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耐タンパー性を有する超高性能公開鍵暗号プロセッサの開発

研究課題

研究課題/領域番号 22680003
研究種目

若手研究(A)

配分区分補助金
研究分野 計算機システム・ネットワーク
研究機関東北大学

研究代表者

本間 尚文  東北大学, 情報科学研究科, 准教授 (00343062)

研究期間 (年度) 2010-04-01 – 2014-03-31
研究課題ステータス 完了 (2013年度)
配分額 *注記
13,390千円 (直接経費: 10,300千円、間接経費: 3,090千円)
2012年度: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円)
2011年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2010年度: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
キーワード計算機システム / システムオンチップ / VLSI設計技術 / 暗号プロセッサ / 耐タンパー性
研究概要

本研究は,世界最高水準の耐タンパー性と高い演算性能を兼ね備えた暗号プロセッサおよびその設計技術を開発した.具体的には,公開鍵暗号の中心的な演算である冪乗剰余演算に特化したプロセッサアーキテクチャを設計し,サイドチャネル攻撃に対する高い耐性を備えるRSA暗号プロセッサを開発した.また,開発したプロセッサのプロトタイプ実装に対して,サイドチャネル攻撃(入力選択型電力・電磁波解析攻撃および故障利用攻撃) 実験を網羅的に実施し, その耐性を実証した.さらに,それと並行して,多様な設計要求に応じて当該RSA 暗号プロセッサを自動生成するジェネレータを開発した.

報告書

(4件)
  • 2013 研究成果報告書 ( PDF )
  • 2012 実績報告書
  • 2011 実績報告書
  • 2010 実績報告書
  • 研究成果

    (59件)

すべて 2013 2012 2011 2010 その他

すべて 雑誌論文 (24件) (うち査読あり 24件) 学会発表 (29件) (うち招待講演 8件) 図書 (2件) 備考 (4件)

  • [雑誌論文] Fair and Consistent Hardware Evaluation of Fourteen Round Two SHA-3 Candidates2012

    • 著者名/発表者名
      Miroslav Knezevic, Kazuyuki Kobayashi, Jun Ikegami, Shin'ichiro Matsuo, Akashi Satoh, Unal Kocabas, Junfeng Fan, Toshiro Katashita, Takeshi Sugawara, Kazuo Sakiyama, Ingrid Verbauwhede, Kazuo Ohta, Naofumi Homma, Takafumi Aoki
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Very Large Scale Integration Systems

      巻: Vol.20, No.5 ページ: 827-840

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A Formal Approach to Designing Arithmetic Circuits over Galois Fields Using Symbolic Computer Algebra2012

    • 著者名/発表者名
      Kazuya Saito, Naofumi Homma, and Takafumi Aoki
    • 雑誌名

      Proceedings of the 17th Workshop on Synthesis And System Integration of Mixed Information technologies

      ページ: 153-158

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A Formal Approach to Designing Cryptographic Processors Based on GF(2^m) Arithmetic Circuits2012

    • 著者名/発表者名
      Naofumi Homma, Kazuya Saito, and Takafumi Aoki
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Information Forensics & Security

      巻: Vol.7, No.1 ページ: 3-13

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 暗号モジュールに対するサイドチャネル攻撃とその対策技術の研究動向2012

    • 著者名/発表者名
      林優一,本間尚文,水木敬明,青木孝文,曽根秀昭
    • 雑誌名

      電気学会論文誌 A

      巻: vol.132(2012), no.1 ページ: 9-12

    • NAID

      10030523586

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Fair and Consistent Hardware Evaluation of Fourteen Round Two SHA-3 Candidates2012

    • 著者名/発表者名
      Miroslav Knezevic
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Very Large Scale Integration Systems

      巻: 20 号: 5 ページ: 827-840

    • DOI

      10.1109/tvlsi.2011.2128353

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Formal Design of Multiple-Valued Arithmetic Algorithms over Galois Fields and its Application to Cryptographic Processors2012

    • 著者名/発表者名
      Naofumi Homma
    • 雑誌名

      Proceedings of the 42nd International Symposium on Multiple Valued Logic

      巻: 1 ページ: 110-115

    • DOI

      10.1109/ismvl.2012.24

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A Formal Approach to Designing Cryptographic Processors Based on GF(2^m) Arithmetic Circuits2012

    • 著者名/発表者名
      Naofumi Homma, et al
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Information Forensics & Security

      巻: Vol.7No.1 号: 1 ページ: 3-13

    • DOI

      10.1109/tifs.2011.2157687

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A Formal Approach to Designing Arithmetic Circuits over Galois Fields Using Symbolic Computer Algebra2012

    • 著者名/発表者名
      Kazuya Saito, et al
    • 雑誌名

      Proceedings of the 17th Workshop on Synthesis And System Integration of Mixed Information technologies

