| 研究課題/領域番号 |
21H03413
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分60040:計算機システム関連
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| 研究機関 | 国立研究開発法人産業技術総合研究所 |
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研究代表者 |
堀 洋平 国立研究開発法人産業技術総合研究所, エレクトロニクス・製造領域, 主任研究員 (60530368)
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| 研究分担者 |
今福 健太郎 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 情報・人間工学領域, 主任研究員 (10298169)
片下 敏宏 国立研究開発法人産業技術総合研究所, エレクトロニクス・製造領域, 主任研究員 (90500215)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
16,770千円 (直接経費: 12,900千円、間接経費: 3,870千円)
2023年度: 5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円)
2022年度: 5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円)
2021年度: 6,110千円 (直接経費: 4,700千円、間接経費: 1,410千円)
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| キーワード | 情報セキュリティ / PUF / FPGA / 暗号・セキュリティ / 回路とシステム / 耐タンパー技術 / ハードウェアセキュリティ |
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| 研究開始時の研究の概要 |
クラウドFPGAの安全な利用を実現するため、クラウドFPGA上にセキュアなPUF及び暗号システムを構築しその実装可能性・安全性・有効性を実証する。この目的達成のため、クラウドFPGA上のPUF及び暗号システムにおいて以下に取り組む：(1)FPGA上のPUFの性能向上、(2)機械学習攻撃への耐性向上、(3)リモートサイドチャネル攻撃対策の研究開発。
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| 研究成果の概要 |
物理複製困難回路 (Physically Unclonable Function)を用いた信頼起点 (Root of Trust) を構築し、暗号技術と組みわせることで、クラウドFPGAのセキュリティの問題を解決する。本研究では、FPGA上でもユニーク性・安定性が高く、機械学習攻撃に耐性のあるPUFの開発を行った。複数のフリップフロップをアンバランスな位置において意図的に遅延差を作り出すことで、FPGA上でMulti-threshod型のArbiter PUFを実現した。本PUFは、他のArbiter型PUFの数倍から数十倍小さな面積でありながら、高い機械学習耐性を有することが示された。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究は、深層学習攻撃への耐性があり、ユニーク性や安定性の高いPUFをFPGA上において実現した。特に、非常に強力な攻撃手法とされる深層学習攻撃に対して、小面積でありながら高い防御性能を実現することができた。これにより、近年サービスが開始されたクラウドFPGA (FPGAaaS) を安全に利用する手法の一つが示されたと言える。
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