暗号処理用LSIに組み込まれたハードウェアトロイに関する研究

摘要

ここ数年の間に，ハードウェアトロイの脅威とその対策についての研究が活発化している．ハードウェアトロイとは，LSIテロリストの手によってLSIの内部に直接仕込まれた回路である．ハードウェアトロイが混入されたLSIは，通常時に仕様書通りの処理を行っているが，LSIテロリストがあらかじめ定めた発症条件が満たされた場合，トリガがかかり，ハードウェアトロイが活性化される．ハードウェアトロイに支配されたLSIが，様々な機器やシステムに使用されている場合，ネットワークの不通，原発の停止，交通網の混乱，金融機関の停止，そして個人情報の流出とその被害は甚大であることが予想される．本稿では，ハードウェアトロイに関連した研究について述べるとともに，暗号化処理用LSIに関するハードウェアトロイについて詳述する．暗号化アルゴリズムにはAESを選定し，暗号処理を無効化するハードウェアトロイを開発した．実装の結果，通常の回路と比較してハードウェア量は約0.03％と微増であるのにもかかわらず，通常の暗号処理動作が一定の期間続いた後に，トリガがかかり，平文がそのまま出力される事を確認した．また，暗号化回路に仕込まれるハードウェアトロイの対策として，テストパターンとその出力を比較して，対象回路の動作状況を確認する監視回路についても提案した．