PicoEMP: A Low-Cost EMFI Platform Compared to BBI and Voltage Fault Injection using TDC and External VCC Measurements

Electromagnetic Fault Injection (EMFI) has been demonstrated to be useful for both academic and industrial research. Due to the dangerous voltages involved, most work is done with commercial tools. This paper introduces a safety-focused low-cost and open-source design that can be built for less than \$50 using only off-the-shelf parts. The paper also introduces an iCE40 based Time-to-Digital Converter (TDC), which is used to visualize the glitch inserted by the EMFI tool. This demonstrates the internal voltage perturbations between voltage, body biasing injection (BBI), and EMFI all result in similar waveforms. In addition, a link between an easy-to-measure external voltage measurement and the internal measurement is made. Attacks are also made on a hardware AES engine, and a soft-core RISC-V processor, all running on the same iCE40 FPGA. The platform is used to demonstrate several aspects of fault injection, including that the spatial positioning of the EMFI probe can impact the glitch strength, and that the same physical device may require widely different glitch parameters when running different designs

Remote Attacks on FPGA Hardware

Immer mehr Computersysteme sind weltweit miteinander verbunden und über das Internet zugänglich, was auch die Sicherheitsanforderungen an diese erhöht. Eine neuere Technologie, die zunehmend als Rechenbeschleuniger sowohl für eingebettete Systeme als auch in der Cloud verwendet wird, sind Field-Programmable Gate Arrays (FPGAs). Sie sind sehr flexible Mikrochips, die per Software konfiguriert und programmiert werden können, um beliebige digitale Schaltungen zu implementieren. Wie auch andere integrierte Schaltkreise basieren FPGAs auf modernen Halbleitertechnologien, die von Fertigungstoleranzen und verschiedenen Laufzeitschwankungen betroffen sind. Es ist bereits bekannt, dass diese Variationen die Zuverlässigkeit eines Systems beeinflussen, aber ihre Auswirkungen auf die Sicherheit wurden nicht umfassend untersucht. Diese Doktorarbeit befasst sich mit einem Querschnitt dieser Themen: Sicherheitsprobleme die dadurch entstehen wenn FPGAs von mehreren Benutzern benutzt werden, oder über das Internet zugänglich sind, in Kombination mit physikalischen Schwankungen in modernen Halbleitertechnologien. Der erste Beitrag in dieser Arbeit identifiziert transiente Spannungsschwankungen als eine der stärksten Auswirkungen auf die FPGA-Leistung und analysiert experimentell wie sich verschiedene Arbeitslasten des FPGAs darauf auswirken. In der restlichen Arbeit werden dann die Auswirkungen dieser Spannungsschwankungen auf die Sicherheit untersucht. Die Arbeit zeigt, dass verschiedene Angriffe möglich sind, von denen früher angenommen wurde, dass sie physischen Zugriff auf den Chip und die Verwendung spezieller und teurer Test- und Messgeräte erfordern. Dies zeigt, dass bekannte Isolationsmaßnahmen innerhalb FPGAs von böswilligen Benutzern umgangen werden können, um andere Benutzer im selben FPGA oder sogar das gesamte System anzugreifen. Unter Verwendung von Schaltkreisen zur Beeinflussung der Spannung innerhalb eines FPGAs zeigt diese Arbeit aktive Angriffe, die Fehler (Faults) in anderen Teilen des Systems verursachen können. Auf diese Weise sind Denial-of-Service Angriffe möglich, als auch Fault-Angriffe um geheime Schlüsselinformationen aus dem System zu extrahieren. Darüber hinaus werden passive Angriffe gezeigt, die indirekt die Spannungsschwankungen auf dem Chip messen. Diese Messungen reichen aus, um geheime Schlüsselinformationen durch Power Analysis Seitenkanalangriffe zu extrahieren. In einer weiteren Eskalationsstufe können sich diese Angriffe auch auf andere Chips auswirken die an dasselbe Netzteil angeschlossen sind wie der FPGA. Um zu beweisen, dass vergleichbare Angriffe nicht nur innerhalb FPGAs möglich sind, wird gezeigt, dass auch kleine IoT-Geräte anfällig für Angriffe sind welche die gemeinsame Spannungsversorgung innerhalb eines Chips ausnutzen. Insgesamt zeigt diese Arbeit, dass grundlegende physikalische Variationen in integrierten Schaltkreisen die Sicherheit eines gesamten Systems untergraben können, selbst wenn der Angreifer keinen direkten Zugriff auf das Gerät hat. Für FPGAs in ihrer aktuellen Form müssen diese Probleme zuerst gelöst werden, bevor man sie mit mehreren Benutzern oder mit Zugriff von Drittanbietern sicher verwenden kann. In Veröffentlichungen die nicht Teil dieser Arbeit sind wurden bereits einige erste Gegenmaßnahmen untersucht

