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CA 03093385 2020-09-08
WO 2019/175482 PCT/FR2019/000033
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Traitement sécurisé de données
L'invention concerne le traitement sécurisé de données. Elle a plus
précisément pour objet un processeur de
sécurité du type comprenant une mémoire morte, une mémoire vive, un
calculateur apte à réaliser des fonctions
cryptographiques, et une unité de gestion de compteur monotone associée à au
moins un compteur monotone, un
ensemble de traitement sécurisé de données comprenant un tel processeur de
sécurité et, avec des moyens de
connexion, une mémoire extérieure, une infrastructure de traitement sécurisé
de données comprenant plusieurs
processeurs de sécurité, et enfin, un procédé de mise en oeuvre d'un tel
ensemble de traitement sécurisé de
données.
Dans le cadre de l'invention, la sécurisation s'entend du maintien et du
contrôle de l'intégrité d'un programme
composé d'instructions et du contexte y relatif, ainsi que de
l'authentification des personnes donnant des ordres
d'exécution des dits programme. Le terme contexte doit être compris comme
un ensemble de paramètres,
d'instructions et de conditions, et plus largement tout ensemble
d'instructions, de code ou données sous lesquels
le programme peut être mis en oeuvre. Le terme administrateur désigne
d'une part l'administrateur enrôlé initial
et d'autre part tout autre administrateur enrôlé ultérieur. Par enrôlé , il
faut comprendre enregistré, inscrit, ou, en
d'autres termes, autorisé à donner des instructions. Par authentification
d'un administrateur enrôlé on désigne
le processus par lequel on vérifie qu'une personne donnant des instructions
est un administrateur enrôlé et on
autorise l'exécution des instructions en question par le processeur de
sécurité. Par authentification des
administrateurs enrôlés on désigne un processus analogue appliqué de façon
individuelle à plusieurs personnes
et aux administrateurs enrôlés.
Le document FR2906380 décrit un système de sécurisation de données stockées
sur un support physique et le
procédé de sa mise en uvre. Le système de sécurisation de données est
embarqué dans un dispositif comme un
téléphone portable comprenant notamment un boîtier muni d'un clavier, d'un
écran, d'un microphone, d'un haut-
parieur, d'une carte électronique, d'un module pour l'émission et la réception
de données, d'un module
d'identification abonné et d'une batterie pour l'alimentation électrique. La
carte électronique comprend au moins un
microcontrôleur, une mémoire vive, une mémoire Flash, et un système de bus.
L'exploitation du téléphone est gérée
par un système d'exploitation et un ensemble d'applications chargées par
exemple dans une mémoire de ce
téléphone. Le système de sécurisation comprend, formant un tout, une entité de
calcul (comme un
microprocesseur) avec le cas échéant des ressources système comme une mémoire
vive, un compteur monotone
(qui ne peut que s'incrémenter que d'une seule unité), une clé système (clé
cryptographique accessible aux seules
entités autorisées par le système), et un support physique de données assurant
le stockage persistant de données
informatiques (comme un disque dur, une mémoire flash, etc.). Ce support
physique de données comprend au
moins un bloc de données et deux blocs maîtres, dont les tailles sont
configurables. Le procédé de mise en oeuvre
utilise une clé d'authentification. Le système de sécurisation de données et
le procédé de sa mise en oeuvre du
document FR2906380 visent à résoudre un problème de sécurisation contre, d'une
part, le rejeu (accès frauduleux
à des données par copie illicite du contenu antérieur d'un système de gestion
de données) et, d'autre part, les
altérations ou modifications induites notamment par des interruptions brutales
de service (comme une coupure du
courant d'alimentation électrique ou un redémarrage intempestif du système).
Ce document n'assure pas
l'authentification des administrateurs.
Le document US 2004/0187006 concerne le domaine de la sécurité des données et
plus particulièrement la
récupération fiable de données à partir d'une mémoire externe non sécurisée
car étant située en dehors d'un
environnement sécurisé. Le système de sécurisation de données comprend une
entité de calcul et l'utilisation d'un
compteur monotone pour déterminer, dans l'environnement sécurisé, si une
requête vers la mémoire externe
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renvoie les données les plus récentes. Le compteur monotone est incrémenté
chaque fois qu'un élément principal
est écrit dans la mémoire. Une entrée de contrôle enregistre l'heure de la
dernière modification de l'élément lié à
celui-ci. La valeur du compteur monotone reste la même jusqu'à la prochaine
écriture de données dans la mémoire.
Si ce document fait état de la mise en oeuvre d'un compteur monotone, il n'a
pas pour but la sécurisation objet de
L'invention.
