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Development of a High-Speed and Low-Power IPS Processor Capable of Dynamic and Automatic Generation of Decision Tree Circuits

开发能够动态自动生成决策树电路的高速低功耗IPS处理器

基本信息

批准号：
22K12032
负责人：
佐藤友暁
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Hokusei Gakuen University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2026-03-31
项目状态：
未结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K12032/
关键词：
決定木 FPGA 機械学習 IPS CAD 動的自動生成再構成可能回路ウェーブパイプライン

项目摘要

本研究の目的は高速なデータ転送レートにおける多様なサイバー攻撃からデータを守ることを目的とした低消費電力で動作するIntrusion Prevention System (IPS)を実現することです。多様なサイバー攻撃からデータを守るためには，機械学習を用いた高速かつ低消費電力で動作するプロセッサでの検知や防御処理が不可欠です。機械学習の中で決定木はField-Programmable Gate Arrays (FPGA)上の回路に効率よく実現可能ですが，通常のFPGAは動的にPFGA上の回路を構成することができません。したがって，動的かつ自動にFPGA上に決定木の回路を構成させることは不可能です。また，高速・低消費電力化の設計手法は限られます。本研究では我々が開発してきたApplication Specific Integrated Circuit (ASIC)と再構成可能なハードウエアであるFPGAの協調設計と回路全体のウェーブパイプライン化（以下ウェーブ化）による動的かつ自動に構成可能な決定木によるサイバー攻撃やデータ漏洩の検知を実現する回路の開発と評価を目的として以下について取り組みを行いました。(1)我々が開発を行ってきたFPGA上に決定木回路の構築を行いました。(2)不正アクセスの検知に必要な機械学習アルゴリズムの検討をおこないました。(3)Connection Block (CB)においては、我々が開発を行ってきたCADを使用し、効率的に開発が行えることを明らかにしました。(4)VPS（Virtual Private Server）上のサーバを用いてパケットの収集を行いました。

The purpose of this study is to implement an Intrusion Prevention System (IPS) for high-speed transmission, multi-channel attack, and low-power operation. Multi-purpose attack, low power consumption, knowledge and defense processing Mechanical learning determines whether loop performance on Field-Programmable Gate Arrays (FPGAs) is possible, and how loop performance on FPGAs is usually configured. This is not possible because it is not possible to determine the composition of the loop on the FPGA. The design method of high speed and low power consumption is limited. This study aims to develop an Application Specific Integrated Circuit (ASIC) and re-configuration of FPGA for the purpose of evaluating the development of a circuit that may determine the attack, leakage detection and detection of FPGA components. (1)We are developing a new method to determine the structure of the circuit on FPGA. (2)It is necessary to know the correct answer to the question of machine learning. (3)Connection Block (CB) is open to the public. (4) The server on VPS (Virtual Private Server) can be used to collect data.