      巻: No.1 ページ: 153-158

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] High-performance Architecture for Concurrent Error Detection for AES Processors2011

    • 著者名/発表者名
      Takeshi Sugawara, Naofumi Homma, Takafumi Aoki, and Akashi Satoh
    • 雑誌名

      IEICE Transactions on Fundamentals of Electronics, Communications and Computer Sciences

      巻: Vol.E94-A, No.10 ページ: 1971-1980

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Systematic design of RSA processors based on high-radix Montgomery multipliers2011

    • 著者名/発表者名
      Atsushi Miyamoto, Naofumi Homma, Takafumi Aoki, and Akashi Satoh
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Very Large Scale Integration Systems

      巻: Vol.19, No.7 ページ: 1136-1146

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A Graph-Based Approach to Designing Multiple-Valued Arithmetic Algorithms2011

    • 著者名/発表者名
      Kazuya Saito, Naofumi Homma and Takafumi Aoki
    • 雑誌名

      Proceedings of the 41st International Symposium on Multiple Valued Logic

      ページ: 27-32

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Systematic design of RSA processors based on high-radix Montgomery multipliers2011

    • 著者名/発表者名
      A. Miyamoto, N. Homma, T. Aoki, and A. Satoh
    • 雑誌名

      IEEE Trans. Very Large Scale Integration Systems

      巻: 19 号: 7 ページ: 1136-1146

    • DOI

      10.1109/tvlsi.2010.2049037

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] High-Performance Architecture for Concurrent Error Detection for AES Processors2011

    • 著者名/発表者名
      Takeshi Sugawara, et al
    • 雑誌名

      IEICE Transactions on Fundamentals of Electronics, Communications and Computer Sciences

      巻: E94-A 号: 10 ページ: 1971-1980

    • DOI

      10.1587/transfun.E94.A.1971

    • NAID

      10030191161

    • ISSN
      0916-8508, 1745-1337
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A graph-based approach to designing multiple-valued arithmetic algorithms2011

    • 著者名/発表者名
      Kazuya Saito, Naofumi Homma, Takafumi Aoki
    • 雑誌名

      Proceedings of the 41st International Symposium on Multiple Valued Logic

      巻: No.1 ページ: 27-32

    • DOI

      10.1109/ismvl.2011.44

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] RSA 暗号プロセッサ自動生成システムの設計と評価2010

    • 著者名/発表者名
      馬場祐一, 宮本篤志, 本間尚文, 青木孝文, 佐藤
    • 雑誌名

      情報処理学会論文誌

      巻: Vol.51, No.9 ページ: 1847-1858

    • NAID

      40019543799

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Profiling attack using multivariate regression analysis2010

    • 著者名/発表者名
      Takeshi Sugawara, Naofumi Homma, Takafumi Aoki, and Akashi Satoh
    • 雑誌名

      IEICE Electronics Express

      巻: Vol.7, No.15 ページ: 1139-1144

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Multiple-Valued Constant-Power Adder and Its Application to Cryptographic Processor2010

    • 著者名/発表者名
      Naofumi Homma, Yuichi Baba, Atsushi Miyamoto, and Takafumi Aoki
    • 雑誌名

      IEICE Transactions on Information and Systems

      巻: Vol.E93-D, No.8 ページ: 2117-2125

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Comparative Power Analysis of Modular Exponentiation Algorithms2010

    • 著者名/発表者名
      Naofumi Homma, Atsushi Miyamoto, Takafumi Aoki, Akashi Satoh, and Adi Shamir
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Computers

      巻: Vol.59, No.6 ページ: 795-807

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Design of tamper-resistant registers for multiple-valued cryptographic processors2010

    • 著者名/発表者名
      Yuichi Baba, Naofumi Homma, Atsushi Miyamoto, Takafumi Aoki
    • 雑誌名

      Proceedings of the 40th International Symposium on Multiple Valued Logic

      ページ: 67-72

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Comparative Power Analysis of Modular Exponentiation Algorithms2010

    • 著者名/発表者名
      Naofumi Homma
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Computers

      巻: Vol.59 No.6 ページ: 795-807

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Design of tamper-resistant registers for multiple-valued cryptographic processors2010

    • 著者名/発表者名
      Yuichi Baba
    • 雑誌名

      Proceedings of the 40th International Symposium on Multiple Valued Logic

      ページ: 67-72

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Multiple-Valued Constant-Power Adder and Its Application to Cryptographic Processor2010

    • 著者名/発表者名
      Naofumi Homma
    • 雑誌名

      IEICE Transactions on Information and Systems

      巻: Vol.E93-DNo.8 ページ: 2117-2125

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Profiling attack using multivariate regression analysis2010