Le document US2014/0137178 se rapporte à un procédé comprenant les étapes
consistant à réceptionner, par un
module de plate-forme sécurisé TPM d'un dispositif informatique, une demande
émanant d'un programme du
dispositif informatique pour accéder à des informations contenues dans un
objet protégé; déterminer si des
conditions permettant au programme d'accéder à l'information sont remplies;
permettre au programme d'accéder
aux informations en réponse aux conditions remplies; refuser au programme
l'accès à l'information en réponse aux
conditions non remplies; et verrouiller, en réponse à une condition non
remplie pour un nombre seuil de demandes
provenant du programme, les informations pendant une durée indéterminée pour
empêcher le programme
d'accéder aux informations. Des objets sont maintenus par un module de
plateforme sécurisé. Chacun des objets
stocke des informations et est associé à une politique identifiant les
conditions auxquelles un programme doit
satisfaire pour que le programme puisse accéder aux informations. Pour chacun
des objets, le module de plate-
forme sécurisée gère un compteur monotone associé à l'objet. Le compteur
monotone est utilisé pour déterminer
si un nombre seuil de demandes d'accès aux informations de l'objet sont
effectuées qui ne satisfont pas aux
conditions de la stratégie associée à l'objet. Le module de plateforme
sécurisée fournit un stockage sécurisé et /
ou une fonctionnalité de traitement sécurisé au dispositif informatique. Le
stockage sécurisé fait référence à une
mémoire non volatile qui est protégée par des fonctions particulières ou
d'autres composants du module de plate-
forme sécurisé et n'est accessible que par celle-ci. Les informations sont
stockées dans une structure de données
ou un objet désigné sous le nom d'objet protégé par le module et peuvent
prendre diverses formes, telles qu'une
clé cryptographique. L'accès aux informations peut prendre différentes formes,
telles que la lecture des
informations, leur écriture ou leur modification, etc. La mémoire non volatile
comprend un ou plusieurs compteurs
monotones et un ou plusieurs objets protégés (voir figure 1 du document).
Le document Key Management with Trusted Platform Modules)) de Andreas
Nilsson, publié chez KTH CSC se
rapporte à un concept qui vise à rendre les plates-formes informatiques plus
fiables. Il repose sur une puce appelée
Trusted Platform Module (TPM). Le TPM est une puce qui fournit des
fonctionnalités cryptographiques telles que
le cryptage RSA et le stockage sécurisé des clés. Chaque module TPM dispose
d'une paire de clés unique appelée
clé de validation, créée en interne par le TPM, après fabrication mais avant
expédition aux clients. La paire de clés
identifie de manière unique le TPM et ne peut jamais être changé. La partie
privée ne quitte jamais le TPM et la
partie publique est utilisée dans un certificat d'authentification. il est
prévu une mémoire non volatile et une mémoire
volatile. La mémoire non volatile est utilisée pour stocker des données
d'identité et d'état persistantes et les clés
internes. Avec l'autorisation du propriétaire, il est possible d'écrire et de
lire des données persistantes et opaques
(auxquelles le TPM n'a pas accès ou qu'il ne peut utiliser) vers et depuis le
TPM. La mémoire volatile est
principalement utilisée en interne par le TPM.
Le document Virtual Monotonic Counters and Count-Limited Objecta using a TPM
without a trusted OS de Luis
F.G. Sarmenta et al expose un développement des compteurs monotones virtuels
avec des machines non de
confiance avec un module de plateforme sécurisée TPM.
Le problème à la base de l'invention est, s'agissant d'un processeur de
sécurité comprenant une mémoire morte
une mémoire vive, un calculateur apte à réaliser des fonctions
cryptographiques, et une unité de gestion de
compteur monotone associée à au moins un compteur monotone, d'assurer la
sécurisation de son utilisation, à
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savoir le maintien et le contrôle de l'intégrité des programmes qu'il exécute
et des contextes qui y sont relatifs, ainsi
que de l'authentification des administrateurs enrôlés donnant ordre d'exécuter
les dits programmes.
L'invention apporte une solution à ce problème, notamment en prévoyant que le
processeur ne comprend aucune
autre mémoire de stockage, de sorte qu'il ne stocke aucun programme ou données
extérieures. Ainsi, le stockage
est extemalisé par rapport au processeur, le système d'exécution étant
séparé et isolé des données à exécuter,
de manière à conserver une parfaite intégrité.
Cl-après, un exposé de l'invention.
Selon un premier aspect, l'invention a pour objet un processeur de sécurité
comprenant au moins une mémoire
morte, une mémoire vive, un calculateur apte à réaliser des fonctions
cryptographiques et une unité de gestion de
compteur monotone associée à au moins un compteur monotone. Ce processeur de
sécurité est tel que:
- Il ne comprend aucune autre mémoire de stockage, de sorte qu'il ne stocke
aucun programme, contexte ¨
instructions, code, données - ou données extérieures,
une clé publique permettant d'authentifier au moins un administrateur enrôlé
initial est stockée avant sa première
utilisation dans la mémoire morte,
- la mémoire vive est apte à charger un ensemble de données, tel qu'un
contexte, et d'instructions pouvant être
authentifié par un module cryptographique à clé publique,
- l'exécution par le calculateur, après leur authentification par
l'administrateur enrôlé initial, de certaines instructions
incrémente l'un des compteurs monotones.
