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物理層のデータ改ざんに対抗する環境電磁工学的アプローチによる対策基盤の開拓

Research Project

Project/Area Number 23H00472
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (A)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Review Section Medium-sized Section 60:Information science, computer engineering, and related fields
Research InstitutionNara Institute of Science and Technology

Principal Investigator

林 優一  奈良先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 教授 (60551918)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 藤本 大介  奈良先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 准教授 (60732336)
Project Period (FY) 2023-04-01 – 2028-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2024)
Budget Amount *help
¥46,150,000 (Direct Cost: ¥35,500,000、Indirect Cost: ¥10,650,000)
Fiscal Year 2025: ¥10,270,000 (Direct Cost: ¥7,900,000、Indirect Cost: ¥2,370,000)
Fiscal Year 2024: ¥9,620,000 (Direct Cost: ¥7,400,000、Indirect Cost: ¥2,220,000)
Fiscal Year 2023: ¥4,940,000 (Direct Cost: ¥3,800,000、Indirect Cost: ¥1,140,000)
Keywords電磁情報セキュリティ / 意図的電磁妨害 / 真正性保証
Outline of Research at the Start

電磁波を情報システムに故意に照射することにより、システム内部で処理される情報の改ざんが発生し、それに起因する情報漏えいや、任意の命令実行、さらには、情報機器に接続されたアクチュエータなどの制御が奪われる可能性が指摘されている。こうした脅威に対抗するため、本研究では、意図的な電磁波照射による情報システムの機能低下メカニズムの解明とそれに基づく上位のアプリケーションに依らない環境電磁工学的アプローチに基づく対策基盤の開拓を目指す。

Outline of Annual Research Achievements

本年度は、(1)ICへの意図的な電磁妨害を評価するための環境構築を進めると共に、(2)IC内部で情報改ざんを引き起こす妨害周波数を決定するパラメタ及び印加タイミングの抽出について取り組んだ。(1)については、機器の改ざんを検出するための指標となる電気変動を時間領域及び周波数領域における高い空間分解能・低ノイズで高精度にモニタリング可能な環境を構築すると共に、実機に応用可能な非侵襲でこうしたパラメタを計測可能な環境への拡張を行った。(2)については、伝送線路とICを対象とし、それらが設置される周囲の電磁環境を変化させながら、情報改ざんを引き起こす妨害周波数を決定するパラメタ及び印加タイミングの抽出を行った。また、注入効率の高い周波数を用いて、伝導及び放射の双方による妨害波印加を行い、情報改ざんが発生するパラメタ及び印加タイミングの抽出も行った。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

本年度は、(1)ICへの意図的な電磁妨害を評価するための環境構築と(2)IC内部で情報改ざんを引き起こす妨害周波数を決定するパラメタ及び印加タイミングの抽出について取り組んでおり、当初の計画を達成している。また、次年度から着手予定であった妨害を受けやすい物理構造に関する検討も前倒しで進めており、基礎的な成果は当該分野における主要な国際会議において採択が決定している。

Strategy for Future Research Activity

今後はこれまでに開発した評価環境を用いて妨害を受けやすい配線パターンや配置の特定及び妨害波が伝送信号に与える影響評価を行うと共に、シミュレーションを用いた汎用的な機器設計時における電磁妨害耐性評価手法の検討・開発を進める。

Report

(2 results)
  • 2023 Comments on the Screening Results   Annual Research Report
  • Research Products

    (16 results)

All 2024 2023

All Journal Article (5 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 1 results) Presentation (11 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Invited: 2 results)

  • [Journal Article] 情報基盤を支えるハードウェアセキュリティ技術2024

    • Author(s)
      林優一、藤本大介
    • Journal Title

      電波技術協会誌

      Volume: 2023 Pages: 26-29

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Journal Article] Remote Fault Injection Attack against Cryptographic Modules via Intentional Electromagnetic Interference from an Antenna2023

    • Author(s)
      Nishiyama Hikaru、Fujimoto Daisuke、Hayashi Yuichi
    • Journal Title

