| 講演名 | 2021-10-19 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(奈良先端大), 藤本 大介(奈良先端大), キム ヨンウ(奈良先端大), 林 優一(奈良先端大), |
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| 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。 |
| 抄録(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 |
| キーワード(英) | Fault Injection Attack / Intentional Electromagnetic Interference / Differential Fault Analysis |
| 資料番号 | HWS2021-43,ICD2021-17 |
| 発行日 | 2021-10-12 (HWS, ICD) |
| 研究会情報 | |
| 研究会 | HWS / ICD |
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| 開催期間 | 2021/10/19(から1日開催) |
| 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. |
| 委員長氏名（和） | 島崎 靖久(ルネサスエレクトロニクス) / 高橋 真史(キオクシア) |
| 委員長氏名（英） | Yasuhisa Shimazaki(Renesas Electronics) / Masafumi Takahashi(Kioxia) |
| 副委員長氏名（和） | 永田 真(神戸大) / 鈴木 大輔(三菱電機) / 池田 誠(東大) |
| 副委員長氏名（英） | Makoto Nagata(Kobe Univ.) / Daisuke Suzuki(Mitsubishi Electric) / Makoto Ikeda(Univ. of Tokyo) |
| 幹事氏名（和） | 高橋 順子(NTT) / 藤本 大介(奈良先端大) / 廣瀬 哲也(阪大) / 新居 浩二(TSMCデザインテクノロジージャパン) |
| 幹事氏名（英） | Junko Takahashi(NTT) / Daisuke Fujimotoi(NAIST) / Tetsuya Hirose(Osaka Univ.) / Koji Nii(TSMC) |
| 幹事補佐氏名（和） | / 宮地 幸祐(信州大) / 吉原 義昭(キオクシア) / 久保木 猛(九大) |
| 幹事補佐氏名（英） | / Kosuke Miyaji(Shinshu Univ.) / Yoshiaki Yoshihara(キオクシア) / Takeshi Kuboki(Kyushu Univ.) |
| 講演論文情報詳細 | |
| 申込み研究会 | Technical Committee on Hardware Security / Technical Committee on Integrated Circuits and Devices |
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| 本文の言語 | JPN |
| 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（和） | |
| 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 |
| 第 1 著者 氏名（和/英） | 西山 輝 / Hikaru Nishiyama |
| 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） | 藤本 大介 / Daisuke Fujimoto |
| 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） | キム ヨンウ / Youngwoo Kim |
| 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） | 林 優一 / Yuichi Hayashi |
| 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) |
| 発表年月日 | 2021-10-19 |
| 資料番号 | HWS2021-43,ICD2021-17 |
| 巻番号（vol） | vol.121 |
| 号番号（no） | HWS-206,ICD-207 |
| ページ範囲 | pp.13-18(HWS), pp.13-18(ICD), |
| ページ数 | 6 |
| 発行日 | 2021-10-12 (HWS, ICD) |