Un tel processeur de sécurité permet, dans le cadre d'un ensemble de
traitement sécurisé de données comprenant
un tel processeur de sécurité et une mémoire extérieure, d'exécuter
automatiquement une séquence d'opérations
de manière sécurisée.
Dans une réalisation, le processeur de sécurité est émule comme une machine
virtuelle.
Selon un deuxième aspect, l'invention a pour objet un ensemble de traitement
sécurisé de données comprenant
un processeur de sécurité tel qu'il vient d'être décrit et, en outre, au moins
une mémoire extérieure à ce processeur
de sécurité et au moins un moyen de connexion apte à relier cette au moins une
mémoire extérieure au processeur
de sécurité, tel que notamment par l'intermédiaire un réseau de communication
électronique.
36 Selon une caractéristique et une réalisation, pour des raisons de
sécurité, l'ensemble de traitement sécurisé de
données comprend une pluralité soit au moins deux mémoires extérieures reliées
au processeur de sécurité.
Selon une caractéristique, la au moins une mémoire extérieure de l'ensemble de
traitement sécurisé de données
est authentifiée vis-à-vis du processeur de sécurité.
Selon une réalisation, la mémoire extérieure de l'ensemble de traitement
sécurisé de données est configurée pour
être apte et spécialement destinée à:
- stocker au moins un programme et au moins un contexte - instructions, code,
données -, destiné à être chargé
dans la mémoire vive du processeur de sécurité,
- et à pouvoir recevoir et stocker tout fichier authentifié résultant de
l'exécution par le processeur de sécurité du au
moins un programme et du au moins un contexte qui a été chargé temporairement
dans la mémoire vive du
processeur de sécurité,
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alors que l'au moins un contexte peut comprendre une valeur de référence apte
à permettre au processeur de
sécurité de vérifier la synchronisation du au moins un contexte avec le
dernier état d'un compteur monotone.
Selon un troisième aspect, l'invention a pour objet une infrastructure de
traitement sécurisé de données qui
comprend une pluralité soit au moins deux processeurs de sécurité tels que
ceux précédemment décrits et au
moins une mémoire extérieure telle que celle précédemment décrite en relation
avec l'ensemble de traitement
sécurisé de données, l'infrastructure étant telle que chaque processeur de
sécurité de la pluralité de processeurs
de sécurité est relié à au moins une mémoire extérieure.
Selon une réalisation, l'infrastructure de traitement sécurisé de données
comprend une pluralité soit au moins deux
mémoires extérieures, chaque processeur de sécurité de la pluralité de
processeurs de sécurité étant relié à au
moins une mémoire extérieure de la pluralité de mémoires extérieures.
Selon une réalisation possible, l'infrastructure de traitement sécurisé de
données comprend une pluralité soit au
moins deux mémoires extérieures synchronisées entre elles, chacun des
processeurs de sécurité de la pluralité de
processeurs de sécurité pouvant utiliser de façon indifférenciée l'une ou
l'autre des mémoires extérieures de la
pluralité de mémoires extérieures.
Selon une réalisation possible, l'infrastructure de traitement sécurisé de
données comprend plusieurs paires, trios,
quatuors ou plus de mémoires extérieures, chacun des processeurs de sécurité
étant associé à une paire, un trio,
un quatuor ou plus de mémoires extérieures synchronisées entre elles.
Ainsi, le processeur de sécurité en tant que tel ne comprend autre mémoire de
stockage. Une ou plusieurs telles
mémoires de stockage sont extérieures au processeur de sécurité pour former un
ensemble de traitement sécurisé
de données ou une infrastructure de traitement sécurisé de données.
Selon un quatrième aspect, l'invention a pour objet un procédé d'exécution
sécurisée d'une séquence d'opérations
par un ensemble de traitement sécurisé de données qui comprend au moins
l'exécution des étapes suivantes;
A: un administrateur disposant d'une mémoire extérieure relié au processeur de
sécurité active le processeur de
sécurité,
B:=
le processeur de sécurité une fois activé récupère une clé publique dans
une mémoire extérieure afin de
pouvoir l'authentifier par un module cryptographique à clé publique,
C : si le processeur de sécurité authentifie l'administrateur qui l'a activé
comme administrateur enrôlé ultérieur, il
charge un ensemble de données et d'instructions authentifié par cet
administrateur enrôlé ultérieur et l'exécute,
- D : cette exécution par le processeur de sécurité produit un ensemble de
données dont certaines peuvent être
authentifiées, et cet ensemble de données une fois produit par le processeur
de sécurité est stocké dans la
mémoire extérieure utilisée par l'administrateur enrôlé ultérieur.
Selon une caractéristique et une réalisation, pour des raisons de sécurité, le
procédé qui vient d'être décrit est
exécuté avec deux administrateurs enrôlés ultérieurs, et plus généralement une
pluralité d'au moins deux
administrateurs enrôlés ultérieurs, chacun disposant d'une mémoire extérieure.
