暗号回路における動的に構造変化するセキュアスキヤンアーキテクチャ

摘要

Scan test is a powerful and popular test technique because it can control and observe the internal states of the circuit under test. However, scan chains would be used to discover the internals of crypto hardware, which presents a significant security risk of information leakage. An interesting design-for-test technique by inserting inverters into the internal scan chains to complicate the scan structure has been recently presented. Unfortunately, it still carries the potential of being attacked through statistical analysis of the information scanned out from chips. Therefore, in this paper we propose secure scan architecture, called dynamic variable secure scan, against scan-based side channel attack. The modified scan flip-flops are state-dependent, which could cause the output of each SDSFF to be inverted or not so as to make it more difficult to discover the internal scan architecture. We made an analysis on an AES implementation to show the effectiveness of the proposed method and discussed how our approach is resistant to scan-based side channel attack.%スキャンテストはスキャンチェインを用いた手法で一般的かつ強力なテスト手法である．しかし．スキャンチェインは外部から回路内部の情報を取得できるため，暗号回路においては有効な攻撃手段となりえる．本稿ではスキャンベース攻撃に対するセキュアスキヤンアーキテクチャを提案する．スキャンチェイン内のランダムな場所にインバータを挿入し，スキャンチェインの構造を複雑にする防御手法が提案されているが，回路設計時にインバータを挿入する場所が固定されてしまうため，その特徴を利用し攻撃される可能性がある．したがって，設計した後にもスキャンチェインの構造を動的に変化させる必要があると考えられる．我々はラッチを用いて過去のFFの状態を利用することで次のスキャンFFへの出力を変化させる状態依存スキャンFF（SDSFF）を提案する．このスキャンFFを用いることでスキャンチェインの構造を動的に変化させることが可能であり，コントローラを必要としないため面積オーバーヘッドも少ない．AES暗号回路に提案手法を実装し，評価を行った．