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物理層のデータ改ざんに対抗する環境電磁工学的アプローチによる対策基盤の開拓

研究課題

研究課題/領域番号 23H00472
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 中区分60:情報科学、情報工学およびその関連分野
研究機関奈良先端科学技術大学院大学

研究代表者

林 優一  奈良先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 教授 (60551918)

研究分担者 藤本 大介  奈良先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 准教授 (60732336)
研究期間 (年度) 2023-04-01 – 2028-03-31
研究課題ステータス 交付 (2024年度)
配分額 *注記
46,150千円 (直接経費: 35,500千円、間接経費: 10,650千円)
2025年度: 10,270千円 (直接経費: 7,900千円、間接経費: 2,370千円)
2024年度: 9,620千円 (直接経費: 7,400千円、間接経費: 2,220千円)
2023年度: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
キーワード電磁情報セキュリティ / 意図的電磁妨害 / 真正性保証
研究開始時の研究の概要

電磁波を情報システムに故意に照射することにより、システム内部で処理される情報の改ざんが発生し、それに起因する情報漏えいや、任意の命令実行、さらには、情報機器に接続されたアクチュエータなどの制御が奪われる可能性が指摘されている。こうした脅威に対抗するため、本研究では、意図的な電磁波照射による情報システムの機能低下メカニズムの解明とそれに基づく上位のアプリケーションに依らない環境電磁工学的アプローチに基づく対策基盤の開拓を目指す。

研究実績の概要

本年度は、(1)ICへの意図的な電磁妨害を評価するための環境構築を進めると共に、(2)IC内部で情報改ざんを引き起こす妨害周波数を決定するパラメタ及び印加タイミングの抽出について取り組んだ。(1)については、機器の改ざんを検出するための指標となる電気変動を時間領域及び周波数領域における高い空間分解能・低ノイズで高精度にモニタリング可能な環境を構築すると共に、実機に応用可能な非侵襲でこうしたパラメタを計測可能な環境への拡張を行った。(2)については、伝送線路とICを対象とし、それらが設置される周囲の電磁環境を変化させながら、情報改ざんを引き起こす妨害周波数を決定するパラメタ及び印加タイミングの抽出を行った。また、注入効率の高い周波数を用いて、伝導及び放射の双方による妨害波印加を行い、情報改ざんが発生するパラメタ及び印加タイミングの抽出も行った。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

本年度は、(1)ICへの意図的な電磁妨害を評価するための環境構築と(2)IC内部で情報改ざんを引き起こす妨害周波数を決定するパラメタ及び印加タイミングの抽出について取り組んでおり、当初の計画を達成している。また、次年度から着手予定であった妨害を受けやすい物理構造に関する検討も前倒しで進めており、基礎的な成果は当該分野における主要な国際会議において採択が決定している。

今後の研究の推進方策

今後はこれまでに開発した評価環境を用いて妨害を受けやすい配線パターンや配置の特定及び妨害波が伝送信号に与える影響評価を行うと共に、シミュレーションを用いた汎用的な機器設計時における電磁妨害耐性評価手法の検討・開発を進める。

報告書

(2件)
  • 2023 審査結果の所見   実績報告書
  • 研究成果

    (16件)

すべて 2024 2023

すべて 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 1件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (11件) (うち国際学会 1件、 招待講演 2件)

  • [雑誌論文] 情報基盤を支えるハードウェアセキュリティ技術2024

    • 著者名/発表者名
      林優一、藤本大介
    • 雑誌名

      電波技術協会誌

      巻: 2023 ページ: 26-29

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [雑誌論文] Remote Fault Injection Attack against Cryptographic Modules via Intentional Electromagnetic Interference from an Antenna2023

    • 著者名/発表者名
      Nishiyama Hikaru、Fujimoto Daisuke、Hayashi Yuichi
    • 雑誌名

      2023 Workshop on Attacks and Solutions in Hardware Security(ASHES 2023)

      巻: 2023 ページ: 93-102

    • DOI

      10.1145/3605769.3623991

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Introduction to Physical Layer Security and Hardware Supply Chain Security: EM Tricks to Keep Your Information and Devices Safe2023

