Techniques de Test Pour la Détection de Chevaux de Troie Matériels en Circuits Intégrés de Systèmes Sécurisés

The world globalization has led the semiconductor industry to outsource design and fabrication phases, making integrated circuits (ICs) potentially more vulnerable to malicious modifications at design or fabrication time: the hardware Trojans (HTs). New efficient testing techniques are thus required to disclose potential slight and stealth HTs, and to ensure trusted devices. This thesis studies possible threats and proposes two new post-silicon testing techniques able to detect HTs implanted after the generation of the IC netlist. The first proposed technique exploits bulk built-in current sensors (BBICS) -- which are originally designed to identify transient faults in ICs -- by using them as testing mechanisms that provide statistically-comparable digital signatures of the devices under test. With only 16 IC samples, the testing technique can detect dopant-level Trojans of zero-area overhead. The second proposition is a non-intrusive technique for detection of gate-level HTs in asynchronous circuits. With this technique, neither additional hardware nor alterations on the original test set-up are required to detect Trojans smaller than 1% of the original circuit. The studies and techniques devised in this thesis contribute to reduce the IC vulnerability to HT, reusing testing mechanisms and keeping security features of original devices.La mondialisation et la déverticalisation des métiers du semi-conducteur a mené cette industrie à sous-traiter certaines étapes de conception et souvent la totalité de la fabrication. Au cours de ces étapes, les circuits intégrés (CIs) sont vulnérables à des altérations malignes : les chevaux de Troie matériels (HTs). Dans les applications sécuritaires, il est important de garantir que les circuits intégrés utilisés ne soient pas altérés par de tels dispositifs. Afin d'offrir un niveau de confiance élevé dans ces circuits, il est nécessaire de développer de nouvelles techniques de test pour détecter les HTs, aussi légers et furtifs soient-ils. Cette thèse étudie les menaces et propose deux approches originales de test post-fabrication pour détecter des HTs implantés après synthèse. La première technique exploite des capteurs de courant incorporés au substrat (BBICS), originalement conçus pour identifier les défauts transitoires dans les CIs. Dans notre cas, ils fournissent une signature numérique obtenue par analyse statistique permettant de détecter tout éventuel HT, même au niveau dopant. La deuxième proposition est une méthode non intrusive pour détecter les HTs dans les circuits asynchrones. Cette technique utilise la plateforme de test du circuit et ne requiert aucun matériel supplémentaire. Elle permet la détection de HTs dont la surface est inférieure à 1% de celle du circuit. Les méthodes et les techniques-,- mises au point dans cette thèse-,- contribuent donc à réduire la vulnérabilité des CIs aux HTs soit par adjonction d'un capteur (BBICS), soit en exploitant les mécanismes de test s'il s'agit de circuits asynchrones