    • 著者名/発表者名
      Takeshi Sugawara
    • 雑誌名

      IEICE Electronics Express

      巻: Vol.7 No.15 ページ: 1139-1144

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] RSA暗号プロセッサ自動生成システムの設計と評価2010

    • 著者名/発表者名
      馬場祐一
    • 雑誌名

      情報処理学会論文誌

      巻: Vol.51 No.9 ページ: 1847-1858

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] ガロア体上の乗算器モジュールジェネレータの構築2013

    • 著者名/発表者名
      岡本広太郎,本間尚文,青木孝文
    • 学会等名
      第75回情報処理学会全国大会
    • 発表場所
      仙台 (3K-8,1-135-1-136)
    • 年月日
      2013-03-07
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] Security Evaluation of Cryptographic Systems against Physical Attacks2012

    • 著者名/発表者名
      Naofumi Homma
    • 学会等名
      2012 Bilateral Workshop between Tohoku University and National Tsing Hua University
    • 発表場所
      仙台
    • 年月日
      2012-12-12
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 正規基底表現されたガロア体上の算術演算回路の形式的設計に関する検討2012

    • 著者名/発表者名
      岡本広太郎, 本間尚文, 青木孝文
    • 学会等名
      第35回多値論理フォーラム
    • 発表場所
      富山 (No. 7, 7-1-7-6)
    • 年月日
      2012-09-15
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] Toward Formal Design of Cryptographic Processors Based on Galois Field Arithmetic2012

    • 著者名/発表者名
      Naofumi Homma
    • 学会等名
      PROOFS (Security Proofs for Embedded Systems) Workshop
    • 発表場所
      ルーベン,ベルギー
    • 年月日
      2012-09-13
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ガロア体上の算術演算回路の自動生成システムの構築2012

    • 著者名/発表者名
      岡本広太郎, 本間尚文, 青木孝文
    • 学会等名
      平成24年度 電気関係学会東北支部連合大会
    • 発表場所
      本庄 (No. 1I03, 115)
    • 年月日
      2012-08-30
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] What are going to be the key MVL innovations over the next 10 years?2012

    • 著者名/発表者名
      Naofumi Homma
    • 学会等名
      Special Panel Session on Upcoming Advances in MVL, the 42nd International Symposium on Multiple-Valued Logic
    • 発表場所
      ヴィクトリア,カナダ
    • 年月日
      2012-05-14
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ガロア体上の算術演算回路の形式的設計とそのAES 暗号プロセッサへの応用2012

    • 著者名/発表者名
      齋藤和也, 本間尚文, 青木孝文
    • 学会等名
      2012年暗号と情報セキュリティシンポジウム
    • 発表場所
      金沢 (Vol. 4C1-4, 1-8)
    • 年月日
      2012-02-02
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] ガロア体上の算術演算回路の形式的設計とそのAES暗号プロセッサへの応用2012

    • 著者名/発表者名
      齋藤和也
    • 学会等名
      2012年暗号と情報セキュリティシンポジウム
    • 発表場所
      金沢
    • 年月日
      2012-02-02
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] ガロア体上の算術演算回路の形式的表現に関する検討2012

    • 著者名/発表者名
      齋藤和也, 本間尚文, 青木孝文
    • 学会等名
      第25回多値論理とその応用研究会
    • 発表場所
      宮崎 (No. 8, 38-44)
    • 年月日
      2012-01-07
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] ガロア体上の算術演算回路の形式的表現に関する検討2012

    • 著者名/発表者名
      齋藤和也
    • 学会等名
      第25回多値論理とその応用研究会
    • 発表場所
      宮崎
    • 年月日
      2012-01-07
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 算術回路グラフの暗号プロセッサ設計への応用2011

    • 著者名/発表者名
      齋藤和也,本間尚文,青木孝文
    • 学会等名
      第34回多値論理フォーラム
    • 発表場所
      筑波 (No. 11, 11-1-11-6)
    • 年月日
      2011-09-18
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] 算術回路グラフの暗号プロセッサ設計への応用2011

    • 著者名/発表者名
      齋藤和也
    • 学会等名
      第34回多値論理フォーラム
    • 発表場所
      筑波
    • 年月日
      2011-09-18
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Efficient countermeasure against fault injection attacks on modular2011

    • 著者名/発表者名
      Sho Endo, Naofumi Homma and Takafumi Aoki
    • 学会等名
      平成23年度 電気関係学会東北支部連合大会
    • 発表場所
      多賀城 (No. 1A03, 3)
    • 年月日
      2011-08-25
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] Efficient countermeasure against fault injection attacks on modular2011

    • 著者名/発表者名
      Sho Endo
    • 学会等名
      平成23年度電気関係学会東北支部連合大会
    • 発表場所
      多賀城
    • 年月日
      2011-08-25
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] DPA Contest V3 and SASEBO-W for V42011

