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経歴 1992年早稲田大学理工学部電子通信学科卒業 1997年同大学院理工学研究科博士後期課程修了 1997年博士（工学）早稲田大学 現在，早稲田大学理工学術院・教授 集積回路システム設計・セキュリティに関する研究
集積回路の設計技術，組合せ最適化 量子コンピュータ応用（量子アニーリング応用） ハードウェアセキュリティ 関連する原著論文100件以上，国際会議論文150件以上，受賞多数
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研究開発実績 総務省：戦略的情報通信研究開発推進事業（SCOPE）
「設計工程に侵入したハードウェアトロイの検出と耐ハードウェアトロイ設計技術の研究開発」(H26～H28，研究代表者)
「IoT部品・機器・ネットワークの階層横断セキュリティ技術の研究開発」（H29～H30，研究代表者） NEDO事業
先導的産業技術創出事業「極低エネルギー化を実現する統合化システムLSI設計技術」（H23～H27，研究代表者）
IoT推進のための横断技術開発プロジェクト「組合せ最適化処理に向けた革新的アニーリングマシンの研究開発」（H28～H32，機関代表者）
その他，JST CREST（研究分担者），JST A-STEP（研究代表者）など NEC，富士通研，日立，NTT，KDDI等と共同研究実績あり
早稲田大学・戸川望
IoT: すべての「もの」がインターネットへ
• 日常の様々な「もの」がIT化している
* https://www.irobot-jp.com/product/900series/simple.html
例）
スマートフォンで
操作可能な
自動掃除ロボット
設計・製造のアウトソーシング増加に伴い
悪意ある第三者が
不正な回路や部品を挿入したら…
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IoT登場以前: 意識してインターネットに接続
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https://japan.zdnet.com/article/35107151/
https://www.fireeye.com/blog/threat-research/2015/09/synful_knock_-_acis.html
すべての「もの」がインターネットへ
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http://www.bbc.com/news/blogs-news-from-elsewhere-24707337
http://www.nytimes.com/2008/04/05/business/05offline.html?mcubz=0
http://www.telegraph.co.uk/technology/news/10208578/Spy-agencies-ban-Lenovo-from-secret-networks.html
IoT時代の新たな脅威ーハードウェアトロイ(1)
• ハードウェアトロイとは– ハードウェアに組み込まれた悪意のある機能
• ハードウェアトロイの特徴
M.Tehranipoor and F.Koushanfar, IEEE Transactions on Design and Test of Computers, vol. 27, no. 1, pp. 10-25, 2010.
物理的特性に対する
攻撃の特徴
ハードウェアトロイ
機能有効化のトリガ
の特徴
ハードウェアトロイ
の動作の特徴
Normal Circuit
Trojan
Trigger
Trojan
PayloadTrojan Circuit
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IoT時代の新たな脅威ーハードウェアトロイ(2)
• ハードウェアトロイの特徴
– 元の回路に比べ小規模ICベンダやユーザから自身の存在を隠すため，回路規模が小さく収められている．
– ある一定の条件でハードウェアトロイの機能が発現普段は正常に動作するのに，ある特定の条件（特定の入力や，回路の内部状態）をトリガとして悪意ある機能が作動する．
トロイ発現
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IoT時代の新たな脅威ーハードウェアトロイ(3)
• 国内外の研究状況
– 正しいもの（ハードウェアトロイがないもの）と比較
• [問題点] どうやってハードウェアトロイフリーの設計データを作るの？
– テストデータを作って，どうにかハードウェアトロイを発動させる
• [問題点] どうやって，レアケースのテストデータを作るの？
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安価で即座に，ハードウェアトロイの有無を調べられる方法は？
集積回路設計データ中のハードウェアトロイ検知技術(1)
これらの各段階で【ハードウェアトロイ】が侵入する可能性あり
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ここに注目!
