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(In Japanese)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 meetings

Patent code P180014916
File No. 334-JP
Posted date Apr 26, 2018
Application number P2016-560230
Patent number P6566576
Date of filing Nov 17, 2015
Date of registration Aug 9, 2019
International application number JP2015082223
International publication number WO2016080380
Date of international filing Nov 17, 2015
Date of international publication May 26, 2016
Priority data
  • P2014-233953 (Nov 18, 2014) JP
Inventor
  • (In Japanese)戸川 望
  • (In Japanese)大屋 優
Applicant
  • (In Japanese)学校法人早稲田大学
Title (In Japanese)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 meetings
Abstract (In Japanese)ハードウェアトロイの存在を示すトロイネットを含む既知ネットリストと、前記トロイネットを含まない既知ネットリストとの両方を含む複数の既知ネットリストに基づき、前記トロイネットの有無を判断するための条件を設定する条件設定工程と、前記条件に基づき、被検ネットリストとしての集積回路のネットリストを評価し、得られた評価結果から前記被検ネットリスト中のトロイネットの有無を判断する判断工程とを備えることを特徴とする。
【選択図】
 なし
Outline of related art and contending technology (In Japanese)

近年、半導体業界においては、外部業者が情報処理装置に用いられる集積回路の製造に関わるようになったことから、集積回路の安全性が問題視されるようになっている。本来意図されていない機能(ハードウェアトロイ、以下「HT」とも記す。)を集積回路に挿入することが、第三者である外部業者において容易になったためであり、こうしたハードウェアトロイを検出することが求められている。

一般的には、ハードウェアトロイを検出するには、対象となる情報処理装置のハードウェアトロイに関する情報が必要とされてきた。ハードウェアトロイを含まない健全な設計データを利用して、ハードウェアトロイを検出する方法が提案されている(例えば、非特許文献1参照)。例えば、製造段階において挿入されたトロイの有無は、トロイが挿入されていない健全なチップと、トロイが挿入されたチップとの間で、物理的な重さや電力量、あるいは電磁波などについての差分をとることによって判断することができる。

しかしながら、ハードウェアトロイは、集積回路の製造段階のみならず設計段階においても挿入される可能性がある。設計段階では、製造段階の場合のような差分をとることができず、ハードウェアトロイに関する情報なしにトロイを検出する技術は未だ得られていないのが現状である。

図14に示すように、ハードウェアトロイ(HT)回路46が存在する回路40においては、例えば通常回路42を接続する通常ネット44の一部48にトリガー回路46bが接続され、通常ネット44の他の一部49にペイロード回路46aが接続されている。ペイロード回路46aは、本来意図されていない機能を有し、トリガー回路46bはペイロード回路46aを起動する。こうしたペイロード回路46aとトリガー回路46bとによって、HT回路46が構成される。

回路40からHT回路46を完全に取り除くことができれば、ハードウェアトロイの危険性を完全に取り除くことが可能となる。

Field of industrial application (In Japanese)

本発明は、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に関する。

Scope of claims (In Japanese)
【請求項1】
 
集積回路のネットリスト中のハードウェアトロイを検出する検出方法であって、
前記ハードウェアトロイの存在を示すトロイネットを含む既知ネットリストと、前記トロイネットを含まない既知ネットリストとの両方を含む複数の既知ネットリストに基づき、前記トロイネットの有無を判断するための条件を設定する条件設定工程と、
前記条件に基づき、被検ネットリストとしての前記集積回路のネットリストを評価し、得られた評価結果から前記被検ネットリスト中のトロイネットの有無を判断する判断工程と
を備えることを特徴とする検出方法。

【請求項2】
 
前記複数の既知ネットリストのそれぞれは、端子間ネットによって接続された一群の回路によって構成される構成ネットを少なくとも一つ含む集合ネットを、少なくとも一つ有し、
前記被検ネットリストは、端子間ネットによって接続された一群の回路によって構成される構成ネットを少なくとも一つ含む集合ネットを、少なくとも一つ有し、
前記条件設定工程は、
前記複数の既知ネットリストのそれぞれについて、前記集合ネットに含まれる前記構成ネットの形態を基に、前記トロイネットを含む可能性がある構成ネットを対照ネットとして、前記複数の既知ネットリストから選択し、前記対照ネットにそれぞれ付与されるスコアに基づく条件設定を含み、
前記判断工程は、
前記被検ネットリストの中から前記対照ネットを検索し、前記検索された対照ネットのスコアを基に前記被検ネットリストの評価データを生成し、前記評価データと、前記設定された条件とを比較して、前記被検ネットリスト中のトロイネットの有無を判断する
ことを特徴とする請求項1記載の検出方法。