New trends in electrical vehicle powertrains

The electric vehicle and plug-in hybrid electric vehicle play a fundamental role in the forthcoming new paradigms of mobility and energy models. The electrification of the transport sector would lead to advantages in terms of energy efficiency and reduction of greenhouse gas emissions, but would also be a great opportunity for the introduction of renewable sources in the electricity sector. The chapters in this book show a diversity of current and new developments in the electrification of the transport sector seen from the electric vehicle point of view: first, the related technologies with design, control and supervision, second, the powertrain electric motor efficiency and reliability and, third, the deployment issues regarding renewable sources integration and charging facilities. This is precisely the purpose of this book, that is, to contribute to the literature about current research and development activities related to new trends in electric vehicle power trains.Peer ReviewedPostprint (author's final draft

Aerospace medicine and biology: A continuing bibliography with indexes (supplement 344)

This bibliography lists 125 reports, articles and other documents introduced into the NASA Scientific and Technical Information System during January, 1989. Subject coverage includes: aerospace medicine and psychology, life support systems and controlled environments, safety equipment, exobiology and extraterrestrial life, and flight crew behavior and performance

Apport de l'analyse multi‐échelle dans la compréhension des processus géologiques:application aux rifts continentaux et aux volcans boucliers océaniques

Ce mémoire synthétise mes travaux de recherche réalisés depuis 1997, date du début de ma thèse. Il présente successivement les deux thématiques que j'ai pu développer en mettant en place une approche multi‐disciplinaire, multi‐ échelle et qui intègre analyse de cas naturels et modélisation des processus géologiques. Comprendre les processus de rifting en domaine continental a été mon premier axe de recherche. Cette thématique repose sur l'analyse du Rift Ouest Européen, formé au Cénozoïque en périphérie de la chaine alpine, et sur la modélisation des processus aux échelles du graben, de la croûte et de la lithosphère. Ces travaux ont permis de proposer un modèle global de formation du Rift Ouest Européen en tenant compte du développement contemporain des Alpes et des Pyrénées. Les modèles analogiques ont mis en lumière le rôle majeur joué par l'héritage structural dans la création des grabens et des dépocentres sédimentaires. Ils ont également montré l'effet de la vitesse d'extension, du nombre de ruptures de la partie fragile de la lithosphère mantellique et des zones de cisaillement ductiles sur la déformation lithosphérique. Le second axe de recherche vise à comprendre les sources et les modalités de déformation des volcans basaltiques. L'étude s'est focalisée sur les volcans de La Réunion, dans l'Océan Indien, et plus particulièrement sur la Piton de la Fournaise, un des volcans les plus actifs au monde. Plusieurs aspects ont été analysés conjointement: la déformation co‐éruptive et son impact sur la réactivation des failles pré‐existantes; l'origine et la dynamique des calderas en domaine basaltique; le rôle des structures lithosphériques dans l'évolution des édifices volcaniques. Ces différents travaux ont été réalisés en collaboration avec de nombreux chercheurs d'universités et instituts français et étrangers. D'un point de vue quantitatif, ces années de recherche ont conduit à la soutenance de trois Masters 2 recherche et à la publication de 20 articles dans des revues internationales à comités de lecture. Dans le futur, je souhaite organiser ma recherche autour de quatre projets: 1‐ Dynamique des calderas magmatiques; 2‐ Rôle du contexte géodynamique dans l'évolution des volcans basaltiques (co‐direction de la thèse de Thibault Catry); 3‐ Distribution et géométrie des injections magmatiques dans les volcans basaltiques: Implications sur la stabilité des édifices; 4‐ Evolution du Piton de la Fournaise. Les projets 1, 2 et 4 correspondent à un prolongement de la recherche déjà engagée, alors que le projet 3 est un axe nouveau. Ce mémoire présente également un curriculum vitae synthétique dans lequel je résume mon implication au sein du département d'enseignement des Sciences de la Terre de l'Université de La Réunion et les différentes responsabilités administratives que j'ai au sein du département et de l'UFR Sciences et Technologie de l'Université de La Réunion