Primary output
Primary input
Flip-flop A
Flip-flop B
Net n
これに着目！⇓
回路図中のハードウェアトロイ有無を検知
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• アプローチ：
① 設計データ中の全信号線集合の中から，トロイネット「らしい」ものを見つけ出す（弱識別ネット）
② 弱識別ネット集合から「確実に」トロイネットとなるものを見つけ出す（強識別ネット）
① 弱識別：ハードウェアトロイを構成する信号線の9つの特徴– 特徴にもとづき，各信号線にスコア付けする
強識別ネットが1つでも発見されれば，ハードウェアトロイが侵入
・
・
・
1st
LSLG
2nd
LSLG
2nd
LSLG
Othercells
16 or moreinputs
・
・
・
・
・
・
6 or more inputs
1st
LSLG
2nd
LSLG
Othercells
2nd
LSLG
・
・
・
MUX・
・
・
ADDER2nd
any cell
2nd
any cell
2nd
any cell
1st
any cell
1st
any cell
・・・トロイネットの可能性大
HWトロイを構成する信号線
集積回路設計データ中のハードウェアトロイ検知技術(2)
② 強識別：2つの基準により強識別する– 基準1：スコアの合計≧3の信号線 → 「確実に」トロイネット
– 基準2：基準1を満たさなくても，最大スコア信号線の数が5以下であり，一定値を出力するクロックサイクルが99.999%以上の信号線 → 「確実に」トロイネット
識別結果（一部）：
集積回路設計データ中のハードウェアトロイ検知技術(3)
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Benchmark トロイ有無 開発技術による検出/非検出の結果b19-T100 有 検出b19-T200 有 検出EthernetMAC10GE-T700 有 検出EthernetMAC10GE-T710 有 検出EthernetMAC10GE-T720 有 検出EthernetMAC10GE-T730 有 検出RS232-T1000 有 検出RS232-T1100 有 検出RS232-T1200 有 検出RS232-T1300 有 検出RS232-T1400 有 検出RS232-T1500 有 検出RS232-T1600 有 検出s15850-T100 有 検出s35932-T100 有 検出s35932-T200 有 検出s35932-T300 有 検出s38417-T100 有 検出s38417-T200 有 検出s38417-T300 有 検出s38584-T100 有 検出s38584-T200 有 検出s38584-T300 有 検出vga_lcd-T100 有 検出wb_conmax-T100 有 検出AES-T1 有 検出AES-T2 有 検出
Benchmark トロイ有無 開発技術による検出/非検出の結果b19 無 非検出EthernetMAC10GE 無 非検出RS232 無 非検出s15850 無 非検出s35932 無 非検出s38417 無 非検出s38584 無 非検出vga_lcd 無 非検出wb_conmax 無 非検出AES 無 非検出c17 無 非検出c432 無 非検出c499 無 非検出c880 無 非検出c1355 無 非検出c1908 無 非検出c2670 無 非検出c3540 無 非検出c5315 無 非検出c6288 無 非検出c7552 無 非検出
世界で初めて，標準ベンチマークTrust-HUB中の全ゲート
レベル回路に対して，誤りなくハードウェアトロイの有無を識別
強識別された信号線が1つでもあれば，ハードウェアトロイ侵入と判定
新技術のポイントと課題
• ゲートレベルネットリストの形状をスコア化することで，ハードウェアトロイの有無を調べられる
• スコアが高いと，よりハードウェアトロイの危険性が高い
• 実行時間は，1時間程度
• 既存の自社設計データや，IPデータに対して，ハードウェア脆弱性を判断可能
• 今後，さまざまな設計データに適用し，適用可能性を判断する必要あり
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企業への期待
• ハードウェア設計ベンダや，FPGA設計を行っているメーカに対し，設計データのハードウェア脆弱性調査が可能
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集積回路設計，FPGA設計を行っている企業との共同研究を希望
本技術に関する知的財産権
• 発明の名称
– ハードウェアトロイの検出方法、ハードウェアトロイの検出プログラム、およびハードウェアトロイの検出装置
• 出願番号︰特願2016-560230（PCT/JP2015/082223の日本移行）
• 出願人︰学校法人早稲田大学
• 発明者︰戸川望，大屋優
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お問い合わせ先
早稲田大学 産学官研究推進センター
ＴＥＬ ０３－５２８６ － ９８６７
ＦＡＸ ０３－５２８６ － ８３７４
e-mail contact-tlo＠list.waseda.jp
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