Le procédé comprend également l'exécution d'étapes initiales dans lesquelles
un administrateur enrôlé initial
dispose d'un ensemble de traitement sécurisé de données et enrôle un
administrateur enrôlé ultérieur.
Le procédé comprend alors l'exécution des étapes d'enrôlement suivantes;
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- A': un premier ensemble de données et d'instructions authentifié et vérifié
grâce à la clé publique stockée dans
la mémoire morte est chargé dans la mémoire vive du processeur de sécurité
afin de lui permettre d'exécuter un
programme d'habilitation d'un administrateur enrôlé ultérieurs et à charger un
autre ensemble de données et
5 d'instructions et à le faire exécuter par le processeur de sécurité,
B': l'exécution par le processeur de sécurité du premier ensemble de données
et d'instructions engendre un
fichier chiffré et signé comprenant les éléments d'authentification de
l'administrateur enrôlé ultérieur et qui est
sauvegardé et stocké sur une mémoire extérieure au processeur de sécurité par
l'administrateur enrôlé ultérieur,
- C' : l'exécution par le processeur de sécurité du premier ensemble de
données et d'instructions entraîne en même
temps Eincrémentation d'un compteur monotone.
Selon une caractéristique et une réalisation, pour des raisons de sécurité,
les étapes d'enrôlement qui viennent
d'être décrites sont telles qu'un administrateur enrôlé initial enrôle au
moins deux administrateurs enrôlés ultérieurs,
et plus généralement une pluralité d'au moins deux administrateurs enrôlés
ultérieurs.
Selon une réalisation, les trois étapes A', B' et C,' précédemment décrites
peuvent être répétées à plusieurs reprises
de manière à permettre d'enrôler différents groupes d'administrateurs enrôlés
ultérieurs, à charger et à faire
s'exécuter différents ensembles de données et d'instructions, le tout en vue
de pouvoir faire exécuter par le
processeur de sécurité et transmettre à tout dispositif électronique ou réseau
externe une séquence d'opérations.
Le procédé est également caractérisé en ce qu'il comprend l'exécution des
étapes postérieures suivantes :
- les administrateurs enrôlés ultérieurs, enrôlés lors d'étapes d'enrôlement
précédentes, s'authentifient auprès du
processeur de sécurité au regard du contexte d'exécution en l'état, par un
procédé fiable de contrôle d'accès, tel
qu'une signature électronique, avant de pouvoir charger dans la mémoire vive
du processeur de sécurité un
ensemble de données et d'instructions,
-- l'exécution par le processeur de sécurité de l'ensemble de données et
d'instructions engendre un second fichier
chiffré et signé comprenant des données liées à l'exécution du code et qui est
sauvegardé et stocké uniquement
par chacun de ces administrateurs enrôlés ultérieurs à l'extérieur du
processeur de sécurité, dans la mémoire
extérieure, et qui peut engendrer l'incrémentation d'un ou de plusieurs
compteurs monotones.
Pour des raisons de sécurité, il peut être prévu que l'ensemble de données et
d'instructions, une fois chargé dans
= la mémoire vive du processeur de sécurité, ne peut être exécuté qu'après
que le processeur de sécurité a validé
l'authentification de tous les administrateurs enrôlés ultérieurs par le
précédent ensemble de données et
d'instructions.
On décrit maintenant brièvement les figures des dessins.
La figure 1 représente de façon schématique les différents composants
constitutifs d'un processeur de sécurité
élémentaire selon l'invention. Cette figure illustre que le processeur de
sécurité ne comprend qu'une mémoire
morte, une mémoire vive, un calculateur, une unité de gestion de compteur
monotone associée à un compteur
monotone et qu'il ne comprend aucune autre mémoire de stockage, de sorte qu'il
ne stocke aucun programme ou
données extérieures.
La figure 2 représente de façon schématique les différents composants
constitutifs d'un ensemble de traitement
sécurisé de données élémentaire selon l'invention, comprenant un processeur de
sécurité tel que celui de la figure
1, une mémoire extérieure au processeur de sécurité, et des moyens de
connexion aptes à relier ce processeur de
sécurité et cette mémoire extérieure à lui, comme par l'intermédiaire un
réseau de communication électronique.
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Les figures 3 et 4 représentent de façon schématique les différents composants
constitutifs de deux infrastructures
de traitement sécurisé de données selon l'invention. Dans le cas de la figure
3, l'infrastructure comprend deux
processeurs de sécurité tels que ceux des figures 1 et 2 et trois mémoires
extérieures telles que celle de la figure
2, synchronisées entre elles, chacun des processeurs de sécurité pouvant
utiliser de façon indifférenciée l'une des
trois mémoires extérieures. Dans le cas de la figure 4, l'infrastructure
comprend deux processeurs de sécurité tels
que ceux des figures 1 et 2 et deux paires de mémoires extérieures telles que
celle de la figure 2, chacun des
processeurs de sécurité étant associé à une paire de mémoires extérieures,
synchronisées entre elles.
