108. En d'autres termes, le circuit 110 est un circuit intermédiaire permettant d'effectuer la liaison entre le processeur 102 et les mémoires 104, 106 et 108. [0035] Le circuit d'encodage et de décodage 110 reçoit en outre en entrée des clés de chiffrement et/ou de déchiffrement NVMKey, ROMKey, RAMKey et RTKey permettant de chiffrer et/ou de déchiffrer les données du dispositif 100. Les clés de chiffrement et/ou de déchiffrement NVMKey, ROMKey, RAMKey permettent de chiffrer et/ou de déchiffrer, respectivement, tout ou partie des données des mémoires 104, 106 et 108. La clé RTKcy est une clé de chiffrement et/ou de déchiffrement éphémère, ou volatile, qui est uniquement stockée de façon volatile, c'est-à-dire qu'elle disparait à chaque mise hors tension du dispositif 100. La clé RTKcy permet de chiffrer et/ou de déchiffrer tout ou partie des données des mémoires 104 et 108. L'utilisation de la clé éphémère RTKcy et le procédé de génération de cette clé seront détaillés en relation avec la figure 2. [0036] Selon un mode de réalisation, les clés NVMKey, ROMKey, RAMKey et RTKcy sont des clés de cryptographie symétriques. Selon un autre mode de réalisation, les clés NVMKey, ROMKey, RAMKey et RTKcy sont des clés de cryptographie asymétriques. [0037] Pour stocker temporairement les clés NVMKey, ROMKey, RAMKey et RTKey, le dispositif 100 est équipé d'un ou plusieurs registres 112 (KEYREG). Le registre reçoit les clés NVMKey, ROMKey, et RAMKey des mémoires dans lesquelles elles sont stockées, par exemple les mémoires 104 ou 106. A titre de variante (non représentée), les clés NVMKey, ROMKey, et RAMKey peuvent être stockées par codage physique dans des circuits logiques du dispositif. Le registre 112 reçoit la clé éphémère RTKey d'une unité de traitement 114 (HASH). Selon un mode de réalisation, la clé RTKey est stockée au moins dans le registre 112 et éventuellement aussi dans la mémoire volatile 108. [0038] L'unité de traitement 114 est, pal- exemple, un processeur adapté à mettre en oeuvre une fonction permettant de générer la clé éphémère RTKey à partir d'au moins une donnée fournie, de préférence plusieurs données, par le processeur 102. La fonction est par exemple une fonction non réversible, par exemple, une fonction de signature, une fonction de hachage, ou une fonction de type CRC (Cyclic Redonancy Check). Les données fournies par le processeur 102 sont une partie de code stockée dans une mémoire non volatile, par exemple la mémoire 104 ou la mémoire 106. La fonction première de cette partie de code est, par exemple, indépendante de son utilisation pour générer la clé éphémère RTKey. A titre d'exemple, la partie de code est, par exemple, une partie d'un code de démarrage stockée dans la mémoire non réinscriptible 106. Selon une variante de réalisation, la partie de code peut être transférée dans unc mémoire volatile, par exemple la mémoire 108, avant d'être exécutée par le processeur 102. [0039] Le fonctionnement du dispositif 100 sera détaillé en relation avec la figure 2. [0040] La figure 2 représente un organigramme illustrant un mode de mise en oeuvre d'un procédé 200 de génération de la clé éphémère RTKey par le dispositif 100. [0041] A unc étape 202 (RTKey Command), le dispositif 100 s'apprête à traiter des données potentiellement sensibles et qui nécessitent d'être chiffrées et/ou déchiffrées. Le dispositif 100 en informe le processeur 102 en lui envoyant une commande de génération de la clé éphémère RTKey. Selon un mode de réalisation, cette étape peut avoir lieu à chaque démarrage du dispositif 100 si toutes les données stockées dans les mémoires 104, 106 et 108 et traitées par le processeur 102 sont sensibles. Selon une variante de réalisation, cette étape peut avoir lieu à chaque fois que des données sensibles s'apprêtent à être traitées par le processeur 102. [0042] A unc étape 204 (Code Charging), le processeur 102 récupère la partie de code stockée dans une des mémoires non volatiles, par exemple la mémoire 104 ou la mémoire 106, permettant de générer la clé RTKcy. Cette partie de code est déchiffrée, si besoin avec la clé ROMKEy ou NVMKey selon le cas, par le circuit d'encodage et de décodage 110, puis transmise par le processeur 102 à l'unité de traitement 114. Pour rappel, la partie de code est par exemple une portion d'un code de démarrage stocké dans la mémoire non réinscriptible 106. [0043] A une étape 206 (Hash), l'unité de traitement 114 met en oeuvre la fonction permettant de générer la clé éphémère RTKey à partir de la partie de code envoyée par le processeur 102. La fonction est par exemple une fonction de signature, de préférence une fonction de hachage. [0044] A une étape 208 (RTKey Storage), l'unité de traitement 114 transfère la clé de chiffrement éphémère RTKey au registre 112 pour qu'elle y soit stockée. Le registre 112 permet en outre de stocker les clés NVMKey, ROMKey, et RAMKey. [0045] A une étape 210 (RTKey Use), le registre 112 fournit les clés NVMKey, ROMKey, RAMKey et RTKey au circuit d'encodage et de décodage 110 qui les utilise pour chiffrer et/ou déchiffrer des données. Plus particulièrement, le circuit 110 utilise la clé RTKey pour chiffrer et/ou déchiffrer tout ou partie des données de la mémoire non volatile 104. La clé RTKey est utilisée autant de fois que nécessaire pendant la durée de mise sous tension du dispositif 100. [0046] A une étape 212 (RTKey Extinction), la clé éphémère RTKey disparait, par exemple par la mise hors tension du dispositif 100 ou est détruite par l'intermédiaire d'une commande envoyée, par exemple, par le processeur 102. 