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2018 年度 実績報告書

IC設計情報に基づく暗号回路のサイドチャネル攻撃予測に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 16K00186
研究機関岡山大学

研究代表者

五百旗頭 健吾  岡山大学, 自然科学研究科, 助教 (10420499)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
キーワード情報セキュリティ / 暗号 / セキュリティ評価 / 耐タンパー性 / 等価回路モデル / 漏洩源推定 / 相関解析
研究実績の概要

暗号回路の設計情報に基づきRTLレベルシミュレーションによりサイドチャネル攻撃耐性を予測する方法を開発した。暗号回路の設計情報に基づくRTLレベルシミュレーションによりサイドチャネル攻撃耐性を精度よく予測可能であることを示し、設計データからシミュレーションモデルを同定する方法を開発できた。
さらに、設計情報に基づく耐性予測に基づく暗号回路のサイドチャネル攻撃耐性の設計方法論の開発を目的として、サイドチャネル情報漏えい波形の信号対雑音比(SNR)による耐性予測の可能性を検証した。実測した漏えい波形に基づく検討より、解析的に導出されたSNRとサイドチャネル情報漏えい強度の関係式が実際に漏えい波形に対して成立することを示した。さらにAES暗号回路への実攻撃を想定して、ステート行列の1 byteごとのSNRを設計情報から推定する方法について検討し、その実現可能性のある方法について示唆を得た。また、サイドチャネル攻撃耐性の設計ため、情報漏洩周波数帯域を導出しそれを実験により検証した。
加えて、サイドチャネル攻撃法を応用し、電磁妨害波(EMI)のノイズ源を推定する手法を開発した。EMIのノイズ源となるディジタルICのスイッチング電流をICで処理されるデータを変更することにより振幅変調し、その結果時間変動するEMI強度と処理データの相関係数に基づきICごとのEMIへの寄与度を定量的に推定する手法を開発した。この手法をノイズ源となりうるディジタルICを3個搭載したプリント基板に対して適用し、その有効性を検証した。その結果、各ICに起因するEMI強度を1GHz以下において数dB以下の誤差で推定できることを示した。

  • 研究成果

    (3件)

すべて 2019 2018

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (2件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] ノイズ源振幅変調と相関解析に基づくノイズ源IC毎の電磁妨害波強度推定2019

    • 著者名/発表者名
      吉野慎平, 五百旗頭健吾, 矢野佑典, 豊田啓孝
    • 雑誌名

      エレクトロニクス実装学会誌

      巻: 22 ページ: 218-225

    • DOI

      https://doi.org/10.5104/jiep.22.218

    • 査読あり
  • [学会発表] 差分電力解析におけるサイドチャネル波形のSNRと相関係数の関係式パラメータの実験による同定2019

    • 著者名/発表者名
      手嶋俊彰,五百旗頭健吾,豊田啓孝,矢野佑典
    • 学会等名
      暗号と情報セキュリティシンポジウム (SCIS2019), 2D3-4, 滋賀県大津市, Jan., 2019.
  • [学会発表] Extension of signal-to-noise ratio measurement method to byte-by-byte side-channel attack2018

    • 著者名/発表者名
      Kengo Iokibe, Toshiaki Teshima, Yusuke Yano, and Yoshitaka Toyota
    • 学会等名
      2018 IEEE International Symposium on Electromagnetic Compatibility and 2018 Asia-Pacific Symposium on Electromagnetic Compatibility (EMC/APEMC), WE-PM-SS-09-3, pp. 745-748, Singapore, May, 2018.
    • 国際学会

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公開日: 2019-12-27  

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