【請求項3】
 
前記スコアは、
前記複数の既知ネットリストの中で、ハードウェアトロイを含む前記既知ネットリストにのみ含まれる前記対照ネットの方が、ハードウェアトロイを含まない前記既知ネットリストにも含まれる前記対照ネットより大きく設定され、
前記条件設定工程は、
前記複数の既知ネットリストのそれぞれについて、含まれる集合ネット毎に対照ネットのスコアを加算して合計スコアを得、前記合計スコアのうち、前記複数の既知ネットリスト中で最も大きいスコアを前記複数の既知ネットリストの最大スコアとし、前記ハードウェアトロイを含む前記既知ネットリストの最大スコアを基に最大スコア閾値を設定する条件設定を含み、
前記判断工程は、
前記被検ネットリストに含まれる集合ネット毎に対照ネットのスコアを加算して合計スコアを得、前記合計スコアのうち、前記被検ネットリスト中で最も大きいスコアを前記被検ネットリストの最大スコアとし、前記被検ネットリストの前記最大スコアが前記最大スコア閾値以上のとき、前記被検ネットリストにトロイネットが存在すると判断する
ことを特徴とする請求項2記載の検出方法。

【請求項4】
 
前記条件設定工程は、
前記複数の既知ネットリストのそれぞれについて、前記最大スコアを有する集合ネットの数である最大スコアネット数を求め、前記ハードウェアトロイを含む前記既知ネットリストの最大スコアネット数を基に最大スコアネット数閾値を設定する条件設定を含み、
前記判断工程は、
前記最大スコアが前記最大スコア閾値未満の場合、
前記被検ネットリスト中で、前記最大スコアを有する集合ネットの数である最大スコアネット数を求め、前記被検ネットリストの前記最大スコアが前記最大スコア閾値未満であって、前記被検ネットリストの最大スコアネット数が、前記最大スコアネット数閾値より大きいとき、前記被検ネットリストにトロイネットが存在しないと判断する
ことを特徴とする請求項3記載の検出方法。

【請求項5】
 
前記条件設定工程は、
前記複数の既知ネットリスト中、前記最大スコアを有する集合ネットが、所定時間内に一定値を出力するクロック数を求め、前記ハードウェアトロイを含む既知ネットリストのクロック数と前記ハードウェアトロイを含まない既知ネットリストのクロック数とを基に最大一定サイクル数閾値を設定する条件設定をさらに含み、
前記判断工程は、
前記被検ネットリスト中、前記最大スコアを有する集合ネットが、所定時間内に一定値を出力するクロック数をさらに求め、前記被検ネットリストの最大スコアが前記最大スコア閾値未満であって、前記被検ネットリスト最大スコアネット数が、前記最大スコアネット数閾値以下であり、かつ、前記被検ネットリストについてのクロック数が前記最大一定サイクル数閾値以上の場合に、前記ハードウェアトロイが存在すると判断する
ことを特徴とする請求項4記載の検出方法。

【請求項6】
 
集積回路のネットリスト中のハードウェアトロイを検出する処理をコンピュータに実行させるための検出プログラムであって、
前記ハードウェアトロイの存在を示すトロイネットを含む既知ネットリストと、前記トロイネットを含まない既知ネットリストとの両方を含む複数の既知ネットリストに基づき、前記トロイネットの有無を判断するための条件を設定する条件設定工程と、
前記条件に基づき、被検ネットリストとしての前記集積回路のネットリストを評価し、得られた評価結果から前記被検ネットリスト中のトロイネットの有無を判断する判断工程と
を含む処理をコンピュータに実行させることを特徴とする検出プログラム。

