| 研究課題/領域番号 |
20H00590
|
|---|
| 研究機関 | 立命館大学 |
|---|
研究代表者 |
冨山 宏之 立命館大学, 理工学部, 教授 (80362292)
|
|---|
| 研究分担者 |
佐藤 寿倫 福岡大学, 工学部, 教授 (00322298)
三浦 典之 大阪大学, 情報科学研究科, 教授 (70650555)
原 祐子 東京工業大学, 工学院, 准教授 (20640999)
崎山 一男 電気通信大学, 大学院情報理工学研究科, 教授 (80508838)
李 陽 電気通信大学, 大学院情報理工学研究科, 准教授 (20821812)
請園 智玲 福岡大学, 工学部, 助教 (50610060)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2024-03-31
|
| キーワード | Approximate Computing / 物理セキュリティ / IoT |
|---|
| 研究実績の概要 |
スケーラブルな物理セキュリティを可能にする近似計算の設計基盤と理論の構築に向けて、(a)スケーラブルな物理セキュリティを可能にする近似演算回路の開発、(b)物理セキュリティ強度要求に応じたACマスキング回路の自動合成技術の開発、(c)スケーラブルな物理セキュリティに関する安全性指標の理論の構築について研究を実施した。
(a)スケーラブルな物理セキュリティを可能にする近似演算回路の開発に関して、FPGAを対象として32ビットの可変精度近似乗算器を開発した。また、多くの近似計算回路の構成要素となる半加算器について、その物理的情報漏洩量や物理セキュリティ耐性について、回路シミュレータを利用して調査した。
(b)物理セキュリティ強度要求に応じたACマスキング回路の自動合成技術の開発に関して、可変精度近似乗算器を利用する高位合成手法を開発した。プログラム中の各乗算について、近似して良いか、あるいは、正確に計算すべきかを自動的に決定する。また、軽量暗号アルゴリズムChaskeyの専用ハードウェアを高位合成の最適化を利用してFPGA実装し、高位合成の最適化が電力解析攻撃への脆弱性に与える影響を評価した。
(c)スケーラブルな物理セキュリティに関する安全性指標の理論の構築に関して、NISTで選定中の認証付き暗号候補に対して、暗号アルゴリズムの構造、パラメータ、及び演算の違いがソフトウェア実装性能に与える影響を明らかにした。その中で、加算器を用いた候補に対してサイドチャネル攻撃を柔軟に付与する手法を検討した。また、単純電磁波攻撃を用いてニューラルネットワークの活性化関数を識別する手法を提案し、多重パーセプトロンをArduino Unoに実装して攻撃評価を行った。更に、FPGA実装を対象としてサイドチャネル攻撃を評価するフレームワークを作成した。
|
| 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
年度当初は、コロナウィルス感染防止のためのキャンパス閉鎖により、自宅等におけるリモートでの研究を強いられ、また、複数の研究者間で設備や機材を共同利用することが困難であった。そこで、予算の組み換えを行い、研究に必要な機材を拡充することにより、リモートでの研究環境を整備した。その結果、3つのサブテーマのいずれに関しても、おおむね順調に進展することができた。2020年度は4年間の研究期間の1年目であったが、既に査読付きの国際論文誌に2編の論文が掲載され、査読付きの国際会議で6件、国内の学会で7件の論文発表を行った。更に、数件の論文を査読付きの国際会議および国内学会に投稿中である。対面での研究打合せが大きく制限される中、地理的に離れた大学に所属している研究者間の連携も行われ、論文の共同執筆も数件行われた。
|
| 今後の研究の推進方策 |
1年目の2020年度は概ね当初の計画通りに進捗したため、残り3年の研究も計画通りに進める予定である。2020年度は、基本的に、研究者が緩やかに連携しながら、3つのサブテーマの個々の要素技術について研究を実施した。2021年度はサブテーマ間の連携を強化する。サブテーマ(c)スケーラブルな物理セキュリティに関する安全性指標の理論の成果を、IoTデバイス設計の各レイヤ（アルゴリズムレベル、レジスタ転送レベル、論理レベル、および、物理レベル）にまで具体化し、その具体化された理論を指針として、サブテーマ(a)スケーラブルな物理セキュリティを可能にする近似演算回路の開発、および、サブテーマ(b)物理セキュリティ強度要求に応じたACマスキング回路の自動合成技術の開発を推進する。また、サブテーマ(a)と(b)で得られた知見を、サブテーマ(a)の理論へと反映させる。また、2022年度に実施予定のプロトタイプシステム開発に向けて、可能な限り前倒しで準備を進める。
|