PROGRAM, THE NEBRASKA ACADEMY OF SCIENCES: One Hundred-Thirty-First Annual Meeting, APRIL 23-24, 2021. ONLINE

AFFILIATED SOCIETIES OF THE NEBRASKA ACADEMY OF SCIENCES, INC. 1.American Association of Physics Teachers, Nebraska Section: Web site: http://www.aapt.org/sections/officers.cfm?section=Nebraska 2.Friends of Loren Eiseley: Web site: http://www.eiseley.org/ 3.Lincoln Gem & Mineral Club: Web site: http://www.lincolngemmineralclub.org/ 4.Nebraska Chapter, National Council for Geographic Education 5.Nebraska Geological Society: Web site: http://www.nebraskageologicalsociety.org Sponsors of a $50 award to the outstanding student paper presented at the Nebraska Academy of SciencesAnnual Meeting, Earth Science /Nebraska Chapter, National Council Sections 6.Nebraska Graduate Women in Science 7.Nebraska Junior Academy of Sciences: Web site: http://www.nebraskajunioracademyofsciences.org/ 8.Nebraska Ornithologists’ Union: Web site: http://www.noubirds.org/ 9.Nebraska Psychological Association: http://www.nebpsych.org/ 10.Nebraska-Southeast South Dakota Section Mathematical Association of America: Web site: http://sections.maa.org/nesesd/ 11.Nebraska Space Grant Consortium: Web site: http://www.ne.spacegrant.org/ CONTENTS AERONAUTICS & SPACE SCIENCE ANTHROPOLOGY APPLIED SCIENCE & TECHNOLOGY BIOLOGICAL & MEDICAL SCIENCES COLLEGIATE ACADEMY: BIOLOGY COLLEGIATE ACADEMY: CHEMISTRY & PHYSICS EARTH SCIENCES ENVIRONMENTAL SCIENCES GENERAL CHEMISTRY GENERAL PHYSICS TEACHING OF SCIENCE & MATHEMATICS 2020-2021 PROGRAM COMMITTEE 2020-2021 EXECUTIVE COMMITTEE FRIENDS OF THE ACADEMY NEBRASKA ACADEMY OF SCIENCS FRIEND OF SCIENCE AWARD WINNERS FRIEND OF SCIENCE AWARD TO DR PAUL KAR

Towards an Integrated Assessment of Sea-Level Observations Along the U.S. Atlantic Coast

Sea levels are rising globally due to anthropogenic climate change. However, local sea levels that impact coastal ecosystems often differ from the global trend, sometimes by a factor of two or more. Improved understanding of this regional variability provides insights into geophysical processes and has implications for coastal communities developing resilience to ongoing sea-level rise. This dissertation conducts an investigation of sea level and its contributing processes at multiple spatial scales. Focusing on primarily interannual time-scales and data-driven approaches, new data sources and technologies are utilized to reduce current uncertainties. First, sea-level trends are assessed over the global ocean and at coastlines using data from the recently launched ICESat-2 satellite. These trends agree well with independent measurements, while also filling observational gaps along undersampled coastlines and at high-latitudes. Next, the spatial focus is narrowed to the U.S. East Coast, which is experiencing exceptionally high rates of relative sea-level rise, largely due to land subsidence. By incorporating new state-of-the-art estimates of land-ice melt, an existing Bayesian hierarchical space-time model is expanded to assess the relative contributions of sea surface height and vertical land motion to 20th century relative-sea level change. Model results confirm previous findings that identified regional-scale geological processes as the primary driver of spatial variability in East Coast relative sea level. By rigorously quantifying uncertainties, constraints are placed on the current state of knowledge with clear directions for future research. Finally, small-scale vertical land motion in Hampton Roads, VA is investigated using the remote-sensing technology of Interferometric Synthetic Aperture Radar (InSAR). Two different data sources and processing strategies are implemented which independently reveal substantial rates of vertical land motion that vary over short spatial scales. The results highlight the importance of vertical land motion in exacerbating negative impacts of relative sea-level rise such as flooding and inundation. Overall, this study leverages new spaceborne sensors, an innovative statistical model, and state-of-the-art processing strategies to enhance our understanding of ongoing sea-level change