2022 Fiscal Year Research-status Report
Development of highly secure and reliable authentication system based on physically unclonable hardware identifier
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20K19765
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
上野 嶺 東北大学, 電気通信研究所, 助教 (80826165)
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2020-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | ハードウェアセキュリティ / サイドチャネル攻撃 / 暗号実装 / 情報セキュリティ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は，物理複製困難関数で生成されたIDを用いた安全な認証を行うための，暗号ハードウェアや暗号化・認証システムに対する理論的実装安全性評価や深層学習を用いた暗号システムの実装安全性評価手法の開発を行った．特に，耐量子計算機暗号に対して一般的に適用可能な攻撃の深化および高精度化，および，サイドチャネル攻撃対策が施された暗号実装の安全性の理論解析を行った．
前者では，前年度に発見した耐量子計算機暗号が共通して利用する機構に存在する不可避の実装脆弱性について，暗号解読理論および深層学習による波形解析技術を組み合わせることで，より一般化された安全性評価手法を開発した．これにより，耐量子計算機暗号に基づくセキュリティ・認証システムのより高精度な安全性評価が可能となった．本成果は，耐量子計算機暗号の標準化や，同暗号に基づく実装攻撃耐性を有するセキュリティ・認証システムの設計・実現に極めて有用である．
後者では，マスキングやブランディングなどの各種サイドチャネル攻撃対策が施された暗号システムの安全性評価を実施した．開発した評価手法は定量的かつ理論的に対象暗号システムの実装安全性を評価可能であり，既存の手法や実装に適用することで，これまで具体的な安全性が不明だったものについても当該実装が十分に安全であることを示すことができた．本成果は，与えられた暗号システムの実装安全性を定量的に評価することができるため，実装攻撃対策コストと求められる安全性の最適なトレードオフを選択するために利用することが可能であり，定量的に安全かつ高性能な暗号・認証システムの開発に極めて重要である．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
研究目標の達成において非常に重要なゴールの一つとなる，暗号実装の高精度および定量的安全性評価方法を開発することに成功したため，これを用いることで実際に求められる安全性を満たしつつ高性能な暗号・認証システムの構築が可能になると考えられるため．
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| Strategy for Future Research Activity |
本年度で開発した手法を用いて，実際に高安全・高信頼・そして高性能なハードウェア認証システムを開発する．また，深層学習を用いた安全性評価手法をさらに深化することで，実験室レベルだけでなく現実のユースケースや攻撃シナリオにおける暗号・認証システムの安全性評価手法の開発およびその適用を目標とする．
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| Causes of Carryover |
会議や打ち合わせのリモート化により旅費支出が予想外に減ったことと，半導体不足の影響で購入予定の半導体製品が期間内に購入できなかったため．本年度の現地会議や打ち合わせおよび物品購入に使用する．
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