    • 著者名/発表者名
      Hayashi Yuichi、Leferink Frank、Nagata Makoto
    • 雑誌名

      Proceedings of 2023 International Symposium on Electromagnetic Compatibility (EMC Europe)

      巻: - ページ: 1-6

    • DOI

      10.1109/emceurope57790.2023.10274206

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Enhanced Modulation Degree of Leakage Wave Induced by IEMI via Nonlinear Circuit Elements2023

    • 著者名/発表者名
      Kaji Shugo、Fujimoto Daisuke、Hayashi Yuichi
    • 雑誌名

      Proceedings of 2023 IEEE Symposium on Electromagnetic Compatibility & Signal/Power Integrity (EMC SIPI)

      巻: - ページ: 487-487

    • DOI

      10.1109/emcsipi50001.2023.10241593

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Improvement of IEMI Fault Injection from Outside Cryptographic Devices2023

    • 著者名/発表者名
      Hikaru Nishiyama, Daisuke Fujimoto, Hideaki Sone, Yuichi Hayashi
    • 雑誌名

      2023 XXXVth URSI General Assembly and Scientific Symposium (URSI GASS 2023)

      巻: 2023 ページ: 1-1

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 誤り検出符号と振幅分布に着目した漏えい電磁波からのビット列復元に関する基礎検討2024

    • 著者名/発表者名
      阿部 虹稀, 北澤太基, 藤本 大介, 林優一
    • 学会等名
      ハードウェアセキュリティ研究会 (HWS)
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 計測過程におけるノイズや伝達特性の影響を考慮した深層学習を用いたサイドチャネル解析手法の検討2023

    • 著者名/発表者名
      北村圭輝, 北澤太基, 林優一
    • 学会等名
      ハードウェアセキュリティ研究会 (HWS)
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 漏えい電磁波に含まれる符号化された情報の復元に関する基礎検討2023

    • 著者名/発表者名
      阿部虹稀, 北澤太基, 藤本大介, 林優一
    • 学会等名
      2023年電子情報通信学会ソサイエティ大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] スイッチングレギュレータからのバックスキャッタリングに着目したサイドチャネル攻撃に関する基礎検討2023

    • 著者名/発表者名
      北澤太基, 鍛治秀伍, 藤本大介, 林 優一
    • 学会等名
      環境電磁工学研究会 (EMCJ)
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 位相同期回路へのグリッチ注入に基づく故障利用解析の基礎検討2023

    • 著者名/発表者名
      西山輝, 藤本大介, 林優一
    • 学会等名
      ハードウェアセキュリティ研究会 (HWS)
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 意図的な電磁波照射に対するカメラシステムのイミュニティ評価2023

    • 著者名/発表者名
      田中美優, 藤本大介, 林 優一
    • 学会等名
      ハードウェアセキュリティ研究会 (HWS)
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 位相同期回路の周波数逓倍比が暗号モジュールへの故障注入に与える影響に関する基礎検討2023

    • 著者名/発表者名
      西山輝, 藤本大介, 林優一
    • 学会等名
      環境電磁工学研究会 (EMCJ)
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 複数の位相同期回路を用いた暗号モジュールへの故障注入の抑制手法に関する検討2023

    • 著者名/発表者名
      西山輝, 藤本大介, 林優一
    • 学会等名
      ハードウェアセキュリティフォーラム
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 漏えい電磁波に含まれる符号化された情報に対する復元と外来雑音による影響の考察2023

    • 著者名/発表者名
      阿部 虹稀, 藤本 大介, 林優一
    • 学会等名
      ハードウェアセキュリティフォーラム
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Introduction to Emission Security, TEMPEST, Physical Layer Security, Side Channel Attack2023

    • 著者名/発表者名
      Yuichi Hayashi
    • 学会等名
      EMC Europe 2023
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Mathematics of Electromagnetic Information Leakage Including Modern Cryptography2023

    • 著者名/発表者名
      Yuichi Hayashi
    • 学会等名
      Mathematics of Security Analysis for Modern Cryptography
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 招待講演

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公開日: 2023-04-13   更新日: 2025-04-17  

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