Chaque jour, des milliards de personnes font confiance aux puces informatiques pour protéger leurs informations les plus sensibles, qu’il s’agisse de mots de passe bancaires ou de secrets d’État. Mais que se passerait-il si ces puces étaient secrètement compromises avant même de quitter l’usine ? Des chercheurs de l’Université d’État du Dakota du Nord (NDSU) et de l’Université du Sud de l’Illinois à Edwardsville (SIEU) ont découvert une nouvelle catégorie de menaces informatiques dissimulées dans les puces, appelées chevaux de Troie matériels, capables de dérober silencieusement des données confidentielles tout en échappant à tous les contrôles de sécurité existants. Plus important encore, l’équipe a mis au point une méthode révolutionnaire pour détecter ces menaces et les neutraliser.
« Nous vivons dans un monde où les puces qui composent nos appareils sont conçues et fabriquées dans de nombreux pays et entreprises », a déclaré Kushal Ponugoti, membre du corps professoral du Département de génie électrique et informatique de l’université d’État du Dakota du Nord (NDSU). Cette complexité offre aux personnes mal intentionnées la possibilité de dissimuler des composants malveillants au cœur même du matériel. »
Cette recherche collaborative porte sur une conception de puce informatique spécialisée appelée circuits asynchrones à demi-tampon de précharge. Grâce à leur fonctionnement fiable même dans des conditions extrêmes, ces puces sont de plus en plus utilisées dans des environnements critiques tels que l’exploration spatiale, l’électronique automobile et les systèmes militaires.
Cependant, l’équipe de recherche, qui comprend Chukwunalu Asuai, étudiant diplômé de la NDSU, a étudié comment des acteurs malveillants pouvaient secrètement intégrer des composants nuisibles dans ces puces pour voler des informations sensibles, comme des clés de chiffrement privées, tout en paraissant parfaitement normaux lors des contrôles de sécurité de routine.
Les chercheurs ont conçu trois nouveaux types de chevaux de Troie matériels spécifiques aux circuits PCHB :
- DATA0-Cheval de Troie
- DATA1-Cheval de Troie
- Cheval de Troie MUX
Ces chevaux de Troie exploitent une faille subtile dans le traitement des données par les puces PCHB. Ils restent totalement inactifs et indétectables en fonctionnement normal, mais s’activent lorsqu’ils sont déclenchés par une entrée anormale spécialement conçue. Du fait de leur faible impact sur le matériel, ils sont quasiment impossibles à repérer par simple inspection visuelle.
Pour contrer ces menaces, l’équipe a mis au point des techniques de vérification mathématique formelle qui examinent systématiquement la conception des puces afin de détecter la présence de ces chevaux de Troie cachés. Ces méthodes ont été testées sur 28 puces de tailles variées, y compris des circuits de chiffrement à grande échelle allant jusqu’à 2 048 bits, et ont permis de détecter tous les chevaux de Troie cachés avec une précision de 100 %.
Surtout, cette détection fonctionne dès la conception, avant même la fabrication des puces. Cette solution est donc bien plus rentable que de tenter de déceler les problèmes après la production.
L’étude complète a été publiée dans la bibliothèque numérique IEEE Xplore et est accessible via le Lien vers l’article de revue IEEE.
« Ce qui rend ces chevaux de Troie particulièrement dangereux, c’est qu’ils paraissent totalement inoffensifs lors de tous les tests de sécurité existants, ne se révélant que dans des conditions anormales très spécifiques qu’un acteur malveillant peut délibérément provoquer », a déclaré Ponugoti. « Nos travaux montrent non seulement que ces menaces sont réelles et concrètes, mais aussi que nous disposons désormais des outils nécessaires pour les détecter avant qu’elles ne causent des dommages. »
Les chercheurs soulignent que la complexité croissante des chaînes d’approvisionnement mondiales en puces implique que la sécurité du matériel ne peut plus être négligée. Cette étude constitue un signal d’alarme pour l’industrie des semi-conducteurs, les agences gouvernementales et les organismes de défense qui dépendent de ces puces pour des applications critiques.
À mesure que l’intelligence artificielle continue d’accélérer les processus de conception des puces, le risque d’insertion de chevaux de Troie sophistiqués et dissimulés ne fera que croître, rendant la vérification formelle proactive essentielle pour la protection des infrastructures technologiques modernes.
L’équipe recommande aux concepteurs de puces et aux ingénieurs en sécurité matérielle de commencer à intégrer dans leurs processus de validation standard des techniques de vérification formelles qui prennent en compte les conditions d’entrée illégales.
Pour l’avenir, l’équipe de recherche de la NDSU et de la SIUE prévoit d’exploiter cette avancée majeure en étendant ses stratégies de détection à des puces PCHB séquentielles encore plus complexes. Afin de garantir un impact pratique et généralisé de ces découvertes, les chercheurs visent à intégrer leurs outils de détection automatisés directement dans les processus industriels existants, rendant ainsi cette technologie de défense facilement accessible aux concepteurs de puces du monde entier.
De plus, l’équipe étudiera comment d’autres menaces matérielles traditionnelles pourraient être adaptées aux circuits asynchrones, afin de garder une longueur d’avance sur les cybercriminels et de garantir la sécurité et la fiabilité des infrastructures matérielles qui sous-tendent la société moderne.
https://www.ndsu.edu/news/2026-05-29-ndsu-researchers-discover-hidden-chip-threats-and-way-stop-them
