セキュリティハードウェアの形式的設計・検証理論の深化と展開

深化和发展安全硬件的形式化设计和验证理论

• 批准号: 21H04867
• 负责人: 本間 尚文
• 金额: $ 26.29万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-05 至 2026-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21H04867/
• 关键词: 計算機システム; 情報セキュリティ; ハードウェアセキュリティ

本年度は，ガロア体上の算術演算（ガロア体算術演算）のZDD（Zero-suppressed Decision Diagram）表現を用いた形式的検証手法の開発を推進した．特に，前年度から開発を推進してきた冗長表現と非冗長表現が混在するガロア体算術演算回路の形式的表現手法に対応する（機能検証の対象となる）HDL記述の等価性を判定する検証手法に関する理論を構築した．ここでは，提案する形式的表現による回路仕様と任意のHDL記述の等価性判定問題をいかに代数的問題（多項式イデアル所属問題）に帰着させるかが重要となる．そこで，開発手法では，まず，検証対象となる回路仕様と回路記述をそれぞれ多項式集合と見なして，その正規形であるグレブナー基底を導出した．ここで，特に，特殊な変数順序（逆トポロジー項順序）で多項式をZDDに変換することを見出した．この変数順序で変換されたZDD集合はグレブナー基底と等価なことを数学的に保証できるため，別途グレブナー基底を導出する膨大な計算を省略できるという特長を有する．その上で，その動作検証を目的として，簡易なガロア体演算回路（32ビットガロア体乗算器等）の仕様と回路記述から得られたZDD集合間の等価性判定を実行した．その結果から，考案手法により高速かつ完全な検証が可能となる見通しを得た．さらに，考案した形式的検証手法を定式化するとともに，そのプロトタイプソフトウェアを開発した．以上，当初計画していた形式的検証手法の見通しが得られた．

This year, ZDD (Zero-suppressed Decision Diagram) has demonstrated that it is possible to promote the development of computer science in the form of computer science and technology. In the previous year, we began to promote the performance of long and non-verbose representations mixed in the form of physical calculus loops in the form of computer simulations. HDL records and other performance criteria to determine the performance of computer games. The proposal is in the form of a simple form of representation, a simple loop, an arbitrary HDL, a description of the problem of equality determination, a problem of an algebraic algebra (a problem that belongs to a multinomial equation), a problem that affects the importance of an important problem. open a method to describe the performance of the loop. please see the collection of multiple items. The normalization of data sets makes it possible for the base to generate data. In particular, the order of special data sets (reverse the order of data items), the number of data sets, the order of data sets, the order of ZDD data sets, the order of data sets, and so on, are related to the protection of mathematics such as base data. In other ways, the base of the system calculates the expansion of the computer, omitting the performance of the computer, the action of the computer, the purpose of the computer, the loop of the system, the loop of the system, the circuit of the computer, etc., and the performance of the loop. the ZDD set is used to determine the performance of the computer. The results show that the results are correct. The method of examination may be successful in the form of examination, and the method of examination in the form of examination may be successful in the form of examination.

项目成果

A Systematic Design Methodology of Formally-Proven Side-Channel-Resistant Cryptographic Hardware

经正式验证的抗侧信道加密硬件的系统设计方法

• DOI: 10.1109/mdat.2021.3063337
• 发表时间: 2021
• 期刊: IEEE Design & Test
• 影响因子: 2
• 作者: Ueno Rei;Homma Naofumi;Morioka Sumio;Aoki Takafumi
• 通讯作者: Aoki Takafumi

確率的秘匿演算ハードウェアの設計とプロトタイプ評価,

概率安全计算硬件的设计和原型评估，

• 发表时间: 2022
• 作者: Hama Yuto;Ochiai Hideki;田村佑樹
• 通讯作者: 田村佑樹

剰余数系を用いた同種写像暗号の高速ハードウェア実装

使用余数系统的同构映射密码学的高速硬件实现

• 发表时间: 2021
• 作者: 佐野 由佳;小林 諒平;藤田 典久;朴 泰祐;上野 嶺
• 通讯作者: 上野 嶺

ハードウェアトロイフリーを実現するLSIシステム設計技術

使硬件无故障的LSI系统设计技术

• 发表时间: 2023
• 作者: Ueno Tomohiro;Miyajima Takaaki;Sano Kentaro;本間尚文
• 通讯作者: 本間尚文

AI Security from Hardware Perspective

从硬件角度看AI安全

• 发表时间: 2023
• 作者: Naofumi Homma