La figure 5 présente une vue générale des étapes d'exécution d'un ensemble de
traitement sécurisé de données
selon l'invention.
La figure 6 présente les différentes étapes d'enrôlement de deux
administrateurs enrôlés ultérieurs.
Un processeur de sécurité PS selon l'invention comprend (figure 1) une mémoire
morte ROM, une mémoire vive
RAM, un calculateur UE apte à réaliser des fonctions cryptographiques, une
unité de gestion UG de compteur
monotone associée à au moins un compteur monotone CM.
Une clé publique CP permettant d'authentifier au moins un administrateur
enrôlé initiai Al est stockée avant sa
première utilisation dans la mémoire morte ROM. La mémoire vive RAM est apte à
charger un ensemble de
données - tel qu'un contexte - et d'instructions, pouvant être authentifié par
un module cryptographique MC à clé
publique que comprend le processeur de sécurité PS.
L'exécution par le calculateur UE, après leur authentification, de certaines
instructions peut incrémenter un
compteur monotone CM.
Dans une réalisation, le processeur de sécurité PS est émulé comme une machine
virtuelle.
Selon une caractéristique du processeur de sécurité PS, celui-ci ne comprend
aucune autre mémoire de stockage,
permanente de sorte que le processeur de sécurité PS ne stocke de façon
permanente aucun programme, contexte
- instructions, code, données - ou données extérieures.
Ainsi, le processeur de sécurité PS est constitué de la mémoire morte ROM, de
la mémoire vive RAM, du calculateur
UE, de l'unité de gestion UG, du au moins un compteur monotone CM et du module
cryptographique MC.
Pour autant, il est prévu pour le traitement sécurisé de données, au moins une
telle mémoire de stockage ME, mais '
celle-ci est extérieure au processeur de sécurité PS et non partie de lui et
intégrée physiquement à lui.
C'est ainsi que l'on forme avec un tel processeur de sécurité PS et au moins
une telle mémoire de stockage ME,
ainsi que des moyens de communication appropriés, un ensemble ETS de
traitement sécurisé de données ou une
infrastructure ITS de traitement sécurisé de données (figures 2, 3 et 4).
Le processeur de sécurité PS peut, dans un tel ensemble ETS de traitement
sécurisé de données ou dans une
telle infrastructure ITS de traitement sécurisé de données, exécuter
automatiquement une séquence d'opérations
de manière sécurisée. On entend par là que l'on assure le maintien et le
contrôle de l'intégrité du programme et du
contexte y relatif, ainsi que de l'authentification des administrateurs
enrôlés, au sens où cela a été précédemment
défini.
Par mémoire de stockage extérieure au processeur de sécurité , il faut
comprendre une mémoire qui n'est pas
incluse dans l'unité physique que constitue le processeur PS. Pour cette
raison, cette mémoire est dénommée
mémoire extérieure et référencée ME.
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La caractéristique que la mémoire ME est extérieure au processeur de sécurité
PS a pour fonction d'extemaliser le
stockage par rapport au processeur PS, ou en d'autres termes, de séparer et
d'isoler le système d'exécution (le
processeur PS) des données.
La caractéristique que la mémoire ME est extérieure au processeur de sécurité
PS a pour résultat, d'une part, de
ne pas limiter la capacité de traitement de données du processeur PS, d'autre
part, de garantir l'immutabilité, et
donc l'intégrité, du traitement du processeur, car la mémoire extérieure,
permanente, n'a pas d'effet ou d'influence
sur le processeur de sécurité PS en tant que tel.
L'invention vise également tous autres moyens différents d'une mémoire de
stockage extérieures ME comme il
vient d'être décrit, mais qui remplissent la même fonction et procurent un
résultat analogue que ce qui vient d'être
exposé.
Un ensemble ETS de traitement sécurisé de données comprend (figure 2) un
processeur de sécurité PS tel qu'il a
été décrit et, en outre, une mémoire extérieure ME, au sens où cela a été
précédemment défini. L'ensemble ETS
comprend également au moins un moyen de connexion CO, apte à relier la mémoire
extérieure ME au processeur
de sécurité PS, tel que notamment par l'intermédiaire d'un réseau de
communication électronique.
L'ensemble ETS de traitement sécurisé de données peut ne comprendre qu'une
seule mémoire extérieure ME.
Mais, si l'on souhaite, pour des raisons de sécurité, qu'aucune décision
applicative ne puisse être exécutée par
une personne unique, on prévoit que l'ensemble ETS de traitement sécurisé de
données comprenne au moins deux
mémoires extérieures ME pour au moins deux administrateurs enrôlés ultérieurs
AU.
La description qui suit est faite en relation avec une réalisation à deux
mémoires extérieures ME. Toutefois, cette
caractéristique du nombre de mémoires extérieures ME n'est pas limitative. En
particulier, il peut être prévu plus
de deux mémoires extérieures ME. C'est pourquoi l'on peut se référer à une
pluralité soit au moins deux mémoires
extérieures ME (le nombre de mémoires extérieures ME pouvant être plus
important) et à une pluralité soit au moins
deux administrateurs enrôlés ultérieurs AU (le nombre d'administrateurs
enrôlés ultérieurs AU pouvant être plus
important).
