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2020 年度 実績報告書

冗長ガロア体算術に基づくセキュリティハードウェアの高水準設計技術の研究開発

研究課題

研究課題/領域番号 17H00729
研究機関東北大学

研究代表者

本間 尚文  東北大学, 電気通信研究所, 教授 (00343062)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2021-03-31
キーワード計算機システム
研究実績の概要

R1年度までに開発した冗長表現により記述されるガロア体算術演算回路の形式的設計・検証手法の応用として,当該ガロア体算術演算回路の自動生成ジェネレータを開発した.同ジェネレータは,設計仕様としてアーキテクチャ,基数,および算術アルゴリズムを入力すると,形式的に完全性を検証済みのガロア体算術演算回路のHDL記述を自動生成するシステムである.まず,入力された仕様に応じて,本研究で開発した拡張ガロア体算術演算グラフを生成する.次に,これまでに開発したグレブナー基底に基づく検証および自然演繹に基づく検証を併用する検証システムを用いて当該グラフ表現で与えられる回路コードから回路機能を検証する.その後,検証された当該グラフをHDLの形式に変換して出力する.ここで,同変換は一対一対応で行えるため直接変換できることに注意されたい.本研究で生成する対象は,代表的なガロア体算術演算であるMastrovito乗算とMassey-Omura乗算とした.入力には同乗算の並列アーキテクチャ,基数(2~256の範囲)および使用するガロア体表現を与える仕様とした.開発方法としては,まず本研究者がこれまでに開発済みの他回路のジェネレータを拡張した.特に,本研究において拡張したグラフ表現の生成システムおよびグラフからHDLへの変換システムを新たに開発し,それらをこれまでの検証システムに接続した.その上で,典型的な乗算器を現実的な時間(数秒程度)で生成・検証可能であることを実証した.さらに,車載向けセキュリティハードウェア設計への当該システムの適用可能性を評価した.

現在までの達成度 (段落)

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (12件)

すべて 2021 2020 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (7件) (うち国際共著 1件、 査読あり 7件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (2件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] Nanyang Technological University(シンガポール)

    • 国名
      シンガポール
    • 外国機関名
      Nanyang Technological University
  • [国際共同研究] Telecom Paris(フランス)

    • 国名
      フランス
    • 外国機関名
      Telecom Paris
  • [雑誌論文] Single-Trace Side-Channel Analysis on Polynomial-Based MAC Schemes2021

    • 著者名/発表者名
      Ueno Rei、Fukushima Kazuhide、Nakano Yuto、Kiyomoto Shinsaku、Homma Naofumi
    • 雑誌名

      Constructive Side-Channel Analysis and Secure Design

      巻: 12244 ページ: 43~67

    • DOI

      10.1007/978-3-030-68773-1_3

    • 査読あり
  • [雑誌論文] High Throughput/Gate AES Hardware Architectures Based on Datapath Compression2020

    • 著者名/発表者名
      Ueno Rei、Morioka Sumio、Miura Noriyuki、Matsuda Kohei、Nagata Makoto、Bhasin Shivam、Mathieu Yves、Graba Tarik、Danger Jean-Luc、Homma Naofumi
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Computers

      巻: 69 ページ: 534~548

    • DOI

      10.1109/TC.2019.2957355

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] A method for constructing sliding windows leak from noisy cache timing information2020

    • 著者名/発表者名
      Ueno Rei、Takahashi Junko、Hayashi Yu-ichi、Homma Naofumi
    • 雑誌名

      Journal of Cryptographic Engineering

      巻: 1 ページ: 1~10

    • DOI

      10.1007/s13389-020-00230-x

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Unified Hardware for High-Throughput AES-Based Authenticated Encryptions2020

    • 著者名/発表者名
      Sawataishi Shotaro、Ueno Rei、Homma Naofumi
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Circuits and Systems II: Express Briefs

      巻: 67 ページ: 1604~1608

    • DOI

      10.1109/TCSII.2020.3013415

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Rejection Sampling Schemes for Extracting Uniform Distribution from Biased PUFs2020

    • 著者名/発表者名
      Ueno Rei、 Kazumori Kohei、 Homma Naofumi
    • 雑誌名

      IACR Transactions on Cryptographic Hardware and Embedded Systems

      巻: 2020 ページ: 86~128

    • DOI

      10.13154/tches.v2020.i4.86-128

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Effective Formal Verification for Galois-field Arithmetic Circuits with Multiple-Valued Characteristics2020

    • 著者名/発表者名
      Ito Akira、Ueno Rei、Homma Naofumi
    • 雑誌名

      IEEE 50th International Symposium on Multiple-Valued Logic

      巻: 1 ページ: 46~51

    • DOI

      10.1109/ISMVL49045.2020.00-31

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Debiasing Method for Efficient Ternary Fuzzy Extractors and Ternary Physically Unclonable Functions2020

    • 著者名/発表者名
      Kazumori Kohei、Ueno Rei、Homma Naofumi
    • 雑誌名

      IEEE 50th International Symposium on Multiple-Valued Logic

      巻: 1 ページ: 52~57

    • DOI

      10.1109/ISMVL49045.2020.00-30

    • 査読あり
  • [学会発表] 線形写像の最適化による高効率AES S-Boxハードウェアの設計と評価2021

    • 著者名/発表者名
      中嶋彩乃
    • 学会等名
      ハードウェアセキュリティ研究会
  • [学会発表] 決定グラフ表現に基づくハードウェアトロイ検知手法2020

    • 著者名/発表者名
      伊東 燦
    • 学会等名
      第43回多値論理フォーラム
  • [備考] 東北大学電気通信研究所環境調和型セキュア情報システム研究分野

    • URL

      http://www.ecsis.riec.tohoku.ac.jp/

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公開日: 2021-12-27  

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