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物理層のデータ改ざんに対抗する環境電磁工学的アプローチによる対策基盤の開拓

Research Project

Project/Area Number 23H00472
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (A)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Review Section Medium-sized Section 60:Information science, computer engineering, and related fields
Research InstitutionNara Institute of Science and Technology

Principal Investigator

林 優一  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) 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, 准教授 (60732336)
Project Period (FY) 2023-04-01 – 2028-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2025)
Budget Amount *help
¥46,150,000 (Direct Cost: ¥35,500,000、Indirect Cost: ¥10,650,000)
Fiscal Year 2026: ¥12,090,000 (Direct Cost: ¥9,300,000、Indirect Cost: ¥2,790,000)
Fiscal Year 2025: ¥10,270,000 (Direct Cost: ¥7,900,000、Indirect Cost: ¥2,370,000)
Fiscal Year 2024: ¥9,620,000 (Direct Cost: ¥7,400,000、Indirect Cost: ¥2,220,000)
Fiscal Year 2023: ¥4,940,000 (Direct Cost: ¥3,800,000、Indirect Cost: ¥1,140,000)
Keywords電磁情報セキュリティ / 意図的電磁妨害 / 真正性保証
Outline of Research at the Start

電磁波を情報システムに故意に照射することにより、システム内部で処理される情報の改ざんが発生し、それに起因する情報漏えいや、任意の命令実行、さらには、情報機器に接続されたアクチュエータなどの制御が奪われる可能性が指摘されている。こうした脅威に対抗するため、本研究では、意図的な電磁波照射による情報システムの機能低下メカニズムの解明とそれに基づく上位のアプリケーションに依らない環境電磁工学的アプローチに基づく対策基盤の開拓を目指す。

Outline of Annual Research Achievements

本年度は、IC への意図的電磁妨害(IEMI)に対する評価と対策技術の確立を目的に、三つの観点から研究を推進した。第一に、改ざんを検知する電気的変動を高精度で観測できるよう、時間領域・周波数領域の双方で高い空間分解能と低ノイズ性能を両立するモニタリング環境を改良し、評価系全体の測定精度を向上させた。第二に、FPGA を対象とする評価システムを新たに構築し、広帯域パルスを高い時間分解能で印加可能な送信系を整備したうえで、暗号系および非暗号系 IC の双方に対し、情報改ざんを誘発する妨害周波数成分と印加タイミングの抽出を開始した。第三に、電磁波の相反性に着目し、機器から放射される電磁波強度を指標として妨害に脆弱な配線パターンや配置を推定する手法の開発に着手し、伝送信号品質への影響を評価するための初期実験を実施した。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

本年度は、(1)ICへの意図的な電磁妨害を評価するための環境構築と(2)IC内部で情報改ざんを引き起こす妨害周波数を決定するパラメタ及び印加タイミングの抽出及び(3) 妨害を受けやすい配線パターンや配置の特定及び伝送信号品質に与える影響評価はいずれも計画どおりに進展している。高精度モニタリング環境のアップデートにより評価精度が向上し、広帯域パルス印加系を用いた実機テストでは妨害条件と情報改ざんの関係が定量的に把握できる段階に到達しつつある。また、放射強度を用いた妨害に対して脆弱な物理構造の推定法については有望な予備データが得られ、今後の詳細な解析に向け、基盤が整いつつある。

Strategy for Future Research Activity

今後はこれまでに得られた知見を応用し、機器設計時における電磁妨害耐性を評価可能な汎用的なシミュレーション手法の開発や意図的な妨害による情報システムの機能低下のメカニズムの解明と対策技術の開発を進める。

Report

(3 results)
  • 2024 Annual Research Report
  • 2023 Comments on the Screening Results   Annual Research Report
  • Research Products

    (38 results)

All 2025 2024 2023 Other

All Int'l Joint Research (3 results) Journal Article (10 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 9 results,  Open Access: 2 results) Presentation (25 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results,  Invited: 4 results)

  • [Int'l Joint Research] Yonsei University/Sejong University/KAIST(韓国)

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  • [Int'l Joint Research] KU Leuven(ベルギー)

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      Abe Koki、Fujimoto Daisuke、Hayashi Yuichi
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      Proceedings of 2024 14th International Workshop on the Electromagnetic Compatibility of Integrated Circuits (EMC Compo)

      Volume: - Pages: 1-4

    • DOI

      10.1109/emccompo61192.2024.10742048

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      Hikaru Nishiyama,Daisuke Fujimoto,Yuichi Hayashi
    • Journal Title

      EMC COMPO

      Volume: EMC Compo 2024 Pages: 131-135

    • DOI

      10.1109/emccompo61192.2024.10742058

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      Kaji Shugo、Kinugawa Masahiro、Fujimoto Daisuke、Hayashi Yuichi
    • Journal Title

      Proceedings of 2024 14th International Workshop on the Electromagnetic Compatibility of Integrated Circuits (EMC Compo)

      Volume: - Pages: 185-188

    • DOI

      10.1109/emceurope59828.2024.10722575

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      Hikaru Nishiyama,Daisuke Fujimoto,Yuichi Hayashi
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      EMC Europe

      Volume: Proc. EMC Europe 2024 Pages: 193-197

    • DOI

      10.1109/emceurope59828.2024.10722180

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      H. Nishiyama, D. Fujimoto and Y. Hayashi
    • Journal Title

      IEEE Transactions on Electromagnetic Compatibility

      Volume: 67 Issue: 2 Pages: 538-544

    • DOI

      10.1109/temc.2024.3468337

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      林優一、藤本大介
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      電波技術協会誌

      Volume: 2023 Pages: 26-29

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      Nishiyama Hikaru、Fujimoto Daisuke、Hayashi Yuichi
    • Journal Title

      2023 Workshop on Attacks and Solutions in Hardware Security(ASHES 2023)

      Volume: 2023 Pages: 93-102

    • DOI

      10.1145/3605769.3623991

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      Hayashi Yuichi、Leferink Frank、Nagata Makoto
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      Proceedings of 2023 International Symposium on Electromagnetic Compatibility (EMC Europe)

      Volume: - Pages: 1-6

    • DOI

      10.1109/emceurope57790.2023.10274206

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

      Proceedings of 2023 IEEE Symposium on Electromagnetic Compatibility & Signal/Power Integrity (EMC SIPI)

      Volume: - Pages: 487-487

    • DOI

      10.1109/emcsipi50001.2023.10241593

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  • [Journal Article] Improvement of IEMI Fault Injection from Outside Cryptographic Devices2023

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      Hikaru Nishiyama, Daisuke Fujimoto, Hideaki Sone, Yuichi Hayashi
    • Journal Title

      2023 XXXVth URSI General Assembly and Scientific Symposium (URSI GASS 2023)

      Volume: 2023 Pages: 1-1

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    • Author(s)
      Yuichi Hayashi
    • Organizer
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      2023 Annual Research Report
    • Invited

URL: 

Published: 2023-04-13   Modified: 2026-04-10  

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