Comprehensive study on anti-tamper techniques to prevent information leakage by laser fault injection attacks

2018 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 15H01688
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Research Field: Information security
• Research Institution: The University of Electro-Communications
• Principal Investigator: Sakiyama Kazuo 電気通信大学, 大学院情報理工学研究科, 教授 (80508838)
• 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)
• Research Collaborator: VERBAUWHEDE Ingrid ; DANGER Jean-Luc ; BHASIN Shivam
• Project Period (FY): 2015-04-01 – 2019-03-31
• Keywords: 暗号・認証等 / 電子デバイス・機器 / 計算機システム

Outline of Final Research Achievements

In this research, we have established fundamental countermeasure techniques against laser fault injection attacks, where an attacker intentionally induces soft errors in a cryptographic circuit to retrieve secret information. Specifically, we have conducted four research items; (1) construction of evaluation environment of laser fault injection attacks, (2) measurement of substrate potential fluctuation at laser irradiation and development of attack detection method, (3) development of countermeasure techniques for cryptographic-algorithm level based on detection, and (4) safety evaluation of countermeasure technology. We have deepened our understandings of the information leakage mechanism in the laser fault injection attack from physical and mathematical viewpoints and clarified the feasibility of countermeasure techniques using a prototype IC chip.

Free Research Field

情報セキュリティ

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

暗号学、集積回路工学、環境電磁工学等の分野横断型の研究体制で取り組み、レーザーフォールト攻撃の物理的・数理的メカニズムを解明することができた。また、暗号回路の安全性向上に繋がる新規研究分野を開拓することができた。本研究を通じて開発した技術は、暗号回路に対する物理的攻撃に対して効率の良い対策技術を実現するものである。社会の安心・安全を実現する高セキュリティ暗号ICチップの耐タンパー性の向上に繋がるものである。