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暗号化によるプログラムの保護機能をサポートするプロセッサ・アーキテクチャ

研究課題

研究課題/領域番号 17500044
研究種目

基盤研究(C)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 計算機システム・ネットワーク
研究機関広島市立大学

研究代表者

北村 俊明  広島市立大学, 情報科学部, 教授 (10324683)

研究期間 (年度) 2005 – 2006
研究課題ステータス 完了 (2006年度)
配分額 *注記
3,200千円 (直接経費: 3,200千円)
2006年度: 1,500千円 (直接経費: 1,500千円)
2005年度: 1,700千円 (直接経費: 1,700千円)
キーワードセキュアプロセッサ / 公開鍵暗号 / プロセッサアーキテクチャ / プログラム著作権保護
研究概要

1.セキュアプロセッサの提案
プログラムの著作権保護を目指した,セキュアプロセッサを提案した.本提案の特徴は,(1)プログラムだけを暗号化しデータは平文のままとする,(2)暗号と復号鍵の対応を従来のプロセス単位ではなく仮想記憶のページ単位に指定できるようにし,複数のプロセスから共有されるようなライブラリの暗号化を可能とした;が挙げられる.
2.提案プロセッサのフィジビリティ・スタディ
暗号化方式としてハイブリッド方式を採用し、より性能に影響する共通鍵暗号には,DESとAES方式を設計評価し,暗号強度も含めてAESの優位性を示した.また,公開鍵暗号として標準的なRSA方式を採用し,これらをすべて装備したARM命令セット準拠のプロセッサを設計し,ハードウェア量の評価を行った.性能的にも,ソフトウェアシミュレータを作成して本方式採用による性能低下を評価し,これらの結果から,十分な実現性があることを示した.
3.データ解析によるプログラム解読可能性の調査
プログラムのみを暗号化しているため,いくつかの初期値に対して対象命令を実行し,その実行結果から命令を推測することが原理的には可能と考えられる.この手間が実際どのくらいなのか調査を行った.前提として(1)OSレベルの特権機能は乗っ取れる,(2)メモリバスはハードウェア的に観測可能で,メモリアクセスのアドレスとデータはキャッシュラインの単位で分かる,(3)外部割り込みを利用するなどで,1命令ずつ対象命令を実行しその結果を観測できる;を置くことで,数回〜数十回の試行で各命令を解読することが可能であることが判明した.今後,これらの前提条件を満足しないプロセッサとすれば提案方式でプログラム保護が可能であるのか検討を進めたい.

報告書

(3件)
  • 2006 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2005 実績報告書
  • 研究成果

    (7件)

すべて 2006 2005

すべて 雑誌論文 (7件)

  • [雑誌論文] 公開鍵暗号を用いてプログラムの保護を行うプロセッサの提案2006

    • 著者名/発表者名
      城本 正尋
    • 雑誌名

      社団法人 情報処理学会 論文誌 コンピューティングシステム SIG 18(ACS 16)

      ページ: 55-64

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] プログラム保護を行うプロセッサの公開鍵暗号ハードウェアの評価2006

    • 著者名/発表者名
      酒井 智也
    • 雑誌名

      社団法人 情報処理学会 研究報告 2006-ARC-170

      ページ: 19-24

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 実績報告書 2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] A Processor with Program Protection Feature by use of Public Key Cryptosystem2006

    • 著者名/発表者名
      Masahiro Shiromoto, et al.
    • 雑誌名

      IPSJ Transaction on Advanced Computer System Vol.47, No.SIG18(ACS 16)

      ページ: 55-64

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Evaluation of Public Key Cryptosystem2006

    • 著者名/発表者名
      Tomoya Sakai, et al.
    • 雑誌名

      Hardware of Processor that has Program Protection Feature IPSJ SIG Technical Reports 2006-ARC-170

      ページ: 19-24

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 公開鍵暗号を用いてプログラムの保護を行うプロセッサの提案2006

    • 著者名/発表者名
      城本 正尋
    • 雑誌名

      社団法人 情報処理学会 論文誌 コンピューティングシステム SIG 18 (ACS 16)

      ページ: 55-64

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] 公開鍵暗号を用いてプログラムの保護を行うプロセッサの開発2005

    • 著者名/発表者名
      城本 正尋
    • 雑誌名

      社団法人 情報処理学会 研究報告 2005-ARC-165

      ページ: 21-26

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要 2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Development of Processor that has Program Protection Feature by use of Public Key Cryptosystem2005

    • 著者名/発表者名
      Masahiro Shiromoto, et al.
    • 雑誌名

      IPSJ SIG Technical Reports 2005-ARC-165

      ページ: 21-26

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要

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公開日: 2005-04-01   更新日: 2016-04-21  

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