Design method development of side-channel attack countermeasures for cryptographic hardware based on signal-to-noise ratio of electromagnetic leakage

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19H04110
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 60070:Information security-related
• Research Institution: Okayama University
• Principal Investigator: Iokibe Kengo 岡山大学, 自然科学学域, 助教 (10420499)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: サイドチャネル攻撃 / 暗号 / 情報セキュリティ / IoT / 信号対雑音比

Outline of Final Research Achievements

We have studied the design of side-channel attack (SCA) resistant cryptographic implementations based on the signal-to-noise ratio (SN ratio) of side-channel leakage, using an FPGA implementation of the standard block cipher AES as an evaluation target. First, we proposed a method for identifying the signal-to-noise ratio of side-channel leakage and established a method for identifying the sources of side-channel leakage in cryptographic circuits from the design information of the cryptographic circuit. Furthermore, we showed the possibility of controlling SCA resistance by designing transfer coefficients of side-channel leakage paths based on the signal-to-noise ratio.

Free Research Field

電磁情報セキュリティ

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

測定に基づくサイドチャネル攻撃に対する安全性評価については実用化された方法があるが、評価結果から設計へとシームレスに接続された手法はまだ確立されていない。IoT時代に入り、情報セキュリティの重要性が増している中において、サイドチャネル攻撃耐性設計手法の確立することは、限られた製品設計開発期間において高いセキュリティ性能を実現するために不可欠な技術であり社会的意義は大きい。また、古典的な電気回路学や電磁気学の知識と新しい暗号理論を融合する、暗号ハードウェア設計手法の開発は学術的にも新しく、価値の大きな成果となり得る。