| Project/Area Number |
23K28087
|
|---|
| Project/Area Number (Other) |
23H03397 (2023)
|
|---|
| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
|
| Allocation Type | Multi-year Fund (2024)
Single-year Grants (2023) |
|---|
| Section | 一般 |
|---|
| Review Section |
Basic Section 60070:Information security-related
|
|---|
| Research Institution | Nara Institute of Science and Technology |
|---|
Principal Investigator |
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)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
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)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2024-04-01 – 2027-03-31
|
| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2024)
|
| Budget Amount *help |
¥18,850,000 (Direct Cost: ¥14,500,000、Indirect Cost: ¥4,350,000)
Fiscal Year 2026: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
Fiscal Year 2025: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2024: ¥4,810,000 (Direct Cost: ¥3,700,000、Indirect Cost: ¥1,110,000)
Fiscal Year 2023: ¥7,540,000 (Direct Cost: ¥5,800,000、Indirect Cost: ¥1,740,000)
|
|---|
| Keywords | 真性乱数生成器 / 物理攻撃 / 周波数ロック攻撃 / ハードウェアセキュリティ / 物理乱数生成 / 物理乱数生成器 / 電磁妨害 / 乱数生成器 / 電磁波注入攻撃 / 評価基盤 |
|---|
| Outline of Research at the Start |
本研究では、攻撃者が機器に接近し意図的に電気的な外乱を与えたとしても乱数性が低下しない真性乱数生成環境の開発を行う。具体的には、(1) 外乱印加時の影響評価による乱数生成器に有効な電磁波パラメタを特定し、(2) 攻撃の電気的変化を特徴量とした検知手法の開発を行う。また、(3) 攻撃時の乱数性の低下の特徴を生かしたポストプロセッシング技術の開発により、攻撃時でも動作を止めない乱数生成を行う。さらに (4) ワーストケース評価のために、基板シミュレーション技術を用いて脆弱となる評価環境の開発を行い、上記を統合することで厳しい攻撃にも耐えうる真性乱数生成手法の確立を目指す。
|
| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、真性乱数生成器を対象にその物理攻撃耐性について評価し、耐性を高める技術基盤創生を目指す。2025年度には、評価対象を昨年度のROベースのものだけでなく、より複雑な機構を有する位相同期回路(PLL)を用いたものに拡張を行った。PLLを用いたものは乱数生成に用いる物理現象が異なるが、電気的な外乱に応答性を持ち、乱数性が低下することを明らかにした。これにより異なるメカニズムの乱数生成機構に対する攻撃の一般化を進めたといえる。
対策に対しては、内部の乱数源となるリングオシレータ（RO)の外乱への影響評価に取り組んだ。ROは電源雑音や温度変化の影響を受け、発振周波数の変化が変化する。そのため、単純な周波数の変動を観測しても攻撃による外乱を見分けることは難しい。それに対して、電圧や温度変化に関して補正を行う機構の提案を行った。また、外乱に対する感度が異なる機構との比較により攻撃者による外乱を検知できる見込みを得た。
また、評価の高精度化に向けた取り組みも行った。これまでに放射電磁波から内部の乱数性を推定する手法が提案されている。この手法の限界は放射する電磁波が周囲の雑音を下回った際に観測が困難になる点であった。これに対して、外部からの電磁波照射をキャリア信号として内部信号自体の情報を取り出す手法について検討を行った。この手法により照射する電磁波の強度を調整することで環境に影響されない評価が可能となる見込みを得た。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
実績の内容で示したように本研究課題では、物理攻撃耐性を有する真性乱数生成基盤技術の開発を行うために、攻撃者が行う攻撃の一般化、攻撃手法に対する対策技術の創出および評価の高精度化について取り組んでいる。今年度は、それぞれの研究小項目に対して明確な進捗を得ることができている。具体的には、国内研究会だけではなく、国際会議および国際ジャーナルに採録される成果を得ているため進捗状況が順調であると考えている。
|
| Strategy for Future Research Activity |
本研究では、真性乱数生成器を対象にその物理攻撃耐性について評価し、耐性を高める技術基盤創生を目指す。物理攻撃耐性を有する真性乱数生成基盤技術の開発を行うために、攻撃者が行う攻撃の一般化、攻撃手法に対する対策技術の創出および評価の高精度化について引き続き取り組み、それぞれの研究項目を深化させる計画である。具体的には、攻撃の一般化においては、今年度の成果で得られた異なる構造の乱数生成器の外乱への感度評価を統合し、一般項を抽出する作業に取り組む予定である。これにより攻撃評価にかかるコストや対策の効率化を目指す。対策技術においては、検討段階の攻撃検知センサーを乱数生成回路に組み込み、実際に攻撃のみを検知可能であることを評価する予定である。評価の高精度化においては、現状の技術では出力信号を出力することを前提としているため、内部信号についても照射電磁波の周波数の向上などにより取り出すことができないかについて検討を行う予定である。
|
