物理攻撃による真性乱数生成器のセキュリティ低下メカニズムの解明と対策技術の開発

点击翻译按钮获取中文摘要

本研究は、リングオシレータ（RO: Ring Oscillator）をエントロピー源とした真性乱数生成器（TRNG: True Random Number Generator）に対する、意図的な電磁妨害と電磁的情報漏えいによる乱数性低下を引き起こすメカニズム解明とそれを基にした物理攻撃への耐性を持つTRNGの性能要件と対策技術の開発を目的とする。本年度は、TRNGの乱数性低下を引き起こすメカニズム解明に向けて、(i)電磁的情報漏えいを引き起こす漏えい元の評価と、(ii)妨害波によるTRNGの乱数性低下メカニズムの解明のため、妨害波によるTRNGの出力ビットの改ざんの可能性について評価を行った。(i)では、TRNGから生じる電磁的情報漏えいによる乱数の予測不可能性への影響評価を行った。これまでに、電子機器が動作時に生じる非意図的な電磁放出（エミッション）を観測することで、機器の内部状態を推定できる可能性が報告されている。本研究では、ROベースのTRNGにおける出力ビットに応じた回路動作を反映したエミッションを計測することで、出力する乱数ビットを推定する攻撃の実現可能性について検討を行うと共に、この脆弱性に対する対策技術について開発を行った。(ii)では、意図的な電磁妨害によるTRNGの乱数性への影響評価を行った。これまで、ROベースのTRNGに対する攻撃として、外乱の印加によって一様性が低下することが知られている。一方、外乱の印加によって出力ビットを任意の値に改ざんする可能性については十分に議論されていなかった。本研究では、ROベースのTRNGに対して電気的な外乱を与えることで出力ビットを特定のビットに改ざんする手法を開発すると共に、印加する外乱波を変調することで、一部のビットにのみ周期的に影響を与える手法を開発した。