2014 Fiscal Year Research-status Report
秘匿化・難読化のためのPLCプログラムのハードウェア化に関する研究
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26870278
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| Research Institution | Toyohashi University of Technology |
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Principal Investigator |
藤枝 直輝 豊橋技術科学大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (30708425)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | FPGA / ハードウェア / セキュリティ / 専用回路 / 難読化 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本課題では，産業用機械などのシーケンス制御において広く用いられるPLC（Programmable Logic Controller）のプログラムをハードウェア記述へと変換するにあたり，より解析や盗用が困難なハードウェア記述を生成するための方法の提案と，それらを容易に適用できるインフラの構築を目的としている．平成26年度は，(1) 難読化・ハードウェア化のためのソフトウェアインフラの構築，(2) ハードウェア化における難読化手法の適用・評価，について研究を行った．また，本研究をシステムに適用することを考慮して，(3) 汎用プロセッサ上の機械語プログラムの難読化の要素技術 についても，併せて研究を行った．
(1) では，PLCプログラムを解析し中間形式へ変換するフロントエンド部と，中間形式をハードウェア記述へ変換するバックエンド部を含むツールチェーンを構築した．(2) では，Opaque Predicateとよばれる難読化手法を適用し，上記ツールチェーンにおける中間形式同士の変換ツールとして実装し，評価を通じて回路複雑化の効果を確認した．これらの結果については研究会発表を行った．(3) では，汎用プロセッサの機械語列を圧縮・難読化するための命令レジスタファイルという機構について，その効率を高める手法を提案した．本研究を適用したシステムを構築するにあたっては，プログラムの一部をハードウェア化し，残りの部分は汎用プロセッサ上で実行することも考えられる．そのためこの研究は本課題と大きく関連する．この研究の成果は英文論文「An XOR-based Parameterization for Instruction Register Files（命令レジスタファイルのXORを用いたパラメータ化）」として論文誌に採録された．
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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
計画では難読化手法適用の段階としてハード・ソフトの区分を用い，これらに順々に手法を適用することを検討していた．この区分は，(1) において拡張性を高めるために中間形式を経由したツールチェーンを構築したことにより，現在はやや曖昧になっている．しかしながら，(2) で適用した手法はソフトウェア同士の変換，あるいはそれをハードウェア化する際に適用するものと位置付けられる．このため，本研究は概ね計画通り進行していると考えている．
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| Strategy for Future Research Activity |
引き続き，ハードウェア化における難読化手法の適用・評価を早急に進める．これらの知見をもとに，PLCプログラムやそのハードウェア化された記述の特徴について整理し，それを活かした独自のハードウェア秘匿化・難読化手法について検討する．また，ソフトウェアインフラの改良や研究成果の発表についても適宜行っていく．
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| Causes of Carryover |
研究動向調査のために参加を予定していた国際会議について，所属組織内での予定との折り合いがつかず不参加となった．また，ワークステーションの部品更新代として計上した費用については，平成27年度に一式を購入するために平成26年度の支出を見送った．
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
FPGAへの論理回路の合成・実装には多くの計算時間やメモリ資源を要する．また，大規模な評価を行うにあたっては，複数台の計算機を用いてパラメータの異なる回路を並行して合成することが適切である場合がある．そのため，平成26年度分と合わせて計算機を一式購入する予定である．
また，動向調査および積極的な成果発表のための旅費，英文論文誌への掲載を見据えた校閲料と論文掲載料を計上している．
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Research Products
(4 results)