      2023 Workshop on Attacks and Solutions in Hardware Security(ASHES 2023)

      Volume: 2023 Pages: 93-102

    • DOI

      10.1145/3605769.3623991

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Introduction to Physical Layer Security and Hardware Supply Chain Security: EM Tricks to Keep Your Information and Devices Safe2023

    • Author(s)
      Hayashi Yuichi、Leferink Frank、Nagata Makoto
    • Journal Title

      Proceedings of 2023 International Symposium on Electromagnetic Compatibility (EMC Europe)

      Volume: - Pages: 1-6

    • DOI

      10.1109/emceurope57790.2023.10274206

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Enhanced Modulation Degree of Leakage Wave Induced by IEMI via Nonlinear Circuit Elements2023

    • Author(s)
      Kaji Shugo、Fujimoto Daisuke、Hayashi Yuichi
    • Journal Title

      Proceedings of 2023 IEEE Symposium on Electromagnetic Compatibility & Signal/Power Integrity (EMC SIPI)

      Volume: - Pages: 487-487

    • DOI

      10.1109/emcsipi50001.2023.10241593

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Improvement of IEMI Fault Injection from Outside Cryptographic Devices2023

    • Author(s)
      Hikaru Nishiyama, Daisuke Fujimoto, Hideaki Sone, Yuichi Hayashi
    • Journal Title

      2023 XXXVth URSI General Assembly and Scientific Symposium (URSI GASS 2023)

      Volume: 2023 Pages: 1-1

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 誤り検出符号と振幅分布に着目した漏えい電磁波からのビット列復元に関する基礎検討2024

    • Author(s)
      阿部 虹稀, 北澤太基, 藤本 大介, 林優一
    • Organizer
      ハードウェアセキュリティ研究会 (HWS)
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 計測過程におけるノイズや伝達特性の影響を考慮した深層学習を用いたサイドチャネル解析手法の検討2023

    • Author(s)
      北村圭輝, 北澤太基, 林優一
    • Organizer
      ハードウェアセキュリティ研究会 (HWS)
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 漏えい電磁波に含まれる符号化された情報の復元に関する基礎検討2023

    • Author(s)
      阿部虹稀, 北澤太基, 藤本大介, 林優一
    • Organizer
      2023年電子情報通信学会ソサイエティ大会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] スイッチングレギュレータからのバックスキャッタリングに着目したサイドチャネル攻撃に関する基礎検討2023

    • Author(s)
      北澤太基, 鍛治秀伍, 藤本大介, 林 優一
    • Organizer
      環境電磁工学研究会 (EMCJ)
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 位相同期回路へのグリッチ注入に基づく故障利用解析の基礎検討2023

    • Author(s)
      西山輝, 藤本大介, 林優一
    • Organizer
      ハードウェアセキュリティ研究会 (HWS)
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 意図的な電磁波照射に対するカメラシステムのイミュニティ評価2023

    • Author(s)
      田中美優, 藤本大介, 林 優一
    • Organizer
      ハードウェアセキュリティ研究会 (HWS)
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 位相同期回路の周波数逓倍比が暗号モジュールへの故障注入に与える影響に関する基礎検討2023

    • Author(s)
      西山輝, 藤本大介, 林優一
    • Organizer
      環境電磁工学研究会 (EMCJ)
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 複数の位相同期回路を用いた暗号モジュールへの故障注入の抑制手法に関する検討2023

    • Author(s)
      西山輝, 藤本大介, 林優一
    • Organizer
      ハードウェアセキュリティフォーラム
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 漏えい電磁波に含まれる符号化された情報に対する復元と外来雑音による影響の考察2023

    • Author(s)
      阿部 虹稀, 藤本 大介, 林優一
    • Organizer
      ハードウェアセキュリティフォーラム
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] Introduction to Emission Security, TEMPEST, Physical Layer Security, Side Channel Attack2023

    • Author(s)
      Yuichi Hayashi
    • Organizer
      EMC Europe 2023
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Mathematics of Electromagnetic Information Leakage Including Modern Cryptography2023

    • Author(s)
      Yuichi Hayashi
    • Organizer
      Mathematics of Security Analysis for Modern Cryptography
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Invited

URL: 

Published: 2023-04-13   Modified: 2025-04-17  

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