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2015 年度 実施状況報告書

秘匿化・難読化のためのPLCプログラムのハードウェア化に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 26870278
研究機関豊橋技術科学大学

研究代表者

藤枝 直輝  豊橋技術科学大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (30708425)

研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
キーワードFPGA / ハードウェア / セキュリティ / 専用回路 / 難読化
研究実績の概要

本課題では,産業用機械などのシーケンス制御において広く用いられるPLC(Programmable Logic Controller)のプログラムをハードウェア記述へと変換するにあたり,より解析や盗用が困難なハードウェア記述を生成するための方法の提案と,それらを容易に適用できるインフラの構築を目的としている.平成27年度は,(1) 難読化・ハードウェア化のためのソフトウェアインフラの改良,および (2) ハードウェア化における難読化手法の適用に関する検討を行った.また,(3) 汎用プロセッサ上のソフトウェア難読化・暗号化の要素技術についても,併せて研究を行った.
(1) および (2) では,平成26年度に構築したPLCプログラムをハードウェア記述へ変換するツールチェインを利用する方法に加え,一度Cプログラムを経由し,既存の高位合成ツールを用いてハードウェア記述へと変換する方法を新たに検討した.本研究を適用したシステムを構築するにあたっては,プログラムの一部のみハードウェア化し,残りの部分は汎用プロセッサ上で実行することが考えられる.そのため,提案する難読化手法が後者の方法でも実現可能なものであれば,よりスムーズなシステム構築が可能となる.
(3) に関しては,平成26年度に行った命令レジスタファイルに関する研究を基に,これをソフトウェアの難読化に用いるためのいくつかの技術について提案した.この研究の成果は査読付国際会議で発表したほか,英文論文「Design and Implementation of Instruction Indirection for Embedded Software Obfuscation(組込みソフトウェア難読化のための命令間接化の設計と実装)」として論文誌に採録された.

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

計画ではPLCプログラムを直接ハードウェア記述へ変換するツールチェインを構築することを検討していたが,よりスムーズなシステム構築のため,既存の高位合成ツールを用いた方法も用いることとした.この手法の検討に少し時間を要したが,今後,これらを用いた難読化手法の適用により成果をあげられる見込みである.一方で,(3) で述べた汎用プロセッサ上の難読化・暗号化の要素技術については,一定の成果をあげている.したがって,総合的には本研究は概ね順調に推移していると考えている.

今後の研究の推進方策

引き続き,ハードウェア化における難読化手法の適用・評価を早急に進めるとともに,汎用プロセッサ上の難読化・暗号化の要素技術についても,継続して研究を行う.これらの知見をもとに,PLCプログラムのハードウェア化による秘匿化・難読化手法,およびそれを実現するインフラについて提案し,必要に応じ成果発表を行う.

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2016 2015 その他

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (3件) (うち国際学会 1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Design and Implementation of Instruction Indirection for Embedded Software Obfuscation2016

    • 著者名/発表者名
      Naoki Fujieda, Tasuku Tanaka, and Shuichi Ichikawa
    • 雑誌名

      Microprocessors and Microsystems

      巻: 未定 ページ: 未定

    • DOI

      10.1016/j.micpro.2016.04.005

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] パス型ORAMのバンド幅オーバーヘッド削減手法の検討2016

    • 著者名/発表者名
      藤枝直輝, 山内涼, 市川周一
    • 学会等名
      情報処理学会 第211回 システム・アーキテクチャ研究発表会
    • 発表場所
      福江文化会館(長崎県五島市)
    • 年月日
      2016-03-24 – 2016-03-25
  • [学会発表] PLC命令列における命令レベル並列性の解析2016

    • 著者名/発表者名
      松岡佑海, 藤枝直輝, 市川周一
    • 学会等名
      平成27年度 電子情報通信学会東海支部 卒業研究発表会
    • 発表場所
      愛知県立大学長久手キャンパス(愛知県長久手市)
    • 年月日
      2016-03-04 – 2016-03-04
  • [学会発表] A complement to Enhanced Instruction Register File against Embedded Software Falsification2015

    • 著者名/発表者名
      Naoki Fujieda, Kiyohiro Sato, and Shuichi Ichikawa
    • 学会等名
      5th Program Protection and Reverse Engineering Workshop (PPREW-5)
    • 発表場所
      Hilton Los Angeles/Universal City, Los Angeles, CA
    • 年月日
      2015-12-08 – 2015-12-08
    • 国際学会
  • [備考] Profile: Naoki FUJIEDA

    • URL

      https://sites.google.com/site/nfproc/

URL: 

公開日: 2017-01-06  

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