Fraunhofer développe une puce de sécurité RISC-V pour les appareils connectés

Fraunhofer IIS, AISEC et EMFT présentent un élément sécurisé RISC-V développé et fabriqué en Allemagne. Cette puce, basée sur OpenTitan, allie un matériel open source à la cryptographie post-quantique et vise à sécuriser les appareils connectés grâce à une racine de confiance matérielle personnalisable.

Ancrage de sécurité matériel pour les appareils connectés

L'élément sécurisé RISC-V est destiné aux appareils industriels, aux infrastructures et aux appareils du quotidien. Il peut être utilisé comme puce autonome ou comme composant d'un système sur puce.

En tant que racine de confiance matérielle, il ancre les fonctions critiques pour la sécurité directement dans le silicium. Pour les appareils IoT sans fil, cela crée une base permettant d’assurer l’authenticité des identités des appareils, la protection des données sensibles et la sécurité des processus cryptographiques. Parallèlement, ce développement vise à aider à prendre en compte les exigences de la loi européenne sur la cyber-résilience dès la phase de conception des produits.

OpenTitan, une base matérielle transparente

Le point de départ est la conception matérielle ouverte OpenTitan. Cette architecture accessible au public peut être vérifiée, adaptée et perfectionnée de manière indépendante.

Sur cette base, les trois instituts Fraunhofer ont développé une puce fabriquée à Dresde selon la technologie FDSOI 22 nanomètres de GlobalFoundries. La conception et la fabrication en Allemagne garantissent la transparence tout au long de la chaîne de valeur et assurent l’accès à la technologie.

Des variantes personnalisables, même en petites quantités

En collaboration avec GlobalFoundries, il est possible de développer des variantes dotées d’interfaces supplémentaires, d’accélérateurs ou de fonctions de sécurité avancées. Ces adaptations doivent également être possibles en petites et moyennes séries.

Cela s’avère pertinent pour les applications IoT spécialisées, pour lesquelles les puces standard ne répondent pas entièrement aux exigences techniques ou réglementaires. De plus, l’élément sécurisé peut être intégré dans des architectures SoC plus vastes en tant qu’ancrage de confiance spécifique au client.

Cryptographie post-quantique pour des systèmes IoT à longue durée de vie

Le Fraunhofer AISEC a implémenté et accéléré des procédés de cryptographie post-quantique au niveau matériel. Malgré une puissance de calcul limitée, les opérations cryptographiques doivent rester de l’ordre de la milliseconde.

Cela revêt une importance particulière pour les appareils IoT à longue durée de vie intégrés dans des machines, des bâtiments, des véhicules ou des infrastructures critiques. Ces systèmes doivent en effet prendre en charge des procédures de sécurité viables à long terme.

« La cybersécurité ne peut pas être ajoutée a posteriori. Elle doit être ancrée dans le silicium dès le départ », explique le Dr Augusto Wankler Hoppe, chef de projet technique au Fraunhofer IIS.

Contrôle de sécurité jusqu’au niveau de la puce

Le Fraunhofer AISEC examine la résilience physique de l’élément sécurisé dans son laboratoire de sécurité matérielle certifié selon les Critères communs EAL7, à l’aide d’analyses de canaux latéraux, d’attaques par erreur et de techniques optiques.

Le Fraunhofer EMFT complète ces tests dans un laboratoire certifié selon les Critères communs EAL6 par de la rétro-ingénierie ainsi que par la microscopie optique, infrarouge et électronique à balayage. Les niveaux de certification concernent les laboratoires d’essai, et non l’élément sécurisé lui-même.

Pertinence pour l’IoT sans fil

Pour les fabricants d’appareils, les intégrateurs de systèmes et les fournisseurs de solutions, l’élément sécurisé RISC-V offre une base matérielle européenne pour des produits connectés sécurisés. Cette approche est particulièrement pertinente pour les capteurs industriels, les passerelles, les traceurs, les systèmes d’accès, les commandes de machines et autres appareils durables dotés d’une connexion sans fil.

Vous trouverez de plus amples informations sur la page du projet du Fraunhofer IIS.