ELEC203

Principes de l'électronique numérique et application en cryptographie

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Documentation et bibliographie

Objectifs

Ce cours s'adresse aux ingénieurs polytechniciens suivant la formation applicative Télécom ParisTech en électronique numérique.
Il permet de rappeler ou d'appréhender les principes généraux de l'électronique numérique en s'appuyant sur une application de cryptographie qui sert de fil conducteur.
Parmi les notions enseignées :

  • Calculs en logique combinatoire et logique séquentielle
  • Primitives de base d'électronique numérique
  • Organisation des calculs, architectures parallèles vs séquentielles
  • Méthodes de conception d'un circuit électronique
  • Langage de description de matériel " verilog"

    Ce cours dispose d'un apprentissage par la pratique importante, avec près de la moitié du temps dédié aux TPs.

    Contenus

    9 THs organisés comme suit :

    TH1 : COURS, Jean-Luc Danger : "Principe des architectures des circuits, filières électroniques"

    • Comment passer d'une idée à une implantation électronique numérique ?
    • Cas de l'Implantation cryptographique
    • Contraintes : complexité, vitesse, consommation, sécurité physique
    • Introduction aux filières technologiques, ASICs, FPGA, circuits sur étagères
    • Organisation du calcul : logiciel ou matériel ?, parallèle ou sériel ?

    TH2: COURS/TD , Jean-Luc Danger : "Eléments de bases des architectures des circuits électroniques"

    • Logique combinatoire et Logique Synchrone
    • Primitives et fonction de base, arithmétique , multiplexeur, bascules, compteurs, registres,...
    • Exemple d'algotithmes simples

    TH3: COURS/TD , Jean-Luc Danger : " Principe de conception des circuits électroniques, langage Verilog"

    • Flot de conception : saisie, synthèse, placement/routage, simulation,
    • Introduction à Verilog, études de focntion simples

    TH4: COURS, Jean-Luc Danger : "Propriétés physiques des circuits, impact économique"

    • Les portes logiques CMOS
    • Structures, vitesse, consommation
    • Evolution des technologies et impact économique

    TH5-6 : TP, Tarik Graba : "Conception du Projet "SIMON" sur FPGA"

    • Conception du chemin de données et de contrôle
    • Simulation, synthèse et analyse des performances
    • Implémentation sur FPGA et interface de communication

    TH7 : TP, Tarik Graba : "Analyse et raffinement de l'architecture SIMON"

    • Analyse de l'implémentation FPGA
    • Utilisation des instruments de mesures (analyse logique ou oscilloscope)

    TH8 : COURS, Guillaume Duc : "Introduction à la sécurité physique"

    • Analyse par canaux auxiliaires, application à SIMON
    • Pourquoi une architecture peut "fuire" de l'information ?
    • Comment exploiter ces fuites sur des architectures cryptographiques ?

    TH9 : TP, Guillaume Duc "Protection des architectures cryptographiques"

    • Notion de contremesures
    • Application des contremesures et nouvelle analyse
    • Questions de cours et TPS (QCM)

     

    Contrôle des connaissances acquises

    Un QCM sera donné à la dernière séance.