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大規模集積回路における寿命予測・障害予防に向けたクロスレイヤ設計手法

研究課題

研究課題/領域番号 17J06952
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 電子デバイス・電子機器
研究機関京都大学

研究代表者

辺 松  京都大学, 情報学研究科, 特別研究員(DC1)

研究期間 (年度) 2017-04-26 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
2,500千円 (直接経費: 2,500千円)
2019年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
2018年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
2017年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
キーワードハードウェアアクセラレータ / セキュリティ / 準同型暗号 / ハードウェアセキュリティ / 機械学習 / セキュア推論 / Approximate computing / 静的タイミング解析 / 半導体信頼性
研究実績の概要

本年度は、集積回路の劣化状況や寿命の推定を十分に安全な方式で行うフレームワークの検討を行った。
1. Learning with Errors (LWE)のハードウェア基盤創出
前年度で得られた知見により、Learning with Errors (LWE)暗号に基づく秘密計算方式を実現するために、ハードウェア基盤の構築が重要であることが分かり、本年度では、そのさらなる効率化を検討した。南京航空航天大学と共同研究を行い、2018年に本研究の一部として発表された近似計算手法を暗号システムに適用する研究(DWE: Decrypting Learning with Errors with Errors)を、より汎用的なField Programmable Gate Array (FPGA)デバイスの上で実装し、実際のセキュリティプロトコルでその実用性を確かめた結果を、システム設計のトップ会議であるInternational Symposium on Circuits and Systems (ISCAS)に採択された。また、今年度にLWEとRing LWE (RLWE)対し設計した乗算器アーキテクチャ設計自動化分野における最難関会議であるDesign Automation Conference (DAC)に発表し、その関連研究もWorkshop on Synthesis and System Integration of Mixed Information Technologies (SASHIMI)で発表した。

2. 小型センサによる寿命推定
上記の安全方式の結果を踏まえ、小型センサによる寿命推定の計算方式を考え、SASHIMIで発表した。発表したセンサアーキテクチャを用いれば、簡単な計算で高精度な寿命推定が可能であることを示した。

現在までの達成度 (段落)

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (15件)

すべて 2020 2019 2018 2017 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (11件) (うち国際学会 11件)

  • [国際共同研究] 南京航空航天大学(中国)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [雑誌論文] Hardware-Accelerated Secured Naïve Bayesian Filter Based on Partially Homomorphic Encryption2019

    • 著者名/発表者名
      S. Bian, M. Hiromoto, and T. Sato
    • 雑誌名

      IEICE Transactions on Fundamentals of Electronics, Communications and Computer Sciences

      巻: E102.A 号: 2 ページ: 430-439

    • DOI

      10.1587/transfun.E102.A.430

    • NAID

      130007587609

    • ISSN
      0916-8508, 1745-1337
    • 年月日
      2019-02-01
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Coin flipping PUF: A novel PUF with improved resistance against machine learning attacks2018

    • 著者名/発表者名
      Y. Tanaka, S. Bian, M. Hiromoto, and T. Sato
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Circuits and Systems--II: Express Briefs (TCASII)

      巻: 65 号: 5 ページ: 602-606

    • DOI

      10.1109/tcsii.2018.2821267

    • NAID

      120006463756

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Identification and Application of Invariant Critical Paths under NBTI Degradation2017

    • 著者名/発表者名
      Song Bian, Shumpei Morita, Michihiro Shintani, Hiromitsu Awano, Masayuki Hiromoto, and Takashi Sato
    • 雑誌名

      IEICE Transactions on Fundamentals of Electronics, Communications and Computer Sciences

      巻: E100.A 号: 12 ページ: 2797-2806

    • DOI

      10.1587/transfun.E100.A.2797

    • NAID

      130006236529

    • ISSN
      0916-8508, 1745-1337
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] AxMM: Area and Power Efficient Approximate Modulo Multiplier for R-LWE Cryptosystem2020

    • 著者名/発表者名
      Dur E Shahwar Kundi, Song Bian, Ayesha Khalid, Chenghua Wang, Maire O'Neill, and Weiqiang Liu
    • 学会等名
      Proc. of IEEE International Symposium on Circuits and Systems
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Filianore: Better Multiplier Architectures for LWE-based Post-Quantum Key Exchange2019

    • 著者名/発表者名
      Song Bian, Masayuki Hiromoto, Takashi Sato
    • 学会等名
      Proc. of ACM/IEEE Design Automation Conference
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Estimation of NBTI-Induced Timing Degradation Considering Duty Ratio2019

    • 著者名/発表者名
      Kunihiro Oshima, Song Bian and Takashi Sato
    • 学会等名
      Proc. The 22nd workshop on synthesis and system integration of mixed information technologies
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Improved Multiplier Architecture on ASIC for RLWE-based Key Exchange2019

    • 著者名/発表者名
      Tatsuki Ono, Song Bian and Takashi Sato
    • 学会等名
      Proc. The 22nd workshop on synthesis and system integration of mixed information technologies
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Towards Practical Homomorphic Email Filtering: A Hardware-Accelerated Secure Naive Bayesian Filter2019

    • 著者名/発表者名
      Song Bian, Masayuki Hiromoto, and Takashi Sato
    • 学会等名
      Asia and South Pacific Design Automation Conference (ASP-DAC)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] DArL: Dynamic Parameter Adjustment for LWE-Based Secure Inference2019

    • 著者名/発表者名
      Song Bian, Masayuki Hiromoto, and Takashi Sato
    • 学会等名
      Design, Automation & Test in Europe (DATE)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] DWE: Decrypting Learning with Errors with Errors2018

    • 著者名/発表者名
      Song Bian, Masayuki Hiromoto, and Takashi Sato
    • 学会等名
      ACM/IEEE Design Automation Conference (DAC)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Efficient Exploration of Worst Case Workload and Timing Degradation Under NBTI2018

    • 著者名/発表者名
      Shumpei Morita, Song Bian, Michihiro Shintani, Masayuki Hiromoto, and Takashi Sato
    • 学会等名
      Asia and South Pacific Design Automation Conference (ASP-DAC)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A Study on NBTI-Induced Delay Degradation Considering Stress Frequency Dependence2018

    • 著者名/発表者名
      Zuitoku Shin, Shumpei Morita, Song Bian, Michihiro Shintani, Masayuki Hiromoto, and Takashi Sato
    • 学会等名
      International Symposium on Quality Electronic Design (ISQED)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] DWE: Decrypting Learning with Errors with Errors2018

    • 著者名/発表者名
      Song Bian, Masayuki Hiromoto, and Takashi Sato
    • 学会等名
      Design Automation Conference (DAC)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] LSTA: Learning-Based Static Timing Analysis for High-Dimensional Correlated On-Chip Variations2017

    • 著者名/発表者名
      Song Bian, Michihiro Shintani, Masayuki Hiromoto, and Takashi Sato
    • 学会等名
      Design Automation Conference (DAC)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会

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公開日: 2017-05-25   更新日: 2024-03-26  

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