    • 著者名/発表者名
      Naofumi Homma
    • 学会等名
      International Workshop on Constructive Side-Channel Analysis and Secure Design
    • 発表場所
      ダルムシュタット,ドイツ
    • 年月日
      2011-02-24
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] DPA Contest V3 and SASEBO-W for V42011

    • 著者名/発表者名
      Naofumi Homma
    • 学会等名
      International Workshop on Constructive Side-Channel Analysis and Secure Design
    • 発表場所
      ダルムシュタット、ドイツ
    • 年月日
      2011-02-24
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 算術回路グラフに基づく算術演算回路の形式的設計に関する検討2011

    • 著者名/発表者名
      齋藤和也, 本間尚文, 青木孝文
    • 学会等名
      第24回多値論理とその応用研究会
    • 発表場所
      仙台 (No. 8, 8-1-8-6)
    • 年月日
      2011-01-08
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] 算術回路グラフに基づく算術演算回路の形式的設計に関する検討2011

    • 著者名/発表者名
      齋藤和也
    • 学会等名
      第24回多値論理とその応用研究会
    • 発表場所
      仙台
    • 年月日
      2011-01-08
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 多値算術演算回路向け算術アルゴリズムの形式的表現と検証に関する検討2010

    • 著者名/発表者名
      齋藤和也
    • 学会等名
      第33回多値論理フォーラム
    • 発表場所
      広島
    • 年月日
      2010-09-11
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 楕円曲線暗号ハードウェアの電力解析による安全性評価2010

    • 著者名/発表者名
      齋藤和也
    • 学会等名
      平成22年度電気関係学会東北支部連合大会
    • 発表場所
      八戸
    • 年月日
      2010-08-26
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 暗号LSI の設計技術2010

    • 著者名/発表者名
      本間尚文
    • 学会等名
      日本学術振興会 シリコン超集積化システム第165委員会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2010-04-16
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 多値算術演算回路向け算術アルゴリズムの形式的表現と検証に関する検討2010

    • 著者名/発表者名
      齋藤和也, 本間尚文, 青木孝文
    • 学会等名
      第33回多値論理フォーラム
    • 発表場所
      広島 (No. 8, 8-1-8-6)
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] 楕円曲線暗号ハードウェアの電力解析による安全性評価2010

    • 著者名/発表者名
      齋藤和也, 菅原健, 本間尚文, 青木孝文, 佐藤証
    • 学会等名
      平成22年度 電気関係学会東北支部連合大会
    • 発表場所
      八戸 (No. 1E08, 143)
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] What are going to be the key MVL innovations over the next 10 years?

    • 著者名/発表者名
      Naofumi Homma
    • 学会等名
      The 42nd International Symposium on Multiple-Valued Logic
    • 発表場所
      Victoria, Canada
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Toward Formal Design of Cryptographic Processors Based on Galois Field Arithmetic

    • 著者名/発表者名
      Naofumi Homma
    • 学会等名
      PROOFS (Security Proofs for Embedded Systems) Workshop
    • 発表場所
      Leuven, Belgium
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Security Evaluation of Cryptographic Systems against Physical Attacks

    • 著者名/発表者名
      Naofumi Homma
    • 学会等名
      2012 Bilateral Workshop between Tohoku University and National Tsing Hua University
    • 発表場所
      Sendai, Japan
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ガロア体上の算術演算回路の自動生成システムの構築

    • 著者名/発表者名
      岡本広太郎
    • 学会等名
      平成24年度 電気関係学会東北支部連合大会
    • 発表場所
      本庄,日本
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 正規基底表現されたガロア体上の算術演算回路の形式的設計に関する検討

    • 著者名/発表者名
      岡本広太郎
    • 学会等名
      第35回多値論理フォーラム
    • 発表場所
      富山,日本
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] ガロア体上の乗算器モジュールジェネレータの構築

    • 著者名/発表者名
      岡本広太郎
    • 学会等名
      第75回情報処理学会全国大会
    • 発表場所
      仙台,日本
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [図書] サイドチャネル攻撃 (映像情報メディア学会誌,Vol.64, No.11)2010

    • 著者名/発表者名
      本間尚文,青木孝文
    • 出版者
      映像情報メディア学会
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [図書] サイドチャネル攻撃,映像情報メディア学会誌2010

    • 著者名/発表者名
      本間尚文
    • 出版者
      映像情報メディア学会
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://www.aoki.ecei.tohoku.ac.jp/arith/mg/index.html

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [備考] 算術演算モジュールジェネレータ

    • URL

      http://www.aoki.ecei.tohoku.ac.jp/arith/mg/index.html

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://www.aoki.ecei.tohoku.ac.jp/arith/mg/index.html

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://www.aoki.ecei.tohoku.ac.jp/arith/mg/index.html

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書

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公開日: 2010-08-23   更新日: 2019-07-29  

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