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2019 Fiscal Year Annual Research Report

大規模集積回路における寿命予測・障害予防に向けたクロスレイヤ設計手法

Research Project

Project/Area Number 17J06952
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

辺 松  京都大学, 情報学研究科, 特別研究員(DC1)

Project Period (FY) 2017-04-26 – 2020-03-31
Keywordsハードウェアアクセラレータ / セキュリティ / 準同型暗号
Outline of Annual Research Achievements

本年度は、集積回路の劣化状況や寿命の推定を十分に安全な方式で行うフレームワークの検討を行った。
1. Learning with Errors (LWE)のハードウェア基盤創出
前年度で得られた知見により、Learning with Errors (LWE)暗号に基づく秘密計算方式を実現するために、ハードウェア基盤の構築が重要であることが分かり、本年度では、そのさらなる効率化を検討した。南京航空航天大学と共同研究を行い、2018年に本研究の一部として発表された近似計算手法を暗号システムに適用する研究(DWE: Decrypting Learning with Errors with Errors)を、より汎用的なField Programmable Gate Array (FPGA)デバイスの上で実装し、実際のセキュリティプロトコルでその実用性を確かめた結果を、システム設計のトップ会議であるInternational Symposium on Circuits and Systems (ISCAS)に採択された。また、今年度にLWEとRing LWE (RLWE)対し設計した乗算器アーキテクチャ設計自動化分野における最難関会議であるDesign Automation Conference (DAC)に発表し、その関連研究もWorkshop on Synthesis and System Integration of Mixed Information Technologies (SASHIMI)で発表した。

2. 小型センサによる寿命推定
上記の安全方式の結果を踏まえ、小型センサによる寿命推定の計算方式を考え、SASHIMIで発表した。発表したセンサアーキテクチャを用いれば、簡単な計算で高精度な寿命推定が可能であることを示した。

Research Progress Status

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (5 results)

All 2020 2019 Other

All Int'l Joint Research (1 results) Presentation (4 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results)

  • [Int'l Joint Research] 南京航空航天大学(中国)

    • Country Name
      CHINA
    • Counterpart Institution
      南京航空航天大学
  • [Presentation] AxMM: Area and Power Efficient Approximate Modulo Multiplier for R-LWE Cryptosystem2020

    • Author(s)
      Dur E Shahwar Kundi, Song Bian, Ayesha Khalid, Chenghua Wang, Maire O'Neill, and Weiqiang Liu
    • Organizer
      Proc. of IEEE International Symposium on Circuits and Systems
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Filianore: Better Multiplier Architectures for LWE-based Post-Quantum Key Exchange2019

    • Author(s)
      Song Bian, Masayuki Hiromoto, Takashi Sato
    • Organizer
      Proc. of ACM/IEEE Design Automation Conference
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Estimation of NBTI-Induced Timing Degradation Considering Duty Ratio2019

    • Author(s)
      Kunihiro Oshima, Song Bian and Takashi Sato
    • Organizer
      Proc. The 22nd workshop on synthesis and system integration of mixed information technologies
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Improved Multiplier Architecture on ASIC for RLWE-based Key Exchange2019

    • Author(s)
      Tatsuki Ono, Song Bian and Takashi Sato
    • Organizer
      Proc. The 22nd workshop on synthesis and system integration of mixed information technologies
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2021-01-27  

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