論文の概要: Turning Hearsay into Discovery: Industrial 3D Printer Side Channel Information Translated to Stealing the Object Design

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2509.18366v1
• Date: Mon, 22 Sep 2025 19:46:21 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-09-24 20:41:27.551739
• Title: Turning Hearsay into Discovery: Industrial 3D Printer Side Channel Information Translated to Stealing the Object Design
• Title（参考訳）: 産業用3Dプリンターのサイドチャネル情報とオブジェクトデザインのステアリング
• Authors: Aleksandr Dolgavin, Jacob Gatlin, Moti Yung, Mark Yampolskiy,
• Abstract要約: 業界グレードの3Dプリンタにとって、サイドチャネル攻撃が深刻な脅威であることを初めて示す。 収集した電力側チャネルデータのみから3Dプリントモデルを再構築する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 46.740145853674875
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: The central security issue of outsourced 3D printing (aka AM: Additive Manufacturing), an industry that is expected to dominate manufacturing, is the protection of the digital design (containing the designers' model, which is their intellectual property) shared with the manufacturer. Here, we show, for the first time, that side-channel attacks are, in fact, a concrete serious threat to existing industrial grade 3D printers, enabling the reconstruction of the model printed (regardless of employing ways to directly conceal the design, e.g. by encrypting it in transit and before loading it into the printer). Previously, such attacks were demonstrated only on fairly simple FDM desktop 3D printers, which play a negligible role in manufacturing of valuable designs. We focus on the Powder Bed Fusion (PBF) AM process, which is popular for manufacturing net-shaped parts with both polymers and metals. We demonstrate how its individual actuators can be instrumented for the collection of power side-channel information during the printing process. We then present our approach to reconstruct the 3D printed model solely from the collected power side-channel data. Further, inspired by Differential Power Analysis, we developed a method to improve the quality of the reconstruction based on multiple traces. We tested our approach on two design models with different degrees of complexity. For different models, we achieved as high as 90.29~\% of True Positives and as low as 7.02~\% and 9.71~\% of False Positives and False Negatives by voxel-based volumetric comparison between reconstructed and original designs. The lesson learned from our attack is that the security of design files cannot solely rely on protecting the files themselves in an industrial environment, but must instead also rely on assuring no leakage of power, noise and similar signals to potential eavesdroppers in the printer's vicinity.
• Abstract（参考訳）: アウトソース3Dプリンティング(AM:Additive Manufacturing)は、デジタルデザイン(設計者自身の知的財産であるモデルを含む)をメーカーと共有する産業である。 ここでは、サイドチャネル攻撃は、実際に既存の工業用3Dプリンタに対する具体的な脅威であり、プリントされたモデルの再構築を可能にする(例えば、トランスポートで暗号化してプリンタにロードするなど、設計を直接隠蔽する方法が採用されている)。 従来、このような攻撃はFDMデスクトップ3Dプリンターでしか行われなかったが、これは貴重なデザインの製造において無視できる役割を担っていた。 我々は、ポリマーと金属の両方で網状部品を製造するのに人気があるPowder Bed Fusion (PBF) AMプロセスに注目した。 印刷過程において、各アクチュエータが電力側チャネル情報の収集にどのように機能するかを実証する。 そこで我々は,収集した電力側チャネルデータのみから3Dプリントモデルを再構築する手法を提案する。 さらに,差分パワー分析に触発されて,複数トレースに基づく復元の質向上手法を開発した。 私たちは、異なるレベルの複雑さを持つ2つのデザインモデルに対して、アプローチをテストしました。 モデルによっては, 正正の90.29~\%, 偽正の7.02～\%, 偽負の9.71〜\%をボクセルによる体積比較により達成した。 私たちの攻撃から学んだ教訓は、設計ファイルのセキュリティは、産業環境におけるファイル自体の保護にのみ依存するのではなく、プリンタ近傍の盗聴者に対して、電力、ノイズ、および同様の信号のリークを保証しなくてはならなくなるということです。

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