2017 Fiscal Year Annual Research Report
レーザーフォールト攻撃による情報漏洩を防ぐ耐タンパー技術の総合的研究
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15H01688
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| Research Institution | The University of Electro-Communications |
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Principal Investigator |
崎山 一男 電気通信大学, 大学院情報理工学研究科, 教授 (80508838)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
林 優一 奈良先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 教授 (60551918)
三浦 典之 神戸大学, システム情報学研究科, 准教授 (70650555)
菅原 健 電気通信大学, 大学院情報理工学研究科, 准教授 (60785236)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 暗号・認証等 / 電子デバイス・機器 / 計算システム |
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| Outline of Annual Research Achievements |
平成２９年度の実施計画に従い，３項目について取り組んだ．それぞれの項目について研究実績の概要を述べる．
1) レーザーフォールト攻撃の評価環境の構築：平成２８年度に作製したAES暗号とフォールト攻撃対策回路(レーザー検知センサ回路と電源遮断回路)を搭載したICチップに対して，実際の攻撃を想定した実験が可能となる環境を構築した。また、情報漏えいの有無を定量的に評価できる解析環境を構築した。
2) 基板応答モデルと攻撃センサの最適設計手法の検証：平成２８年度に開発したICチップに内蔵されている実装効率の高いレーザー検知センサ回路に対して、フォールト攻撃実験を行い、得られた実測データを用いて基板応答モデルの妥当性と設計手法の最適性を確認した。
3) 検知に基づく暗号アルゴリズムレベルの対策技術の開発：暗号回路の電源領域を独立させ、センサ回路による検知信号により電源遮断を行うことで、効果的な情報漏洩対策(暗号回路の中間値データを強制的に瞬時に揮発させる)が可能となる回路を平成２８年度に作製したICチップに搭載した。上記1)において構築した評価環境を用いて、ICチップに対して様々な攻撃実験を行った結果、当初の予想どおり、１～２ナノ秒程度でAES回路の中間データが、完全に消去されていることが確認できた。暗号処理回路のクロックサイクルと比べて、極めて短時間であり、情報漏洩対策として有効であることを実証した。この対策は、AES以外の暗号回路に対しても有効であると考えられる。
なお、電源遮断時に漏洩する電磁波サイドチャネル情報を調べた結果、レーザー攻撃対策回路（レーザー検知センサ回路と電源遮断回路）を搭載したことによる副作用は見られなかった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
平成２８年度に作製したICチップに対する評価環境の構築と評価実験は順調に進み、予定していた機能検証と安全性評価は全て平成２９年度中に完了した。当初の計画に対して1年以上早い進展である。得られた知見は、暗号の数理と物理の融合研究成果として論文に纏め、国際会議ISSCC’18で発表した。併せて行ったデモ展示で、本研究課題の新規性や有効性をアピールした。
また、安全性評価研究を進めていく中で、高いセキュリティレベルを確保する上での新たな研究課題(レーザーフォールト攻撃のプロービング攻撃への応用)が見つかった。本研究課題で扱うレーザーフォールト攻撃対策を一般化した、物理攻撃全般に対する対策技術に資する重要な研究課題である。
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| Strategy for Future Research Activity |
高いセキュリティレベルを確保する上での新たな研究課題が浮き彫りとなっている。作製したICチップを用いて、追加した研究課題に取り組み、本研究課題の中核であるレーザー攻撃対策技術と安全性評価手法におけるより深い理解を目指す。
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