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2016 Fiscal Year Annual Research Report

Development of formal design methodology for VLSI datapaths based on Galois-field arithmetic operations

Research Project

Project/Area Number 25240006
Research InstitutionTohoku University

Principal Investigator

本間 尚文  東北大学, 電気通信研究所, 教授 (00343062)

Project Period (FY) 2013-04-01 – 2017-03-31
Keywords計算機システム
Outline of Annual Research Achievements

平成28年度は,これまでに開発・拡張してきたGF-ACGを用いた形式的設計・検証手法を応用し,設計仕様(アーキテクチャ,基数,および算術アルゴリズム)に応じてガロア体算術演算回路のHDL記述を自動生成するジェネレータを開発した.同ジェネレータは,まず,入力された仕様に応じてGF-ACGを生成する.次に,そのコードからグレブナー基底を導出し,多項式簡約によりイデアル所属問題を解いて回路機能を検証する.その後,検証されたGF-ACGをHDLの形式に変換して出力する.生成されるHDLコードの機能は形式的検証により保証される.生成対象は,代表的なガロア体並列乗算器であるMastrovito乗算器とMassey-Omura乗算器とした.設計仕様には基数(2~128の範囲)と既約多項式を与える.開発方法としては,まず既存の整数乗算器ジェネレータを拡張してGF-ACGの生成システムとGF-ACGからHDLへの変換システムを開発し,それらを前年度までに開発した検証システムに接続した.ここで,開発の効率化のため,パーサー等の設計に関してこれまでに開発したジェネレータの50%以上のコードを再利用した.さらに,同ジェネレータの拡張として,前年度に設計・評価したAES暗号プロセッサの自動生成を検討した.一般的なラウンド型アーキテクチャにおいてデータパス部分の自動生成および検証を実施し,意図通りのデータパスを生成・検証可能なことを確認した.

Research Progress Status

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

28年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (13 results)

All 2017 2016 Other

All Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 5 results,  Acknowledgement Compliant: 5 results) Presentation (7 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Power Analysis on Unrolled Architecture with Points-of-Interest Search and Its Application to PRINCE Block Cipher2017

    • Author(s)
      Ville Yli-Maeyry, Naofumi Homma, and Takafumi Aoki
    • Journal Title

      IEICE Transactions on Fundamentals of Electronics, Communications and Computer Sciences

      Volume: E100-A Pages: 149-157

    • DOI

      10.1587/transfun.E100.A.149

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Formal Approach for Verifying Galois Field Arithmetic Circuits of Higher Degrees2017

    • Author(s)
      Rei Ueno, Naofumi Homma, Yukihiro Sugawara, and Takafumi Aoki
    • Journal Title

      IEEE Transactions on Computers

      Volume: 66 Pages: 431-442

    • DOI

      10.1109/TC.2016.2603979

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Power Analysis on Unrolled PRINCE Processor and its Countermeasure2016

    • Author(s)
      Ville Yli‐Maeyry, Naofumi Homma, and Takafumi Aoki
    • Journal Title

      The 25th International Workshop on Post-Binary ULSI Systems

      Volume: - Pages: 22-25

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Formal Design of Pipelined GF Arithmetic Circuits and Its Application to Cryptographic Processors2016

    • Author(s)
      Rei Ueno, Yukihiro Sugawara, Naofumi Homma, and Takafumi Aoki
    • Journal Title

      2016 IEEE 46th International Symposium on Multiple-Valued Logic

      Volume: - Pages: 217-222

    • DOI

      10.1109/ISMVL.2016.25

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] A High Throughput/Gate AES Hardware Architecture by Compressing Encryption and Decryption Datapaths - Toward Efficient CBC-Mode Implementation2016

    • Author(s)
      Rei Ueno, Sumio Morioka, Naofumi Homma, and Takafumi Aoki
    • Journal Title

      Conference on Cryptographic Hardware and Embedded Systems

      Volume: - Pages: 538-558

    • DOI

      10.1007/978-3-662-53140-2_26

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] 1階TIに基づく耐タンパー性を有する高効率AES暗号ハードウェアの実装2017

    • Author(s)
      上野嶺, 本間尚文, 青木孝文
    • Organizer
      2017年暗号と情報セキュリティシンポジウム
    • Place of Presentation
      ロワジールホテル那覇(那覇市)
    • Year and Date
      2017-01-26
  • [Presentation] 認証付き暗号の耐タンパー性ガロア体乗算に対するサイドチャネル攻撃2017

    • Author(s)
      忍田大和,上野嶺, 本間尚文, 青木孝文
    • Organizer
      2017年暗号と情報セキュリティシンポジウム
    • Place of Presentation
      ロワジールホテル那覇(那覇市)
    • Year and Date
      2017-01-26
  • [Presentation] アンロールド軽量暗号ハードウェアに対する選択平文型高効率サイドチャネル解析2017

    • Author(s)
      ヴィッレウリマウル, 本間尚文, 青木孝文
    • Organizer
      2017年暗号と情報セキュリティシンポジウム
    • Place of Presentation
      ロワジールホテル那覇(那覇市)
    • Year and Date
      2017-01-26
  • [Presentation] 多値化PUFに基づく効率的なファジー抽出器の設計2017

    • Author(s)
      鈴木麻奈美, 上野嶺, 本間尚文, 青木孝文
    • Organizer
      2017年暗号と情報セキュリティシンポジウム
    • Place of Presentation
      ロワジールホテル那覇(那覇市)
    • Year and Date
      2017-01-26
  • [Presentation] 冗長表現に基づく耐タンパー性ガロア体算術演算回路の設計に関する検討2017

    • Author(s)
      上野嶺, 本間尚文, 青木孝文
    • Organizer
      第30回多値論理とその応用研究会
    • Place of Presentation
      石川県文教会館(金沢市)
    • Year and Date
      2017-01-07
  • [Presentation] 認証付き暗号のための耐タンパー性ガロア体乗算に関する検討2016

    • Author(s)
      忍田大和, 上野嶺, 本間尚文, 青木孝文
    • Organizer
      第39回多値論理フォーラム
    • Place of Presentation
      いわて県民交流センター(盛岡市)
    • Year and Date
      2016-09-10
  • [Presentation] 物理複製困難関数の多値化とその応用に関する検討2016

    • Author(s)
      鈴木麻奈美, 上野嶺, 本間尚文, 青木孝文
    • Organizer
      第39回多値論理フォーラム
    • Place of Presentation
      いわて県民交流センター(盛岡市)
    • Year and Date
      2016-09-10
  • [Remarks] 東北大学電気通信研究所環境調和型セキュア情報システム研究分野

    • URL

      http://www.ecsis.riec.tohoku.ac.jp/

URL: 

Published: 2018-01-16  

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