| 研究課題/領域番号 |
19K11973
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分60070:情報セキュリティ関連
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| 研究機関 | 創価大学 |
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研究代表者 |
鳥居 直哉 創価大学, 理工学部, 教授 (10417511)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2021年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2020年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2019年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
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| キーワード | 物理乱数生成器 / TRNG / リングオシレータ / COSO / TERO / STR / サイドチャネル攻撃 / COSO型TRNG / 統計評価 / SP 800-90B / AIS 20/30 / IoT / 真性乱数生成器 / パワーアップテスト / 統計検定 / SP800-90B / AIS20/31 / ヘルステスト / 乱数テスト / IoTデバイス |
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| 研究開始時の研究の概要 |
様々な環境に多数のIoT（Internet of Things）デバイスを配置し，それらの情報を集約し，分析することで新しいサービスを提供するIoTシステムが注目されています。IoTデバイスに適したセキュリティ対策は喫緊の課題の一つとなっています。本研究では，IoTデバイスに搭載され，暗号通信の鍵やデバイス内の格納データの暗号化の鍵の元となる乱数を生成する物理乱数生成器(TRNG）について，デバイスの設置される場所で温度や電圧が変動しても，また電源起動時した直後でも安定して高いエントロピーをもつ乱数を生成するTRNGの実現方法について検討し，FPGA実装により評価を行います。
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| 研究成果の概要 |
IoT機器の暗号鍵の元となる乱数生成に使用されるTRNG（True Random Number Generator）について，実装が容易で高エントロピーの乱数を出力するTRNGのハードウェア構成について評価しました。5種類のエントロピー源を用いたTRNGについて、出力乱数に対する定常状態および起動時の統計テスト、回路規模、及び消費電力について評価を実施しました。また，TRNGへの攻撃として，5種類のうち1つのエントロピー源を選び，それを用いたTRNGについて周囲温度と入力電圧を変化させた場合の乱数系列の統計テストを行いました。さらに、効果的なサイドチャネル攻撃を行い、対策を明らかにしました。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
IoTデバイスとの通信には暗号が使用される．安全な暗号鍵の生成には物理乱数生成器（TRNG）が用いられる．TRNGは、小規模、低消費電力で高速な乱数の生成を可能にすることが理想だが全てを満たす方式は存在しない．また，適用する領域によって重視する要件も異なってくる．本研究では，実装の容易さも含めた観点から5種類のエントロピー源について同じFPGA上で実装し、処理性能やハードウェア規模を評価することにより，重視する要件に応じてTRNGのエントロピー源やハードウェア構成を適切に選択することを可能にしている．
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