【請求項7】
 
前記複数の既知ネットリストのそれぞれは、端子間ネットによって接続された一群の回路によって構成される構成ネットを少なくとも一つ含む集合ネットを、少なくとも一つ有し、
前記被検ネットリストは、端子間ネットによって接続された一群の回路によって構成される構成ネットを少なくとも一つ含む集合ネットを、少なくとも一つ有し、
前記条件設定工程は、
前記複数の既知ネットリストのそれぞれについて、前記集合ネットに含まれる前記構成ネットの形態を基に、前記トロイネットを含む可能性がある構成ネットを対照ネットとして、前記複数の既知ネットリストから選択し、前記対照ネットにそれぞれ付与されるスコアに基づく条件設定を含み、
前記判断工程は、
前記被検ネットリストの中から前記対照ネットを検索し、前記検索された対照ネットのスコアを基に前記被検ネットリストの評価データを生成し、前記評価データと、前記設定された条件とを比較して、前記被検ネットリスト中のトロイネットの有無を判断する
ことを特徴とする請求項6記載の検出プログラム。

【請求項8】
 
前記スコアは、
前記複数の既知ネットリストの中で、ハードウェアトロイを含む前記既知ネットリストにのみ含まれる前記対照ネットの方が、ハードウェアトロイを含まない前記既知ネットリストにも含まれる前記対照ネットより大きく設定され、
前記条件設定工程は、
前記複数の既知ネットリストのそれぞれについて、含まれる集合ネット毎に対照ネットのスコアを加算して合計スコアを得、前記合計スコアのうち、前記複数の既知ネットリスト中で最も大きいスコアを前記複数の既知ネットリストの最大スコアとし、前記ハードウェアトロイを含む前記既知ネットリストの最大スコアを基に最大スコア閾値を設定する条件設定を含み、
前記判断工程は、
前記被検ネットリストに含まれる集合ネット毎に対照ネットのスコアを加算して合計スコアを得、前記合計スコアのうち、前記被検ネットリスト中で最も大きいスコアを前記被検ネットリストの最大スコアとし、前記被検ネットリストの前記最大スコアが前記最大スコア閾値以上のとき、前記被検ネットリストにトロイネットが存在すると判断する
ことを特徴とする請求項7記載の検出プログラム。

【請求項9】
 
前記条件設定工程は、
前記複数の既知ネットリストのそれぞれについて、前記最大スコアを有する集合ネットの数である最大スコアネット数を求め、前記ハードウェアトロイを含む前記既知ネットリストの最大スコアネット数を基に最大スコアネット数閾値を設定する条件設定を含み、
前記判断工程は、
前記最大スコアが前記最大スコア閾値未満の場合、
前記被検ネットリスト中で、前記最大スコアを有する集合ネットの数である最大スコアネット数を求め、前記被検ネットリストの前記最大スコアが前記最大スコア閾値未満であって、前記被検ネットリストの最大スコアネット数が、前記最大スコアネット数閾値より大きいとき、前記被検ネットリストにトロイネットが存在しないと判断する
ことを特徴とする請求項8記載の検出プログラム。

【請求項10】
 
前記条件設定工程は、
前記複数の既知ネットリスト中、前記最大スコアを有する集合ネットが、所定時間内に一定値を出力するクロック数を求め、前記ハードウェアトロイを含む既知ネットリストのクロック数と前記ハードウェアトロイを含まない既知ネットリストのクロック数とを基に最大一定サイクル数閾値を設定する条件設定をさらに含み、
前記判断工程は、
前記被検ネットリスト中、前記最大スコアを有する集合ネットが、所定時間内に一定値を出力するクロック数をさらに求め、前記被検ネットリストの最大スコアが前記最大スコア閾値未満であって、前記被検ネットリスト最大スコアネット数が、前記最大スコアネット数閾値以下であり、かつ、前記被検ネットリストについてのクロック数が前記最大一定サイクル数閾値以上の場合に、前記ハードウェアトロイが存在すると判断する
ことを特徴とする請求項9記載の検出プログラム。

【請求項11】
 
集積回路のネットリスト中のハードウェアトロイを検出する検出装置であって、
前記ハードウェアトロイの存在を示すトロイネットを含む既知ネットリストと、前記トロイネットを含まない既知ネットリストとの両方を含む複数の既知ネットリストに基づき、前記トロイネットの有無を判断するための条件を設定する条件設定手段と、
前記条件に基づき、被検ネットリストとしての前記集積回路のネットリストを評価し、得られた評価結果から前記被検ネットリスト中のトロイネットの有無を判断する判断手段と
を備えることを特徴とする検出装置。

