暗号ハードウェアのリアルワールド解析技術に関する研究

密码硬件真实世界分析技术研究

• 批准号: 08J08039
• 负责人: 菅原 健
• 金额: $ 1.15万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2008
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2008 至 2010
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-08J08039/
• 关键词: サイドチャネル攻撃; 暗号ハードウェア; 共通鍵暗号; 標準評価プラットフォーム

平成22年度は,高安全暗号モジュール設計理論について研究を行い,交付申請書の項目に対応して以下の成果を得た。1.安全性評価手法の高度化として,攻撃者が計測波形に対してプリプロセスを行うことを想定した評価法を示した.まず,時間領域での解析法として,重回帰分析に基づき,時間波形の移動平均などによる品質改善の限界を評価する手法を示した.また,周波数領域での解析法として,漏洩情報を含む狭帯域を同定する手法を示し,帯域制限による波形整形の影響の評価に応用できることを示した.2.項目1の手法に基づき,ケーブルからの電磁界放射や,チップ近傍からの磁界計測など,計測手法に応じた攻撃の能力を定量的に評価・分類した.数十マイクロメートルの空間分解能を有する磁界プローブを、開封したチップの100マイクロメートル程度に配置した近傍からの計測では,回路内の信号線の寄与がばらつきを考慮した評価が必要であることを示した.一方,遠隔からの計測波形では,周辺機器から伝導する無相関ノイズは,項目1の信号処理技術による波形整形により,効率的に除去できることを示した.3.脅威を定量的に評価するための手法として,漏洩信号のモデル化と,鍵が既知の条件で行うシミュレーション(既知鍵検査)に基づく安全性評価法を考案した.本手法により,暗号回路の信号線の寄与分の違いを考慮した信号雑音比(SNR)を波形のみを用いて評価できることを示した.また,本シミュレーション手法を応用することで,適合する漏洩モデルの推定が可能であることを示した.

Heisei 22 years, high security code design theory research, delivery of applications for the project to achieve the following results 1. Security assessment methods are highly developed, and attackers are able to measure waveforms to determine the security assessment methods. The analysis method of time domain and the method of quality improvement evaluation of time waveform are shown in this paper. 2. The method of Item 1 is based on the evaluation of electromagnetic radiation and magnetic measurement in the near field, and the method of measuring the attack capability is quantitatively classified. The spatial resolution of the circuit can be determined by considering the signal lines in the circuit. On the one hand, the measurement waveform of remote detection is not correlated with the transmission of peripheral machines. On the other hand, the signal processing technology of item 1 is characterized by waveform shaping and efficiency elimination. On the other hand, the quantitative evaluation of threat is characterized by the method of leakage signal transformation and the known condition of operation (known key detection). This method is used to evaluate the signal quality of the signal loop by considering the signal to noise ratio (SNR) of the waveform. This method is suitable for the estimation of leakage.

项目成果

業績一覧

成果清单

Mechanism behind Information Leakage in Electromagnetic Analysis of Cryptographic Modules

密码模块电磁分析中信息泄露的机制

• 发表时间: 2009
• 作者: T.Sugawara;Y.Hayashi;N.Homma;T.Mizuki;T.Aoki;H.Sone;A.Satoh
• 通讯作者: A.Satoh

暗号プロセッサの故障解析システムに関する検討

密码处理器故障分析系统的研究

• 发表时间: 2011
• 作者: 遠藤翔;本間尚文;菅原健;青木孝文
• 通讯作者: 青木孝文

ハッシュ関数Luffaのハードウェア実装

哈希函数Luffa的硬件实现

• 发表时间: 2010
• 作者: 佐藤証;片下敏宏;菅原健;本間尚文;青木孝文
• 通讯作者: 青木孝文

シフトレジスタ・アーキテクチャによるハッシュ関数 Whirlpool の高性能回路実装

使用移位寄存器架构实现哈希函数 Whirlpool 的高性能电路

• 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