順序回路への故障注入に起因した不均一な頻度分布を持つ誤り出力を用いた故障利用解析

摘要

暗号モジュールに対する故障利用解析は、故障注入とそれに伴い生ずる誤り出力の解析からなる。故障注入法としてクロックグリッチは従来研究で多く用いられており、着目する故障は組み合わせ回路を対象としたセットアップタイム違反であった。セットアップタイム違反発生時に生ずる誤り出力は、組み合わせ回路の実装方式に依存するため、同様のアルゴリズムでも、実装方式が異なる場合には、異なる解析手法が検討されてきた。これに対し、本稿では順序回路への入力のタイミング違反による故障について検討し、故障発生時に出力される誤り暗号文から秘密鍵が取得できる可能性について議論する。本稿で検討する故障により生ずる誤り暗号文の傾向は、順序回路が値を取り込む際の閾値と信号の立ち上がり·立ち下がり特性のみに依存するため、組み合わせ回路の実装方式に関わらず、同一の解析手法が適用できる可能性がある。そのため、従来、故障利用解析の対象とならなかった暗号モジュールにも脅威が及ぶ可能性がある。実験では、Advanced Encryption Standard（AES）の異なる3つの実装方式に対し、提案手法による故障注入を行い、同一の解析手法で秘密鍵が取得可能であることを実証する。