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.
L'expertise technique et scientifique de référence
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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5. Systèmes d’exploitation
5.1 Explication globale et mécanismes de base
L’usage courant a consacré le terme de système d’exploitation ( Operating System , OS) pour désigner le logiciel de commande d’une carte à microcalculateur qui interprète et exécute les différents ordres élémentaires que cette carte peut réaliser. Situé dans la partie mémoire persistante du microcalculateur (ROM, EEPROM ou FLASH), il est implanté pour la ROM dans l’un des masques qui sert à la fabrication du circuit intégré. Ainsi, par abus de langage, les notions d’OS et de masque sont couramment confondues.
L’OS réalise principalement les fonctions suivantes :
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gestion des échanges entre la carte et le monde extérieur, notamment le protocole d’échanges,
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gestion des différents fichiers et des données à l’intérieur de la mémoire,
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contrôle des accès aux informations et aux fonctions (par exemple : sélection de fichier, lecture, écriture, modification de données),
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gestion de la sécurité de la carte et de la mise en œuvre des algorithmes cryptographiques,
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fiabilité du fonctionnement, notamment cohérence et intégrité de certaines données, ruptures de séquences et reprise des erreurs,
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gestion du cycle de vie de la carte dans ses différentes phases (fabrication, personnalisation, utilisation, fin de vie).
Un système d’exploitation de carte à microcalculateur est similaire aux systèmes utilisés dans les micro-ordinateurs. Il est l’une des parties les plus importantes des cartes à microcalculateur, car c’est lui qui leur confère toutes leurs fonctions, en particulier vis-à-vis de la supervision des fonctions sécuritaires. Les bons systèmes d’exploitation sont très complexes à réaliser, et leur implémentation doit tenir compte à la fois du faible coût, de la sécurité, de l’architecture de la machine, des performances, de la compacité, de la standardisation et de la fiabilité. Le système d’exploitation et le composant ne font qu’un, ils constituent un couple indissociable, et...
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BIBLIOGRAPHIE
-
(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).
-
(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).
-
(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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