RTLインターコネクト難読化による安全なハードウェア生成のための多形スイッチボックス

المفاهيم الأساسية

多形トランジスタを使用したスイッチボックスを用いて、RTLレベルでインターコネクトを難読化することで、安全なハードウェアの生成を実現する。

الملخص

本論文では、RTLレベルでのインターコネクト難読化手法を提案している。
まず、多形トランジスタを使用したポリモーフィックなスイッチボックス(SB)を設計する。従来のCMOSベースのSBと比べ、多形SBでは制御ゲートとポラリティゲートの組み合わせを隠し鍵として使うことで、より多くの鍵ビット組み合わせを実現できる。
次に、セキュリティ指向の高位合成アルゴリズムを提案する。これにより、RTL機能ユニットへの割り当てを最適化し、多形SBを挿入した際に、誤った鍵ビットが入力された場合に複数の出力レジスタの値が破損されるようにする。
最後に、提案手法を適用したRTLデザインに対してSMTベースのRTLロジック攻撃を実行し、難読化手法の堅牢性を検証している。実験結果から、提案手法は高い耐性を持つことが示された。

الإحصائيات

10個のベンチマークにおいて、20%のオーバーヘッドで128ビットから512ビットの鍵サイズを実現できた。
SMTベースの攻撃に対して10時間以上の時間内に鍵を解読できなかった。

اقتباسات

なし

الرؤى الأساسية المستخلصة من

RTL Interconnect Obfuscation By Polymorphic Switch Boxes For Secure Hardware Generation

by Haimanti Cha... في arxiv.org 04-12-2024

https://arxiv.org/pdf/2404.07426.pdf

استفسارات أعمق

提案手法をさらに発展させ、RTLレベルでの他の難読化手法との組み合わせによる耐性向上の可能性は

提案手法をさらに発展させ、RTLレベルでの他の難読化手法との組み合わせによる耐性向上の可能性は?
提案手法を他の難読化手法と組み合わせることで、さらなる耐性向上が期待されます。例えば、Logic Obfuscationと組み合わせることで、複数の階層での保護を強化し、攻撃者が解読するのがより困難になります。また、Split Manufacturingと組み合わせることで、ICの製造プロセス自体にセキュリティを組み込むことが可能です。さらに、Watermarkingと組み合わせることで、ICの正当性を確認する手段を提供することができます。これらの手法を組み合わせることで、総合的なセキュリティレベルを向上させることができます。

多形SBの配置戦略をより最適化することで、どの程度の攻撃耐性向上が期待できるか

多形SBの配置戦略をより最適化することで、どの程度の攻撃耐性向上が期待できるか?
多形SBの配置戦略を最適化することで、攻撃耐性を大幅に向上させることができます。適切な位置に多形SBを配置することで、攻撃者が正しいキービットを特定するのがより困難になります。特に、複数の出力に影響を与えるような戦略的な配置を行うことで、誤ったキーの特定によって複数の出力が破損する可能性が高まります。このような最適化された配置により、攻撃者がシステムを解読するのが非常に困難になり、セキュリティレベルが向上します。

提案手法をシステムレベルの設計に適用した場合の課題と解決策は何か

提案手法をシステムレベルの設計に適用した場合の課題と解決策は何か?
提案手法をシステムレベルの設計に適用する際には、いくつかの課題が考えられます。例えば、複雑なシステムにおいて多形SBの適切な配置と組み合わせる難読化手法の選択が重要です。また、システム全体のパフォーマンスやエリアへの影響を最小限に抑えながらセキュリティを強化する必要があります。さらに、複数のセキュリティレベルを組み合わせる際には、それらの相互運用性や影響を検討する必要があります。
これらの課題に対処するためには、システム全体の設計段階からセキュリティを考慮したアプローチを取ることが重要です。適切なセキュリティ要件を定義し、適切なセキュリティ対策を組み込むことで、システム全体のセキュリティを確保することができます。また、シミュレーションやテストを通じてセキュリティの脆弱性を特定し、適切な対策を講じることも重要です。