Une équipe de chercheurs de l’Université Purdue, aux Etats-Unis, a mis au point un transistor en phosphore noir capable de dissimuler l’organisation interne d’une puce électronique. Cette innovation, qui a fait l’objet d’une publication le 7 décembre dans la revue Nature Electronics, pourrait permettre de sécuriser plus efficacement le circuit de la puce face à d’éventuels pirates.
Si l’on parle aujourd’hui plus volontiers de cybersécurité lorsqu’il est question de protection des systèmes électroniques et informatiques, l’inviolabilité du matériel est également un élément clé face aux pirates. C'est en ce sens qu'ont travaillé les chercheurs de Purdue, en remontant jusqu'aux éléments de base d'une puce : les transistors.
Deux réseaux de transistors
Un circuit logique CMOS (Complementary metal-oxide semiconductor) utilise des millions de transistors à effet de champ (FET) organisés en deux réseaux correspondant chacun à un des deux types de transistor : n et p. Dans les transistors classiques sur silicium, c'est lors de la fabrication, par dopage, que le type d'un transistor est fixé. Et ce de façon irréversible.
Cartographier ces réseaux de transistors, par imagerie par rayons X ou par microscopie électronique, peut permettre la rétro-ingénierie du circuit. Et, dans le cas d'un hacker, de développer des attaques. Cette cartographie doit pouvoir discerner de quel type est chaque transistor. Ce qui peut s'observer directement à travers le comportement électrique du transistor - sa polarité -, puisque un type n transporte des électrons tandis qu'un type p transporte des trous.
Une reconstitution possible par rétro-ingénierie
Le transistor mis au point par l’équipe de l’Université de Purdue vise précisément à empêcher cette reconstitution du circuit logique en dissimulant la fonction des transistors. Et ce en utilisant des transistors non pas au silicium mais au phosphore noir, un matériau proche du graphène qui permet de créer des transistors ambipolaires, dont la polarité peut être modifiée post-fabrication en jouant sur la tension de grille.
Rendre les différences indétectables
Ces transistors possèdent une structure 2D si mince que le transport des électrons et des trous s’effectue à un niveau de courant similaire. Cette propriété rend alors impossible de distinguer les types de transistor et camoufle ainsi le schéma du circuit aux yeux d’un éventuel pirate.
Si le phosphore noir n'est pas forcément le matériau le plus approprié pour l'industrie des semi-conducteurs, les chercheurs estiment que des semi-conducteurs 2D similaires pourraient permettre de dissimuler plus efficacement des composants électroniques clés pour empêcher des intrusions ou protéger la propriété intellectuelle d’une technologie.