Les moyens de connexion CO peuvent permettre dans le sens processeur de
sécurité PS vers la mémoire
extérieure ME, un stockage chiffré et dans le sens mémoire extérieure ME vers
processeur de sécurité PS, une
récupération chiffrée.
Le contenu de la ou des mémoires extérieures ME de l'ensemble ETS de
traitement sécurisé de données est
authentifié vis-à-vis du processeur de sécurité PS.
Une mémoire extérieure ME est configurée pour être apte et spécialement
destinée à stocker au moins un
programme et au moins un contexte - instructions, code, données -, destiné à
être chargé dans la mémoire vive
RAM du processeur de sécurité PS, et à pouvoir recevoir et stocker tout
ensemble de données authentifié résultant
de l'exécution par le processeur de sécurité PS d'un tel programme et d'un tel
contexte qui a été chargé
temporairement dans la mémoire vive RAM, comme il vient d'être exposé.
Un contexte (ensemble de paramètres et de conditions sous lesquels le
programme peut être mis en oeuvre) peut
comprendre une valeur de référence apte à permettre au processeur de sécurité
PS de vérifier la synchronisation
du contexte avec le dernier état d'un compteur monotone CM.
Une infrastructure ITS de traitement sécurisé de données comprend (figures 3
et 4) une pluralité soit au moins deux
processeurs de sécurité PS tels qu'il vient d'être décrit, par exemple PSI et
PS2, et, en outre, au moins une
mémoire extérieure ME, telle qu'il vient d'être décrit.
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Mais, comme pour l'ensemble ETS de traitement sécurisé de données, il peut
être prévu que l'infrastructure ITS de
traitement sécurisé de données comprenne une pluralité soit au moins deux (ou
un plus grand nombre), de
mémoires extérieures ME.
L'infrastructure ITS comprend également, comme l'ensemble ETS, au moins un
moyen de connexion CO, apte à
relier une mémoire extérieure ME à un processeur de sécurité PS.
La structure d'une telle infrastructure 1TS de traitement sécurisé de données
peut faire l'objet de nombre de
réalisations, chacune de ces réalisations étant telle que chacun des
processeurs de sécurité PS est relié à au moins
une mémoire extérieure ME. Ainsi, selon les cas, un processeur de sécurité PS
est relié à une seule mémoire
extérieure ME ou au contraire à plusieurs mémoires extérieures ME et, une
mémoire extérieure ME est reliée à un
seul processeur de sécurité PS ou au contraire à plusieurs processeurs de
sécurité PS.
Ainsi, une infrastructure ITS de traitement sécurisé de données peut être vue
comme la structuration de plusieurs
ensembles ETS de traitement sécurisé de données, combinés entre eux, le cas
échéant ayant en commun un ou
plusieurs processeurs de sécurité PS et/ou une ou plusieurs mémoires
extérieures ME.
Dans une réalisation possible (figure 3), l'infrastructure ITS de traitement
sécurisé de données comprend plusieurs
processeurs de sécurité PSI, PS2 et plusieurs mémoires extérieures ME1 ME2,
ME3, synchronisées entre elles,
de sorte que chacun des processeurs de sécurité PS1, PS2, peut utiliser de
façon indifférenciée l'une ou l'autre
des mémoires extérieures ME1, ME2, ME3.
Une telle structure a pour avantage de présenter une résistance aux fautes
élevées.
Dans une autre réalisation possible (figure 4), l'infrastructure ITS de
traitement sécurisé de données comprend
plusieurs processeurs de sécurité PSI, PS2 et plusieurs paires, par exemple
ME1a et ME1b, d'une part, ME2a et
ME2b, d'autre part, ou bien plusieurs trios, quatuors ou plus de mémoires
extérieures ME, de sorte que chacun des
processeurs de sécurité PSI, PS2, est associé à une paire, un trio, un
quatuor... de mémoires extérieures ME,
synchronisées entre elles.
Une telle structure a pour avantage d'améliorer les performances du système en
créant des groupes de données,
par un partitionnement.
On décrit maintenant des procédés de mise en oeuvre d'un ensemble ETS de
traitement 'sécurisé de données tel
qu'if vient d'être décrit, lesquels procédés comprennent l'exécution d'étapes
successives.
Dans le cadre des procédés selon l'invention, l'on est amené à se référer à un
ou à des administrateurs enrôlés Al,
AU, qui mettent en oeuvre ces procédés. Ces administrateurs sont
l'administrateur enrôlé initial Al et tout autre
administrateur enrôlé ultérieur AU.
Comme il a été exposé précédemment, si l'on souhaite, pour des raisons de
sécurité, qu'aucune décision
applicative ne puisse être exécutée par une personne unique, on prévoit au
moins deux administrateurs enrôlés
ultérieurs AU.
