論文の概要: Optimal Circuit Synthesis of Linear Codes for Error Detection and Correction

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2604.03608v1
• Date: Sat, 04 Apr 2026 06:46:43 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-04-07 15:49:18.669137
• Title: Optimal Circuit Synthesis of Linear Codes for Error Detection and Correction
• Title（参考訳）: 誤り検出・補正のための線形符号の最適回路合成
• Authors: Xi Yang, Taolue Chen, Yuqi Chen, Fu Song, Chundong Wang, Zhilin Wu,
• Abstract要約: 障害注入攻撃は、正常な実行を妨げるために物理的チャネルを介してデバイスに故意に障害を注入する。 我々は,各入力とパリティサイズに基づく2つのドメイン固有最小化目標に基づいて,最適符号回路問題(OptiCC)を定式化する。 次に,各入力の最小化を優先し,OptiCCを解くための新しいアルゴリズムCiSCを提案する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 11.02232592575343
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Fault injection attacks deliberately inject faults into a device via physical channels to disturb its regular execution. Adversaries can effectively deduce secrets by analyzing both the normal and faulty outputs, posing serious threats to cryptographic primitives implemented in hardware. An effective countermeasure to such attacks is via redundancy, commonly referred to as concurrent error detection schemes, where Binary linear codes have been used to defend against fault injection attacks. However, designing an optimal code circuit is often time-consuming, error-prone, and requires substantial expertise. In this paper, we formalize the optimal code circuit synthesis problem (OptiCC) based on two domain-specific minimization objectives on individual inputs and parity size. We then propose a novel algorithm CiSC for solving OptiCC, prioritizing the minimization of individual inputs. Our approach features both correct-by-construction and secure-by-construction. In a nutshell, CiSC gradually reduces individual inputs and parity size by checking, via SMT solving, the existence of feasible Boolean functions for implementing a desired code. We further present an effective technique to lazily generate combinations of inputs to Boolean functions, while quickly identify equivalent ones. We implement our approach in a tool CiSC, and evaluate it on practical benchmarks. Experimental results show our approach can synthesize code circuits that significantly outperform those generated by the latest state-of-the-art techniques.
• Abstract（参考訳）: 障害注入攻撃は、正常な実行を妨げるために物理的チャネルを介してデバイスに故意に障害を注入する。 敵は、通常の出力と欠陥出力の両方を分析し、ハードウェアに実装された暗号プリミティブに深刻な脅威を与えることによって、シークレットを効果的に推論することができる。 このような攻撃に対する効果的な対策は冗長性であり、通常は同時エラー検出スキームと呼ばれる。 しかしながら、最適なコード回路を設計することは、しばしば時間がかかり、エラーが発生し、かなりの専門知識を必要とする。 本稿では、各入力とパリティサイズに基づく2つのドメイン固有最小化目標に基づいて、最適符号回路合成問題(OptiCC)を定式化する。 次に,各入力の最小化を優先し,OptiCCを解くための新しいアルゴリズムCiSCを提案する。 提案手法は, コンストラクションの正当性とセキュア・バイ・コンストラクションの両面を特徴とする。 簡単に言うと、CiSCは、SMT解決を通じて、所望のコードを実装するための実行可能なブール関数の存在をチェックすることによって、個々の入力とパリティサイズを徐々に削減する。 さらに,ブール関数に対する入力の組み合わせを遅延的に生成し,等価な関数を素早く同定する有効な手法を提案する。 ツールCiSCにアプローチを実装し,実際のベンチマークで評価する。 実験により,最新の最先端技術により生成した回路を著しく上回るコード回路を合成できることを示す。

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