Bibliographie & annexes
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RÉSUMÉ
La carte à puces désigne les supports de sécurité contenant un circuit électronique intégré capable de mémoriser ou de traiter les informations. La carte à puces est à la base de la sécurité de nombreux systèmes informatiques. Elle a fait ses preuves dans plusieurs secteurs en tant que moyen de paiement, d’identification ou d’authentification sûre pour les utilisateurs. Cet article traite des technologies semi-conducteur pour les cartes à puces, de l’importance de la cryptologie et de la sécurité physique et logique. Il décrit aussi les différents types de cartes à puces, leur architecture, leur construction et fabrication, et s’intéresse aux systèmes d’exploitation avant de présenter les perspectives d’avenir.
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Lire l’articleAuteur(s)
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Jean-Pierre TUAL : Ancien directeur des relations industrielles, - Direction technologie et innovation, Gemalto - Auteur de la version originale de l’article 2007
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Stéphane GRELLIER : Mobile software security & services manager , - Gemalto, Meudon, France - Auteur de la version actualisée de 2019
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Joseph LEIBENGUTH : Physical document security R&D product director – Technical advisor, - Gemalto, Saint-Cloud, France - Auteur de la version actualisée de 2019
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Philippe PROUST : Embedded & core security director, - Gemalto, Géménos, France - Auteur de la version actualisée de 2019
INTRODUCTION
Le nom de carte à puces est couramment utilisé pour désigner des supports de sécurité en matière plastique aux mêmes dimensions qu’une carte de crédit et qui contiennent un circuit électronique intégré capable de mémoriser ou de traiter les informations. L’AFNOR (Association Française de Normalisation) a retenu le terme de cartes à microcircuits à contacts, car l’interface électrique de ces cartes est assurée par des liaisons galvaniques. Des cartes à interface sans contact, basée sur la liaison radiophonique, se sont imposées depuis plusieurs années, et ont permis l’adoption de nouveaux facteurs de forme comme le passeport électronique. Ils sont aujourd’hui au cœur de la croissance avec l’adoption du paiement sans contact par un nombre croissant de pays.
La carte à puces, dont la gestation a pu sembler très longue, est à la base de la sécurité des systèmes informatiques. Elle a désormais fait ses preuves dans de nombreux secteurs de l’activité humaine en tant que moyen de paiement, d’identification sur les réseaux fixes (de type Internet), mobiles (GSM ou UMTS) ou multimédia (télévision à péage), d’authentification pour les services gouvernementaux (cartes d’identité, passeports électroniques). La carte SIM, ou USIM, clé d’accès aux réseaux de téléphonie mobile, et son équivalent Secure Element (SE) pour l’internet des objets (IoT), au facteur de forme plus petit, constitue probablement le composant électronique intelligent le plus utilisé dans le monde (5,6 milliards d’unités vendues en 2017 !). De même, la carte bancaire à microcalculateur, dont l’utilisation s’est généralisée en France depuis 1992, a connu une croissance quasi exponentielle avec une généralisation de son utilisation en Europe, au Japon, en Chine, ainsi qu’aux États-Unis en version sans contact.
Grâce aux progrès continuels des semi-conducteurs, des technologies de fabrication et de l’évolution des techniques de programmation utilisables, des développements considérables de la carte à puces ont pu avoir lieu et se poursuivent. La carte à puces et ses variantes constituent, pour beaucoup d’applications, une solution particulièrement bien adaptée aux enjeux socio-économiques de notre société.
L’objet de cet article est d’apporter une vue d’ensemble sur les briques technologiques développées spécifiquement pour les cartes à puces et sur leur importance dans la fiabilité et la sécurité physique et logique de ce produit. La diversité des compétences requises pour concevoir les cartes à puces, produire le composant électronique et la carte dans son ensemble, fabriquer les cartes à plusieurs milliards d’unités par an, explique la force de cette industrie et le potentiel qu’elle offre dans le futur.
En électronique et en informatique, il existe un grand nombre d’abréviations et de termes anglais, ils sont repris en tant que tels en fin d’article.
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MOTS-CLÉS
sécurité numérique Internet des Objets cybersécurité cartes à puce éléments de sécurité passeports électroniques
VERSIONS
- Version archivée 1 de mai 2007 par Jean-Pierre TUAL
DOI (Digital Object Identifier)
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7. Perspectives d’avenir
Des progrès fantastiques ont été accomplis dans le monde des semi-conducteurs depuis les années 1970, le doublement de la puissance des processeurs ayant lieu tous les deux ans. Aujourd’hui, le perfectionnement des techniques de gravure permet de descendre à des finesses de gravure de 10, 7 voire même 5 nm. Le 7 nm est entré en production en 2018. Cette évolution appelée Loi de Moore s’est poursuivie jusqu’à aujourd’hui avant de ralentir et de céder probablement à de nouvelles approches mettant en œuvre des supraconducteurs, photons, ions et structures 3D.
Le marché de la carte à puces s’est lui aussi approprié cette révolution technologique et déploie massivement des puces avec des gravures de 90 nm, voire 45 nm.
La taille des puces pour cartes limitée à 25 mm2, principalement en raison des contraintes physiques liées à l’encartage, n’est donc plus un facteur critique puisque plusieurs dizaines voire centaines de millions de transistors pourront y être intégrés, amenant la puissance bien au-delà de celle des premiers PC !
Ces progrès d’intégration permettent ainsi à l’industrie de la carte à puces de développer un modèle économique très compétitif, et d’améliorer les performances d’un même produit de 15 à 20 % par an. En parallèle, ces technologies fortement submicroniques ou nanométriques apportent une diminution des énergies et des tensions d’alimentation. Les cartes pourront fonctionner autour de 1 V, voire moins, ce qui favorisera la prolifération des cartes sans contact, en particulier pour les applications liées au transport, à la banque, à l’identité ou à l’identification, et à la téléphonie mobile (comme en témoignent les applications actuelles basées sur la technologie NFC ou Near Field Communication).
Les densités des mémoires non volatiles ont progressé de façon significative, permettant d’augmenter les capacités des cartes à puces bien au-delà de 1 Mbit. Une évolution majeure de ces mémoires non volatiles, le cœur même des cartes à puces, a déjà eu lieu avec l’arrivée en production de masse des mémoires flash. Ces nouvelles générations de mémoires non volatiles ont un temps d’accès comparable à celui des SDRAM et un encombrement équivalent aux mémoires ROM. Des mégaoctets, voire des gigaoctets, pourront ainsi être...
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BIBLIOGRAPHIE
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(1) - RIVEST (R.L.), SHAMIR (A.), ADLEMAN-COMMUN (L.) - A method for obtaining digital signatures and public-key crypto systems. - ACM, vol. 21, n° 2, p. 120-126 (1978).
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(2) - UGON (M.), GUILLOU (L.C.) - Les cartes à puces. - La Recherche n° 176 (1986).
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(3) - RANKL (W.), EFFING (W.) - * - . – Smart card Handbook John Wiley & Sons (2002).
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(4) - GUILLOU (L.C.), QUISQUATER (J.J.) - A practical Zero Knowledge protocol fitted to security microprocessor minimising both transmission and memory. - Proc. Eurocrypt. Springer Verlag (1988).
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(5) - GUEZ (F.), ROBERT (C.), LAURET (A.) - Les cartes à microcircuit. - Masson (1988).
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(6) - Smart Card 2000. - Édité par D. Chaum-North...
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