6 [0047] Un avantage de ce mode de réalisation est qu'il permet d'éviter certains types d'attaque dans lequel un processeur d'un dispositif électronique est configure, par un pirate, pour fonctionner, par exemple, de façon qu'il délivre les données contenues dans les mémoires 104, 106 et 108. En utilisant une clé éphémère du type de la clé RTKey, le processeur reconfiguré ne pourra fournir que des données chiffrées avec une clé qui n'est pas accessible par un pirate. En effet, la clé étant uniquement stockée de façon volatile, elle ne sera plus accessible après rcconfiguration du processeur. [0048] Divers modes de réalisation et variantes ont été décrits. L'homme de l'art comprendra que certaines caractéristiques de ces divers modes de réalisation et variantes pourraient être combinées, et d'autres variantes apparaitront à l'homme de l'art. En particulier, la description ne détaille que l'utilisation d'une seule clé éphémère, on pourra prévoir l'utilisation de plusieurs clés éphémères par un même dispositif électronique, chaque clé pouvant, par exemple, protéger tout ou partie des données d'une des mémoires. [0049] De plus, selon une variante, le dispositif 100 pourrait ne pas comprendre de mémoire non réinscriptible 106, qui serait alors remplacée par une mémoire non volatile, par exemple par la mémoire non volatile 104. [0050] Enfin, la mise en oeuvre pratique des modes de réalisation et variantes décrits est à la portée de l'homme du métier à partir des indications fonctionnelles données ci-dessus. 7 [Revendication 1] [Revendication 2] [Revendication 3] [Revendication 4] [Revendication 5] [Revendication 6] [Revendication 7] [Revendication 8] [Revendication 9] [Revendication 10] [Revendication 11] [Revendication 12] [Revendication 13] REVENDICATIONSProcédé (200) de génération d'une dé de chiffrement et/ou de déchiffrement éphémère (RTKey) par application d'une fonction à un code stocké dans une mémoire non volatile (104, 106). Procédé selon la revendication 1, dans lequel la clé de chiffrement et/ou de déchiffrement éphémère (RTKey) est stockée dans un registre (112). Procédé selon la revendication 1 ou 2, dans lequel la mémoire non volatile (106) est unc mémoire de type ROM. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel la fonction est une fonction non réversible. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel la clé de chiffrement et/ou de déchiffrement éphémère (RTKey) est générée à chaque démarrage. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel la clé de chiffrement et/ou de déchiffrement éphémère (RTKey) est générée à chaque traitement de données sensibles. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, dans lequel la clé de chiffrement et/ou de déchiffrement éphémère (RTKey) est utilisée pour chiffrer et/ou déchiffrer au moins une partie des données de la mémoire non volatile (106). Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, dans lequel ledit code est transféré dans une mémoire volatile avant l'application de ladite fonction. Produit-programme exécutable comprenant des instructions qui lorsqu'elles sont exécutées par une unité de traitement mettent en oeuvre le précédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 8. Dispositif électronique (100) adapté à mettre en oeuvre une fonction configurée pour générer une clé de chiffrement et/ou de déchiffrement éphémère (RTKey) à partir d'un code stocké dans une mémoire non volatile (104, 106). Dispositif selon la revendication 10, dans lequel la clé de chiffrement et/ ou de déchiffrement éphémère (RTKey) est stockée dans un registre (112). Dispositif selon la revendication 10 ou 11, dans lequel la mémoire non volatile (106) est une mémoire de type ROM. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 10 à 12, dans lequel la fonction est une fonction non réversible. 8 [Revendication 14] Dispositif selon l'une quelconque des revendications 10 à 13, [Revendication 15] comprenant en outre un circuit d'encodage et de décodage (110) adapté à utiliser la clé de chiffrement et/ou de déchiffrement éphémère (RTKey). Dispositif selon l'une quelconque des revendications 10 à 14, adapté à générer plusieurs clés de chiffrement éphémère (RTKey), chaque clé de chiffrement et/ou de déchiffrement éphémère permettant de chiffrer et/ ou de déchiffrer une partie de mémoire différente.