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講演抄録/キーワード
講演名 2021-10-19 10:50
周波数・振幅・位相を制御した連続正弦波を用いた暗号モジュールへの故障注入に関する基礎検討
西山 輝藤本大介キム ヨンウ林 優一奈良先端大HWS2021-43 ICD2021-17
抄録 (和) 連続正弦波を用いた意図的な電磁妨害による故障注入手法は、機器への侵襲や改変を必要とせずに差分故障解析に利用可能な故障を暗号モジュールに発生させる。一方、上述の手法では、差分故障解析が困難な故障である出力暗号文の複数バイトに誤りが生ずる故障の頻度が高く、解析に時間を要する。本稿では、暗号モジュールに注入する連続正弦波の周波数・位相・振幅を制御し、1バイト誤りを含む暗号文の発生頻度を高める手法を提案する。具体的には、Advanced Encryption Standard (AES) を実装した暗号モジュールを対象として、暗号モジュールに注入する連続正弦波の周波数・位相を出力暗号文の誤り発生率を観測しながら制御することで、クロックの立ち上がり毎に同一の位相でグリッチを発生させる。さらに、この条件下で振幅を増加させ、本来のクロックの立ち上がり時刻とグリッチによるオーバークロックの発生時刻の差を増大させることで、1バイト誤り発生率を増加させ誤りバイト数を操作できることを実験的に示した。 
(英) A fault injection attack based on an intentional electromagnetic interference (IEMI) using a continuous sinusoidal wave can generate a fault that can be used for the differential fault analysis (DFA) without modifying and tampering with the cryptographic device. However, in this attack, multi-byte faults in the output ciphertext which are not suitable for the DFA are generated frequently, and they increase the analysis time dramatically. In this paper, we propose a method that can increase the occurrence of a 1-byte fault in the output ciphertext by controlling the frequency, phase, and amplitude of the injected sinusoidal wave. Specifically, we control the frequency and phase of the sinusoidal wave injected into the cryptographic module implemented with the advanced encryption standard (AES). At the same time, the error rate of the output ciphertext is monitored so that a glitch is generated on the rising clock-edge with the same phase. At this condition, the amplitude is controlled to further increase the timing difference between the rising timing of the original clock and the overclocking occurrence timing associated with the glitch. It is experimentally validated that the proposed method can increase the occurrence of the 1-byte fault and it is capable of controlling the number of fault bytes in the output ciphertext.
キーワード (和) 故障注入 / 意図的な電磁妨害 / 差分故障解析 / / / / /  
(英) Fault Injection Attack / Intentional Electromagnetic Interference / Differential Fault Analysis / / / / /  
文献情報 信学技報, vol. 121, no. 206, HWS2021-43, pp. 13-18, 2021年10月.
資料番号 HWS2021-43 
発行日 2021-10-12 (HWS, ICD) 
ISSN Print edition: ISSN 0913-5685  Online edition: ISSN 2432-6380
著作権に
ついて
技術研究報告に掲載された論文の著作権は電子情報通信学会に帰属します.(許諾番号:10GA0019/12GB0052/13GB0056/17GB0034/18GB0034)
PDFダウンロード HWS2021-43 ICD2021-17

研究会情報
研究会 HWS ICD  
開催期間 2021-10-19 - 2021-10-19 
開催地(和) オンライン開催 
開催地(英) Online 
テーマ(和) ハードウェアセキュリティ,一般 
テーマ(英) Hardware Security, etc. 
講演論文情報の詳細
申込み研究会 HWS 
会議コード 2021-10-HWS-ICD 
本文の言語 日本語 
タイトル(和) 周波数・振幅・位相を制御した連続正弦波を用いた暗号モジュールへの故障注入に関する基礎検討 
サブタイトル(和)  
タイトル(英) Study on Fault Injection into Cryptographic Modules Using Continuous Sinusoidal Waves with Controlled Frequency, Amplitude and Phase 
サブタイトル(英)  
キーワード(1)(和/英) 故障注入 / Fault Injection Attack  
キーワード(2)(和/英) 意図的な電磁妨害 / Intentional Electromagnetic Interference  
キーワード(3)(和/英) 差分故障解析 / Differential Fault Analysis  
キーワード(4)(和/英) /  
キーワード(5)(和/英) /  
キーワード(6)(和/英) /  
キーワード(7)(和/英) /  
キーワード(8)(和/英) /  
第1著者 氏名(和/英/ヨミ) 西山 輝 / Hikaru Nishiyama / ニシヤマ ヒカル
第1著者 所属(和/英) 奈良先端科学技術大学院大学 (略称: 奈良先端大)
Nara Institute of Science and Technology (略称: NAIST)
第2著者 氏名(和/英/ヨミ) 藤本 大介 / Daisuke Fujimoto / フジモト ダイスケ
第2著者 所属(和/英) 奈良先端科学技術大学院大学 (略称: 奈良先端大)
Nara Institute of Science and Technology (略称: NAIST)
第3著者 氏名(和/英/ヨミ) キム ヨンウ / Youngwoo Kim / キム ヨンウ
第3著者 所属(和/英) 奈良先端科学技術大学院大学 (略称: 奈良先端大)
Nara Institute of Science and Technology (略称: NAIST)
第4著者 氏名(和/英/ヨミ) 林 優一 / Yuichi Hayashi / ハヤシ ユウイチ
第4著者 所属(和/英) 奈良先端科学技術大学院大学 (略称: 奈良先端大)
Nara Institute of Science and Technology (略称: NAIST)
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講演者
発表日時 2021-10-19 10:50:00 
発表時間 25 
申込先研究会 HWS 
資料番号 IEICE-HWS2021-43,IEICE-ICD2021-17 
巻番号(vol) IEICE-121 
号番号(no) no.206(HWS), no.207(ICD) 
ページ範囲 pp.13-18 
ページ数 IEICE-6 
発行日 IEICE-HWS-2021-10-12,IEICE-ICD-2021-10-12 


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