【請求項12】
 
前記複数の既知ネットリストのそれぞれは、端子間ネットによって接続された一群の回路によって構成される構成ネットを少なくとも一つ含む集合ネットを、少なくとも一つ有し、
前記被検ネットリストは、端子間ネットによって接続された一群の回路によって構成される構成ネットを少なくとも一つ含む集合ネットを、少なくとも一つ有し、
前記条件設定手段は、
前記複数の既知ネットリストのそれぞれについて、前記集合ネットに含まれる前記構成ネットの形態を基に、前記トロイネットを含む可能性がある構成ネットを対照ネットとして、前記複数の既知ネットリストから選択し、前記対照ネットにそれぞれ付与されるスコアに基づく条件設定を含み、
前記判断手段は、
前記被検ネットリストの中から前記対照ネットを検索し、前記検索された対照ネットのスコアを基に前記被検ネットリストの評価データを生成し、前記評価データと、前記設定された条件とを比較して、前記被検ネットリスト中のトロイネットの有無を判断する
ことを特徴とする請求項11記載の検出装置。

【請求項13】
 
前記スコアは、
前記複数の既知ネットリストの中で、ハードウェアトロイを含む前記既知ネットリストにのみ含まれる前記対照ネットの方が、ハードウェアトロイを含まない前記既知ネットリストにも含まれる前記対照ネットより大きく設定され、
前記条件設定手段は、
前記複数の既知ネットリストのそれぞれについて、含まれる集合ネット毎に対照ネットのスコアを加算して合計スコアを得、前記合計スコアのうち、前記複数の既知ネットリスト中で最も大きいスコアを前記複数の既知ネットリストの最大スコアとし、前記ハードウェアトロイを含む前記既知ネットリストの最大スコアを基に最大スコア閾値を設定する条件設定を含み、
前記判断手段は、
前記被検ネットリストに含まれる集合ネット毎に対照ネットのスコアを加算して合計スコアを得、前記合計スコアのうち、前記被検ネットリスト中で最も大きいスコアを前記被検ネットリストの最大スコアとし、前記被検ネットリストの前記最大スコアが前記最大スコア閾値以上のとき、前記被検ネットリストにトロイネットが存在すると判断する
ことを特徴とする請求項12記載の検出装置。

【請求項14】
 
前記条件設定手段は、
前記複数の既知ネットリストのそれぞれについて、前記最大スコアを有する集合ネットの数である最大スコアネット数を求め、前記ハードウェアトロイを含む前記既知ネットリストの最大スコアネット数を基に最大スコアネット数閾値を設定する条件設定を含み、
前記判断手段は、
前記最大スコアが前記最大スコア閾値未満の場合、
前記被検ネットリスト中で、前記最大スコアを有する集合ネットの数である最大スコアネット数を求め、前記被検ネットリストの前記最大スコアが前記最大スコア閾値未満であって、前記被検ネットリストの最大スコアネット数が、前記最大スコアネット数閾値より大きいとき、前記被検ネットリストにトロイネットが存在しないと判断する
ことを特徴とする請求項13記載の検出装置。

【請求項15】
 
前記条件設定手段は、
前記複数の既知ネットリスト中、前記最大スコアを有する集合ネットが、所定時間内に一定値を出力するクロック数を求め、前記ハードウェアトロイを含む既知ネットリストのクロック数と前記ハードウェアトロイを含まない既知ネットリストのクロック数とを基に最大一定サイクル数閾値を設定する条件設定をさらに含み、
前記判断手段は、
前記被検ネットリスト中、前記最大スコアを有する集合ネットが、所定時間内に一定値を出力するクロック数をさらに求め、前記被検ネットリストの最大スコアが前記最大スコア閾値未満であって、前記被検ネットリスト最大スコアネット数が、前記最大スコアネット数閾値以下であり、かつ、前記被検ネットリストについてのクロック数が前記最大一定サイクル数閾値以上の場合に、前記ハードウェアトロイが存在すると判断する
ことを特徴とする請求項14記載の検出装置。
IPC(International Patent Classification)
Drawing

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JP2016560230thum.jpg
State of application right Registered
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