暗号ハードウェアの高精度サイドチャネル解析技術の開拓

开发密码硬件高精度侧信道分析技术

• 批准号: 19650005
• 负责人: 青木 孝文
• 金额: $ 2.05万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 财政年份: 2007
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2007 至 2008
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19650005/
• 关键词: 計算機システム; システムオンチップ; サイドチャネル解析; VLSI設計技術; ディジタル信号処理

平成20年度は, 以下の2項目について研究・開発を実施した.1. ソフトウェア実装された共通鍵暗号モジュールに対する解析精度を評価した. 特に, 位相限定相関法に基づく波形マッチング技術を用いることで, 波形取得のタイミング誤差を高精度に補正可能であることを実証した. 共通鍵暗号には現在のデファクトスタンダードであるDESを用い, 実験用の差分電力解析ソフトウェアには前年度に開発したソフトウェアと連動するため, MATLABを用いた. 解析を簡単化するため, DESのラウンド15の開始時にトリガ信号を発生させ, そのタイミングで波形取得を行った. 波形の取得は, サンプリング周波数100MHz〜1GHzで行い, 提案する波形マッチングよる解析精度を周波数ごとに評価した. また, マイクロ磁界プローブによる取得に加え, 従来の電圧プローブによる取得も行い, 取得されたサイドチャネル情報の精度を比較・評価した.2. ハードウェア実装された公開鍵暗号モジュールに対する解析精度を評価した. 公開鍵暗号にはRSA暗号を用い, 実装するRSA暗号プロセッサには高基数モンゴメリ乗算器に基づくアーキテクチャを用いた. 波形の取得およびデータの解析には前年度開発したソフトウェアを利用した。本実験では, 演算器の自乗算と乗算時の消費電力の違いに着目し, さまざまな実装の安全性を評価した. また, FPGAに内蔵されるマクロ乗算器を利用した実装も合わせて評価した. マクロ乗算器の場合であっても単純電力解析が可能かどうか評価するとともに, FPGA上に安全に公開鍵暗号モジュールを実装するための対策方法を検討した.

Heisei 20 years ago, the following 2 projects for research and development implementation.1. The resolution accuracy of the common key is evaluated. In particular, the phase limited correlation method is based on the waveform correction technique, and the waveform acquisition error is corrected with high accuracy. The common key is to use DES to implement differential power analysis software in the previous year. The analysis is simplified, and the DES starts at 15. The signal is generated, and the waveform is obtained. Waveform acquisition, cycle number 100MHz ~ 1 GHz, waveform resolution accuracy, cycle number evaluation. 2. Comparison of the accuracy of the information obtained from the acquisition of the magnetic field, the acquisition of the incoming voltage field, and the acquisition of the information from the acquisition of the magnetic field. The resolution accuracy of the public key is evaluated. Public key is used for RSA password, and the RSA password is used for high base. The analysis of waveform acquisition and data acquisition was carried out in the previous year. In this paper, we focus on the violation of power consumption during the automatic calculation of the computer, and evaluate the safety of the equipment. The FPGA is designed to be used in a variety of applications. In the case of a computer, it is possible to analyze the pure power, and it is possible to analyze the security key on the FPGA.

项目成果

128ビットブロック暗号CLEFIAのASIC実装

128 位分组密码 CLEFIA 的 ASIC 实现

• 发表时间: 2007
• 作者: 伊奈 林太郎;五十嵐 淳;Takeshi Sugawara;Atsushi Igarashi and Mirko Viroli;Chieri Saito and Atsushi Igarashi;Yuki Watanabe;Atsushi Igarashi and Mirko Viroli;Yuki Watanabe;Atsushi Igarashi and Hideshi Nagira;Naofumi Homma;Masanori Natsui;Yuki Watanabe;五十嵐淳;Naofumi Homma;五十嵐 淳;Naofumi Homma;Naofumi Homma;Naofumi Homma;Yuki Watanabe;菅原 健;宮本 篤志;本間 尚文;宮本 篤志;菅原 健
• 通讯作者: 菅原 健

Power analysis against RSA software implementation on a 32-bit microprocessor

针对 32 位微处理器上 RSA 软件实现的功耗分析

• 发表时间: 2007
• 作者: 伊奈 林太郎;五十嵐 淳;Takeshi Sugawara;Atsushi Igarashi and Mirko Viroli;Chieri Saito and Atsushi Igarashi;Yuki Watanabe;Atsushi Igarashi and Mirko Viroli;Yuki Watanabe;Atsushi Igarashi and Hideshi Nagira;Naofumi Homma;Masanori Natsui;Yuki Watanabe;五十嵐淳;Naofumi Homma;五十嵐 淳;Naofumi Homma;Naofumi Homma;Naofumi Homma;Yuki Watanabe;菅原 健;宮本 篤志;本間 尚文;宮本 篤志;菅原 健;渡邉 裕樹;Albert Tumewu
• 通讯作者: Albert Tumewu

標準評価基板上のASICへの差分電力解析実験

标准评估板上ASIC的差分功耗分析实验

• 发表时间: 2008
• 作者: 菅原健;本間尚文;青木孝文;佐藤証
• 通讯作者: 佐藤証

鍵候補の篩い分けによるCPAの高速化と鍵推定精度の向上

通过筛选关键候选人来加快 CPA 并提高关键估算准确性

• 发表时间: 2008
• 作者: 片下敏宏;佐藤証;菅原健;本間尚文;青木孝文
• 通讯作者: 青木孝文

電流モード多値論理を用いた耐タンパー性暗号ハードウェアに関する検討

电流型多值逻辑防篡改密码硬件研究

• 发表时间: 2008
• 作者: 松岡広子;山口英彦;松岡広子・山口英彦;松岡広子・山口英彦;Takeshi Sugawara;Atsushi Miyamoto;Naofumi Homma;Naofumi Homma;Akashi Satoh;Atsushi Miyamoto;Takeshi Sugawara;Atsushi Miyamoto;Toshihiro Katashita;Naofumi Homma;Sei Nagashima;Atsushi Miyamoto;Takeshi Sugawara;青木 孝文;Takeshi Sugawara;本間尚文;宮本篤志;菅原健;片下敏宏;本間尚文;Naofumi Homma;菅原 健;宮本 篤志;本間 尚文;Takeshi Sugawara;Atsushi Miyamoto;Naofumi Homma;Akashi Satoh;Atsushi Miyamoto;Takeshi Sugawara;Toshihiro Katashita;宮本篤志;菅原健;佐藤証;馬場祐一;馬場祐一
• 通讯作者: 馬場祐一