表題番号:2020R-041 日付:2021/04/21
研究課題セキュリティ用ストロングPUFの攻撃耐性強化・無エラー化と真乱数発生器の攻撃耐性強化の研究
研究者所属(当時) 資格 氏名
(代表者) 理工学術院 大学院情報生産システム研究科 特任教授 篠原 尋史
研究成果概要
 IoTセキュリティの信頼度向上のため、ハードウェア実装の重要構成要素である(a)PUF (Physical Unclonable Function)と(b)真乱数発生器 (True Random Number generator)の攻撃耐性強化に関する研究を行った。

 (a) では、ストロングPUFと呼ばれる実質無尽蔵の入出力空間を持つクラスのPUFにおいて、SRAM PUFに対称鍵暗号に用いられるSPN (Substitution Permutation Network)構造を組み合わせたアーキテクチャを開発した。これにより、2千万CRP (Challenge Response Pair)学習でもモデリングに成功しない、これまで最高の攻撃耐性を得ることに成功した。
 更にホットキャリア注入によるSRAM PUFの安定化を行い、ビットエラー率をストロングPUFとして実使用可能な0.73%未満にまで削減した。
 以上の成果は、最重要国際会議であるIEEE ISSCC 2021で発表した。

 (b) では、当研究室独自の低消費エネルギー真乱数発生器に電源ノイズ注入攻撃を試みた。電源電圧近い振幅の正弦波ノイズ注入でも、スループットは低下するものの、後処理後の乱数性はNIST SP800-22試験に合格し、攻撃耐性を実証した。
 この成果は、主要国際会議で発表する予定である。