CSR: Small: Leveraging Physical Side-Channels for Good

CSR:小:利用物理侧通道做好事

基本信息

  • 批准号:
    2312089
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 59.99万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
    Standard Grant
  • 财政年份:
    2024
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2024-01-01 至 2026-12-31
  • 项目状态:
    未结题

项目摘要

Internet-of-things and cyber-physical systems are becoming increasingly applicable in industrialand residential environments, opening up new opportunities for smart homes, sensor networks,and smart manufacturing. While becoming progressively more capable, this class of computingdevices is typically resource-constrained with limited energy and data storage. It is thusimperative that critical applications commonly used in these devices, such as communicationand debugging, be carefully designed to have minimal energy, performance, and area overheadwhile embracing the diversity of software and hardware present within these systems. Theproject’s novelties are presenting new approaches for enabling low-power low-overheadcommunication, fingerprinting, and debugging in internet-of-things systems. The commoninsight in all the proposed solutions is, instead of imposing additional overhead for achieving aparticular functionality (e.g., communication or debugging), we leverage unintentional physicalsignals created by the system (called side-channels) to enable the desired functionalities. As aresult, we are able to propose innovative and radically different methods. The project's broadersignificance and importance is that the proposed solutions enjoy lower energy, performance,and area storage overheads since it eliminates the need for additional infrastructure on thedevice to achieve the required functionality while being applicable to a wide range of systems.The objective of this project is to set out a research agenda for developing techniques andsystems for addressing the fundamental challenges of internet-of-things systems. The key ideain this proposal is to leverage physical side-channels, unintentionally created by the targetsystem, for useful purposes. Specifically, this research aims to fulfill three major objectives: (i)we design a new method for transmitting AND receiving data using side-channels. The proposedmethod relies only on software and is extremely low overhead. (ii) We develop a new strategyfor device detection and authentication by relying only on physical side-channels as opposed toleveraging radio frequency signals which are extensively used in the state-of-the-art. (iii) Wepropose a new method for debugging Internet of Things devices by using physical side-channels.This award reflects NSF's statutory mission and has been deemed worthy of support through evaluation using the Foundation's intellectual merit and broader impacts review criteria.
物联网和网络物理系统在工业和住宅环境中的应用越来越广泛,为智能家居、传感器网络和智能制造开辟了新的机遇。虽然这类计算设备的能力越来越强,但它们通常受到能源和数据存储有限的资源限制。因此,必须仔细设计这些设备中常用的关键应用程序,例如通信和调试,以便在包含这些系统中存在的软件和硬件的多样性的同时,具有最小的能量,性能和面积开销。该项目的新奇之处在于为实现物联网系统中的低功耗、低开销通信、指纹识别和调试提供了新的方法。所有提出的解决方案的共同见解是,我们利用系统(称为侧通道)创建的无意物理信号来实现所需的功能,而不是为实现特定功能(例如,通信或调试)施加额外的开销。因此,我们能够提出创新和完全不同的方法。该项目的广泛意义和重要性在于,所提出的解决方案具有较低的能源、性能和面积存储开销,因为它消除了在设备上实现所需功能的额外基础设施的需要,同时适用于广泛的系统。该项目的目标是为开发技术和系统制定研究议程,以解决物联网系统的基本挑战。该建议的关键思想是利用目标系统无意中创建的物理侧信道来实现有用的目的。具体而言,本研究旨在实现三个主要目标:(i)我们设计了一种使用侧信道发送和接收数据的新方法。所提出的方法仅依赖于软件,并且开销极低。(ii)我们开发了一种新的设备检测和认证策略,仅依靠物理侧信道,而不是利用在最先进的技术中广泛使用的射频信号。(iii)提出了一种利用物理侧信道调试物联网设备的新方法。该奖项反映了美国国家科学基金会的法定使命,并通过使用基金会的知识价值和更广泛的影响审查标准进行评估,被认为值得支持。

项目成果

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  • 资助金额:
    $ 59.99万
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  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 59.99万
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    Studentship
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  • 资助金额:
    $ 59.99万
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  • 资助金额:
    $ 59.99万
  • 项目类别:
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知道了