2014 Fiscal Year Annual Research Report
複製困難な物理特性を用いたセキュアな動的再構成システムの実現
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25730034
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| Research Institution | National Institute of Advanced Industrial Science and Technology |
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Principal Investigator |
堀 洋平 独立行政法人産業技術総合研究所, セキュアシステム研究部門, 主任研究員 (60530368)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | リコンフィギャラブルシステム / ハードウェアセキュリティ / FPGA / PUF / 暗号 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
FPGA上にPhysically Unclonable Function (物理複製困難関数, PUF)とFuzzy Extractorの回路を実装し、安全性の高い動的再構成システムの構築に関して検討した。
FPGAは回路構成データをデバイスに書き込むことで回路を変更できるLSIである．特に，FPGAの動作を止めることなく特定領域のみを動的に書き換える「動的再構成」技術は，多様化・高品質化するサービスやコンテンツを高速に処理し，高い信頼性で利用するために極めて有用である．しかし，FPGAの回路構成データは，常に盗聴・改ざん等の危険に曝されている．このような問題に対しては、回路構成情報を暗号化する方法が有効である。しかし、先進的なサイドチャネル攻撃等によって，暗号鍵を特定できることが分かっている．
このような先進的攻撃の下でも，安全な回路構築を実現できると期待される技術がPUFである．PUFはデバイスのばらつきを利用して複製困難なチップ固有IDを生成することができる．ただし、PUFの出力は不安定であるため、誤りの含まれる出力から暗号鍵を生成するためのFuzzy Extractorと呼ばれる仕組みが必須である。
本研究では、PUFとFuzzy Extractorをハードウェア実装し、安全に動的再構成システムを構築する方法について検討した。今回、誤り訂正符号としてReed-Solomon (RS)符号を使用し、RS符号の1シンボルは6ビット、符号語長は36シンボル、情報長は22シンボルとしてFuzzy Extractorを構築した。RS符号化器および復号器の回路開発には、Matlab HDL Coderによる高位合成を利用した。これら回路の速度や規模と性能を評価し、PUFベースの動的再構成システムの有効性について検討した。
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Research Products
(2 results)
