Equipe Architectures matérielles et outils de CAO (ARCAD)

ARCAD est une équipe pluridisciplinaire en électronique et informatique.

Raison d'être de l'équipe ARCAD : les objectifs applicatifs

hautes performances
basse consommation d'énergie
haute sécurité (résistance aux attaques) et fiabilité (résistance aux pannes)
faible coût (petite surface et flexibilité par reconfiguration)

Axes de recherche au niveau des architectures matérielles

fonctions analogiques/numériques, unités de calcul, blocs IP
accélérateurs, processeur dédiés
architectures reconfigurables : CGRA, dédiées, virtuelles
architectures parallèles
architectures sécurisées, protections contre des attaques logiques et physiques

Axes de recherche au niveau des outils et supports logiciels

CAO spécialisée : synthèse, P&R, génération d'opérateurs
synthèse de haut niveau
bibliothèques spécifiques proches de l'architecture

Compétences pluridisciplinaires en systèmes numériques, électroniques et informatiques

Systèmes embarqués
Sécurité informatique
Logiciel embarqué
Accélérateurs matériels / FPGAs
Co-conception
Processeurs
Compilation
Codesign
Adéquation algorithme architecture
Prototypage

exemples de projets

TrustGW, un projet national innovant pour sécuriser l’industrie 4.0

Aujourd’hui, le monde est de plus en plus connecté. Et l’industrie n’y fait pas exception. Les usines possèdent de plus en plus d’objets connectés (capteurs, actionneurs…) qui assurent en temps réel une veille sur le bon fonctionnement des machines en production. Les données collectées par ces objets sont ensuite envoyées à une machine informatique, appelée gateway , qui est capable de les analyser et de détecter d’éventuelles anomalies. L’ensemble de ce système permet d’assurer une maintenance prédictive. Seulement, la communication entre cette passerelle et les objets est vulnérable. En effet, les données transférées entre les objets commandables à distance et la gateway se fait au moyen de réseaux sans fil (wifi, bluetooth) qui peuvent être sujets aux cyberattaques.

Des technologies innovantes

Afin d’assurer le bon fonctionnement d’une usine, le projet national TrustGW a été lancé en 2021. Il regroupe ENSTA Bretagne, l’université Bretagne Sud, Irisa Rennes et IETR Rennes. Son objectif ? Mettre en place une solution de cybersécurité afin de protéger les données à la fois lors de leur collecte par l’objet connecté, lors de leur transfert à la gateway et de leur analyse. « L’originalité du projet est de développer une gateway reconfigurable et capable de traiter rapidement un très grand nombre de données issues de plusieurs capteurs utilisant des réseaux sans fil différents (wifi, bluetooth…) », explique Pascal Cotret, maître de conférences au lab-STICC et chargé de développer un prototype à destination des industriels.

Pour cela, les chercheurs utilisent notamment des composants électroniques FPGA, utilisés pour exécuter rapidement des algorithmes de chiffrement et de sécurisation des données sur des processeurs open-source RISC-V. Ils sont également moins vulnérables aux cyberattaques car reprogrammables au cours du temps. « Pour sécuriser davantage les données de la gateway, nous les cloisonnons selon leurs caractéristiques, en séparant par exemple celles issues d’objets connectés en bluetooth de ceux connectées en wifi. »

Les technologies développées au sein du projet TrustGW intéressent déjà de nombreux industriels, que ce soit pour la modernisation d’installations industrielles déjà existantes ou l’installation de nouveaux réseaux protégés au sein de leurs futures usines.

Protection contre le vol de propriété intellectuelle en Electronique : techniques d'obfuscation de code

Nom du programme de recherche : "Protection contre le vol de propriété intellectuelle en électronique : techniques d'obfuscation de code pour les chaînes de synthèse HLS en mode SaaS"
débuté fin 2017
financé par la région Bretagne
piloté par Jean-Christophe LE LANN (enseignant chercheur)
partenaire : Politechnico di Milano (école polytechnique d'ingénieurs de Milan)
thèse d'Hannah BOENNING BADIER soutenue en 2021

La doctorante et l’équipe ont exploré plusieurs pistes prometteuses en matière d'obfuscation (sécurité par l'obscurité), qui consiste à intégrer un « tatouage » discret dans un code informatique, à l'aide de techniques d'intelligence artificielle.

Ces travaux ont également conçu des chevaux de Troie afin de mieux comprendre les implications de telles menaces matérielles et d'envisager des parades au moment de la conception.

Jean-Christophe Le Lann : « Ces travaux originaux vont se poursuivre avec le soutien du Pôle d’Excellence Cyber. Ils intéressent la DGA et feront l’objet d’une seconde thèse qui débute en 2022. »

liste des thèses