La description des procédés qui suit est faite en relation avec une
réalisation à deux administrateurs enrôlés
ultérieurs AU, respectivement AU1 et AU2. Toutefois, cette caractéristique du
nombre administrateurs enrôlés
ultérieurs AU n'est pas limitative. En particulier, il peut être prévu plus de
deux administrateurs enrôlés ultérieurs
AU.
On se réfère maintenant à la figure 5 pour exposer de façon générale
l'exécution d'un ensemble ETS de traitement
sécurisé de données dans le cas de deux administrateurs enrôlés ultérieurs AU1
et AU2.
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Dans une étape A, les deux administrateurs enrôlés ultérieurs AU1 et AU2,
disposant chacun d'une mémoire
extérieure ME reliée au processeur de sécurité PS, activent le dit processeur
de sécurité PS. Cette étape A
comprend donc les opérations suivantes :
- AI: récupération du contexte de l'administrateur enrôlé AU1,
- A2: récupération du contexte de l'administrateur enrôlé AU2
- A3 : activation par l'administrateur enrôlé AU1 du processeur de
sécurité PS,
- A4: activation par l'administrateur enrôlé AU2 du processeur de
sécurité PS.
Dans une étape B, le processeur de sécurité PS une fois activé récupère une
clé publique CP dans une mémoire
afin de pouvoir les authentifier par le module cryptographique MC mettant en
oeuvre un algorithme à clé publique.
Dans une étape C, si le processeur de sécurité PS authentifie les
administrateurs enrôlés AU1 et AU2, il charge un
ensemble de données et d'instructions authentifié par ces administrateurs
enrôlés AU1 et AU2 (opérations Cl et
C2 pour les administrateurs enrôlés AU1 et AU2) et l'exécute (opération C3).
Dans une étape D, cette exécution (opération C3) par le processeur de sécurité
PS produit un ensemble de données
dont certaines peuvent être authentifiées. Cet ensemble de données une fois
produit par le processeur de sécurité
PS est stocké dans la ou les mémoires extérieures ME utilisés par le ou les
administrateurs enrôlés AU1, AU2.
Cette étape D comprend donc les opérations suivantes :
- Dl: récupération de données liées à l'administrateur enrôlé AU1,
- D2 : récupération de données liées à l'administrateur enrôlé AU2,
=- D3 : stockage de données liées à l'administrateur enrôlé AU1 dans la
mémoire extérieure ME,
- D4 : stockage de données liées à l'administrateur enrôlé AU2 dans la mémoire
extérieure ME.
Le procédé comprend également les étapes initiales suivantes d'enrôlement,
dans lesquelles un administrateur
enrôlé initial Al dispose d'un ensemble ETS de traitement sécurisé de données
et enrôle au moins un administrateur
enrôlé ultérieur AU. Comme il a été exposé précédemment, si l'on souhaite pour
des raisons de sécurité qu'aucune
décision applicative ne puisse être exécutée par une personne unique, un
administrateur enrôlé initial Al enrôle
deux ou au moins deux administrateurs enrôlés ultérieurs AU, respectivement
AU1 et AU2 pour deux
administrateurs enrôlés ultérieurs. La description du procédé d'enrôlement est
faite en relation avec une réalisation
à deux administrateurs enrôlés ultérieurs AU1 et AU2. Toutefois, comme il a
été indiqué, cette caractéristique du
nombre d'administrateurs enrôlés ultérieur n'est pas limitative. Aussi, plus
généralement, un administrateur enrôlé
initial Al peut enrôler une pluralité d'au moins deux administrateurs enrôlés
ultérieurs (AU).
L'enrôlement de ces deux administrateurs enrôlés ultérieurs AU, respectivement
AU1 et AU2, constitue un premier
ensemble participant à la définition d'un premier contexte d'authentification
utilisé pour les exécutions ultérieures.
L'administrateur enrôlé initial Al peut, ultérieurement, changer tel ou tel
administrateur enrôlé ultérieur AU qui avait
été précédemment enrôlé. Il peut ajouter un ou plusieurs administrateurs
enrôlés ultérieurs AU. Il peut supprimer
un ou plusieurs administrateurs enrôlés ultérieurs AU. Il peut modifier les
droits d'un ou plusieurs administrateurs
enrôlés ultérieurs AU. En cas de changement ultérieur de tel ou tel
administrateur enrôlé ultérieur AU qui avait été
précédemment enrôlé, l'administrateur enrôlé initial Al met en uvre le
procédé correspondant d'adaptation. On
récupère alors le contexte mis à jour et le ou les compteurs monotones
incrémentés.
