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Acquiring Resistance against Threats of Information Leakage due to Intentional Electromagnetic Irradiation Exposure to Electronic Devices

Research Project

Project/Area Number 21K19772
Research Category

Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Medium-sized Section 60:Information science, computer engineering, and related fields
Research InstitutionNara Institute of Science and Technology

Principal Investigator

Hayashi Yuichi  奈良先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 教授 (60551918)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) Kim YoungWoo  奈良先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 助教 (30862403)
藤本 大介  奈良先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 助教 (60732336)
Project Period (FY) 2021-07-09 – 2023-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help
¥6,500,000 (Direct Cost: ¥5,000,000、Indirect Cost: ¥1,500,000)
Fiscal Year 2022: ¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2021: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000)
Keywordsハードウェアセキュリティ / 電磁的情報漏えい / 意図的電磁妨害 / サイドチャネル攻撃
Outline of Research at the Start

本研究では、「故意に照射された電磁波により引き起こされる情報漏えいの脅威」への耐性獲得手法を探求する。まず、(1)情報漏えい評価システムを開発し、それを用いて脅威に対して潜在的に耐性を有するデバイスの特徴を明らかにする。(2)評価結果を基に、耐性を有するための機器設計論を開拓する。さらに、設計段階で脅威に対する耐性を事前予測可能なシミュレーションモデルの構築も目指す。

Outline of Final Research Achievements

This study developed a fast, accurate method to measure information leakage from intentionally emitted electromagnetic waves, identifying threat-targeted devices. By tracking and visualizing high-resolution time series of leaked waves, we determined leakage sources, propagation paths, and participating antenna elements, thus elucidating leakage mechanisms and involved physical structures. This knowledge informed a leakage model for advanced leakage prediction during design stages. Moreover, altering the equipment's electromagnetic environment via EMC countermeasures and environment control demonstrated the feasibility of resisting information leak threats by intentional electromagnetic interference.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

研究代表者らが新たに発見した脅威は、「ICを搭載する機器に特定の振幅、周波数の電磁波を故意に照射することでICの入出力情報を強制的に漏えいさせる新たな脆弱性」であり、多くの情報機器のセキュリティがハードウェアレベルで低下する恐れがある。こうした脅威に対し、本研究では、潜在的に耐性を有するデバイスの特徴を明らかにし、その知見を元に対策技術の基礎を導いた。こうした成果は多くの情報機器のセキュリティを確保するものであり、社会に与えるインパクトは少なくない。また、本研究の遂行において環境電磁工学及び情報セキュリティの融合領域を新たに開拓しており、この点において学術的意義が認められると考えられる。

Report

(3 results)
  • 2022 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2021 Research-status Report
  • Research Products

    (10 results)

All 2023 2022

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 3 results) Presentation (6 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Invited: 2 results)

  • [Journal Article] Evaluation of Statistical Fault Analysis Using Input Timing Violation of Sequential Circuit on Cryptographic Module Under IEMI2023

    • Author(s)
      Fujimoto Daisuke、Okamoto Takumi、Li Yang、Kim Youngwoo、Hayashi Yuichi
    • Journal Title

      IEEE Transactions on Electromagnetic Compatibility

      Volume: 65 Issue: 1 Pages: 51-57

    • DOI

      10.1109/temc.2022.3215583

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Echo TEMPEST: EM Information Leakage Induced by IEMI for Electronic Devices2023

    • Author(s)
      Kaji Shugo、Fujimoto Daisuke、Kinugawa Masahiro、Hayashi Yuichi
    • Journal Title

      IEEE Transactions on Electromagnetic Compatibility

      Volume: 2023 Issue: 3 Pages: 1-12

    • DOI

      10.1109/temc.2023.3252636

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Efficient Noninvasive Fault Injection Method Utilizing Intentional Electromagnetic Interference2023

    • Author(s)
      Nishiyama Hikaru、Fujimoto Daisuke、Sone Hideaki、Hayashi Yuichi
    • Journal Title

      IEEE Transactions on Electromagnetic Compatibility

      Volume: 2023 Issue: 4 Pages: 1-9

    • DOI

      10.1109/temc.2023.3264586

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] TEMPEST attack against high-resolution displays using differences in the transfer function of EM waves2022

    • Author(s)
      Kitazawa Taiki、Kitamura Yoshiki、Kim Yougwoo、Fujimoto Daisuke、Sone Hideaki、Hayashi Yuichi
    • Journal Title

      2022 3rd URSI Atlantic and Asia Pacific Radio Science Meeting

      Volume: 2022 Pages: 1-4

    • DOI

      10.23919/at-ap-rasc54737.2022.9814293

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] ROベースのTRNGに対する振幅確率分布を用いた乱数性評価手法2023

    • Author(s)
      尾崎慧一, 藤本大介, 大須賀彩希, 川村信一, 林優一
    • Organizer
      2023年 暗号と情報セキュリティシンポジウム
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 漏えいと妨害電磁波を用いた暗号モジュールに対する統計故障解析2023

    • Author(s)
      西山輝, 藤本大介, 林優一
    • Organizer
      2023年 暗号と情報セキュリティシンポジウム
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 意図的な電磁妨害により生ずる情報漏えいのモデル化に向けた評価環境の構築2022

    • Author(s)
      高野誠也, 鍛治秀伍, 衣川昌宏, 藤本大介, 林優一
    • Organizer
      電子情報通信学会 環境電磁工学研究会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] スマートシステムにおけるハードウェアセキュリティ2022

    • Author(s)
      林優一
    • Organizer
      第28回 EMC環境フォーラム
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Recent Trends and Future Prospects in Electromagnetic Information Security2022

    • Author(s)
      Yuichi Hayashi
    • Organizer
      EMSEC Workshop 2022
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 位相限定相関法を用いた意図的な電磁情報漏えい耐性評価法2022

    • Author(s)
      鍛治秀伍, 藤本大介, 林優一
    • Organizer
      電子情報通信学会総合大会
    • Related Report
      2021 Research-status Report

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Published: 2021-07-13   Modified: 2024-01-30  

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