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2014 年度 実績報告書

故障利用攻撃を検出できる耐タンパー暗号回路設計に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 24560421
研究機関早稲田大学

研究代表者

柳澤 政生  早稲田大学, 理工学術院, 教授 (30170781)

研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2015-03-31
キーワード暗号回路 / LSI設計 / 故障利用攻撃 / 耐タンパ性
研究実績の概要

本年度における具体的な成果のうち、主な成果を以下に示す。
スマートカード等において利用される軽量ブロック暗号にLED暗号があり、LED暗号へのスキャンベース攻撃が報告されている。しかし、この手法ではLED暗号の鍵長を64ビットとしており、他の鍵長を考慮していないため、他の鍵長の場合、秘密鍵を解読できないという問題点がある。本研究では、LED暗号の鍵長が64ビットより大きい場合のスキャンベース攻撃手法を提案した。計算機実験により、暗号回路のみをスキャンチェインに含む場合、提案手法を用いて、平均145個の平文で128ビットの秘密鍵を復元可能であることがわかり、その有効性を示した。
また、サイドチャネル攻撃用標準評価ボード(SASEBO-GII)上にLED暗号回路ならびに提案手法を実装した結果、16×16の平文を入力に対して、すべてのスキャンデータを9.48秒で得られることを示した、また、提案手法により、0.218秒で64ビットの秘密鍵を解読できることを示した。
近年、暗号回路への攻撃手法として、故障解析が脅威となっている。回路への故障の発生方法には、レーザー照射やで電圧変動、クロックグリッチなどの方法があるが、実装や制御の容易性から、クロックグリッチが注目されている。対策手法として、回路を三重化して比較する空間冗長化手法や、同じ処理を2回行って比較する時間冗長化手法が存在する。しかし、これらの手法は面積オーバーヘッド、あるいは、時間オーバーヘッドが大きいという問題点がある。本研究では、故障解析の誘因となるクロックグリッチを高速に自動検出可能で、かつ、面積オーバーヘッドを4.9%に抑えたAES暗号回路を提案した。

  • 研究成果

    (4件)

すべて 2015 2014

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (2件)

  • [雑誌論文] Scan-based attack against trivium stream cipher using scan signatures2014

    • 著者名/発表者名
      Mika Fujishiro, Masao Yanagisawa, and Nozomu Togawa
    • 雑誌名

      IEICE Trans. on Fundamentals of Electronics, Communications and Computer Sciences

      巻: E97-A ページ: 1444-1451

    • DOI

      10.1587/transfun.E97.A.1444

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Scan-based side-channel attack on the LED block cipher using scan signatures2014

    • 著者名/発表者名
      Mika Fujishiro, Masao Yanagisawa, and Nozomu Togawa
    • 雑誌名

      IEICE Trans. on Fundamentals of Electronics, Communications and Computer Sciences

      巻: E97-A ページ: 2434-2442

    • DOI

      10.1587/transfun.E97.A.2434

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Scan-Based Side-Channel Attack Implementation Evaluation on the LED cipher using SASEBO-GII2015

    • 著者名/発表者名
      Huiqian Jiang, Mika Fujishiro, Masao Yanagisawa and Nozumu Togawa
    • 学会等名
      SASIMI 2015
    • 発表場所
      Yilan, Taiwan
    • 年月日
      2015-03-16 – 2015-03-17
  • [学会発表] Scan-Based Side-Channel Attack on Camellia Cipher Using Scan Signatures2014

    • 著者名/発表者名
      Huiqian Jiang, Mika Fujishiro, Hirokazu Kodera, Masao Yanagisawa, and Nozomu Togawa
    • 学会等名
      Asia Pacific Conference on Circuits and Systems (APCCAS 2014)
    • 発表場所
      Ishigaki, Japan
    • 年月日
      2014-11-17 – 2014-11-20

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公開日: 2016-06-03  

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