CA 03093385 2020-09-08
WO 2019/175482 PCT/FR2019/000033
On se réfère maintenant à la figure 6 pour exposer les différentes étapes
d'enrôlement de deux administrateurs
enrôlés ultérieurs AU1 et AU2. Ces étapes d'enrôlement sont, s'agissant des
deux premiers administrateurs enrôlés
désignés AU1 et AU2, des étapes initiales qui précédent les étapes d'exécution
décrites et représentées sur la
5 figure 5. En cas de changement ultérieur de ter ou tel des premiers
administrateurs enrôlés AU1 et AU2, ou en cas
de changement de tel ou tel administrateur ultérieur AU précédemment enrôlé,
les étapes d'enrôlement
interviennent lors du changement d'administrateur, alors que l'ensemble ETS de
traitement sécurisé de données a
pu exécuter des instructions précédemment, avec d'autres administrateurs, dans
le cadre d'un contexte précédent.
10 .. Dans une étape A', un premier ensemble de données et d'instructions,
authentifié et vérifié grâce à la clé publique
CP stockée dans la mémoire morte ROM, est chargé dans la mémoire vive RAM du
processeur de sécurité PS,
afin de lui permettre d'exécuter un programme d'habilitation des deux
administrateurs enrôlés ultérieurs AU1 et
AU2, à charger d'autres ensembles de données et d'instructions et à les faire
exécuter par le processeur de sécurité
PS.
Cette étape A' comprend donc les opérations suivantes :
- A'1 : récupération du programme d'habilitation par l'administrateur
initial Al, depuis la mémoire extérieure ME,
A'2: récupération des éléments d'authentification de l'administrateur
ultérieur AU1,
- A'3: de manière analogue, récupération des éléments d'authentification
de de l'administrateur ultérieur AU2,
A'4 : transmission du programme d'habilitation et des éléments
d'authentification au processeur de sécurité PS.
Dans une étape B', l'exécution par le processeur de sécurité PS du premier
ensemble de données et d'instructions,
engendre un fichier chiffré et signé comprenant les éléments
d'authentification des administrateurs enrôlés
ultérieurs AU1 et AU2, qui est sauvegardé et stocké sur une mémoire extérieure
ME au processeur de sécurité PS
par chacun des dits administrateurs enrôlés ultérieurs AU1, AU2.
Cette étape B' comprend donc les opérations suivantes :
- B'1 : exécution par le processeur de sécurité de sécurité PS du premier
ensemble de données et d'instructions,
en même temps que l'étape C dont il sera question par la suite,
- B'2 : transmission des données chiffrées et signées liées à
l'administrateur ultérieur AU1,
B'3 : stockage par l'administrateur ultérieur AU1 de ces données dans la
mémoire extérieure ME,
- B'4 : de manière analogue, transmission des données chiffrées et signées
liées à l'administrateur ultérieur AU2,
-y '5: et, de manière analogue, stockage par l'administrateur ultérieur
AU2 de ces données dans la mémoire
extérieure ME.
Dans une étape C', l'exécution par le processeur de sécurité PS du premier
ensemble de données et d'instructions
(opération B'1) entraîne, en même temps, l'incrémentation d'un compteur
monotone CM.
Les trois étapes A', B' et C', précédemment décrites peuvent être répétées à
plusieurs reprises de manière à
permettre d'habiliter différents groupes d'administrateurs enrôlés ultérieurs
AU, à charger et à faire s'exécuter
différents ensembles de données et d'instructions, le tout en vue de pouvoir
faire exécuter par le processeur de
sécurité PS et transmettre à tout dispositif électronique ou réseau externe
une séquence d'opérations.
Une fois les deux administrateurs ultérieurs AU1 et AU2 enrôlés, ceux-ci
peuvent procéder à l'exécution des étapes
postérieures suivantes, comme il a été précédemment décrit en référence à la
figure 5.
Les administrateurs enrôlés ultérieurs AU1 et AU2, enrôlés lors des étapes
précédentes d'enrôlement,
s'authentifient auprès du processeur de sécurité PS au regard du contexte
d'exécution en l'état, par un procédé
CA 03093385 2020-09-08
WO 2019/175482 PCT/FR2019/000033
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fiable de contrôle d'accès, tel qu'une signature électronique, avant de
pouvoir charger dans la mémoire vive RAM
du processeur de sécurité PS, un ensemble de données et d'instructions.
Cet ensemble de données et d'instructions, une fois chargé dans la mémoire
vive RAM du processeur de sécurité
PS, ne peut être exécuté qu'après que le processeur de sécurité PS a validé
l'authentification des deux
administrateurs enrôlés ultérieurs AM et AU2 par le précédent ensemble de
données et d'instructions. Cette étape
n'est pas obligatoire, niais seulement optionnelle. Elle vise à assurer une
double sécurité. Si l'on souhaite doubler
la sécurité, on réalise cette étape.
L'exécution par le processeur de sécurité PS de l'ensemble de données et
d'instructions engendre un second fichier
chiffré et signé comprenant des données liées à l'exécution du code et qui est
sauvegardé et stocké uniquement
par chacun de ces administrateurs enrôlés ultérieurs AU1 et AU2, à l'extérieur
du processeur de sécurité PS, dans
la mémoire extérieure ME, et qui peut engendrer l'incrémentation d'un ou de
plusieurs compteurs monotones CM.
