論文の概要: Application Agnostic EM Side-Channel Emanations of the FPGA Clock Distribution Network
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2609.33281v2
- Date: Sun, 04 Oct 2026 14:07:13 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-10-13 05:48:56.784369
- Title: Application Agnostic EM Side-Channel Emanations of the FPGA Clock Distribution Network
- Title（参考訳）: FPGAクロック配電ネットワークのアプリケーション非依存型EMサイドチャネルエマニュエーション
- Abstract要約: 本研究ではFPGAの電磁側チャネルの解析手法を提案する。
FPGAのクロックリソースによるEMエマニュエーションに対する配置,ルーティング,動作周波数の影響を特徴とする。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.84758809565878
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Electromagnetic side channels have been extensively utilized in non-invasive attacks or analyses to extract critical information from deployed systems. Most of the attacks or analyses are typically executed on cryptographic algorithms under the assumption that the underlying implementation remains fixed. The assumption is valid in the context of fixed hardware, where modifications to the circuit are not made after manufacturing. However, in the case of adaptive hardware, including field-programmable gate arrays (FPGAs), the assumption no longer holds as modifications to the configuration of the array are permitted post-manufacturing. Consequently, this study introduces a methodology for the analysis of electromagnetic side channels of an FPGA through the study of deterministic finite state machines (DFSMs), where the effects of placement, routing, and operating frequency on the EM emanations of the FPGA due to the utilized clocking resources are characterized. To analyze the impact of frequency, device placement, and resource allocation on the EM emanations from the FPGA, statistical analysis including mean difference and variance difference calculations of measured EM fields were utilized to identify points of high EM activity on a set grid of sampled points. A 1.32x increase in flagged grid points was observed in the analysis of the mean difference when the percentage of utilized clock resources was increased from 25% to 90%. Similarly, a 1.39x increase in flagged grid points was observed when the variance difference was calculated for the same increase in clock resources.
- Abstract（参考訳）: 電磁サイドチャネルは非侵襲的な攻撃や分析に広く利用されており、配備されたシステムから重要な情報を抽出している。
攻撃や分析のほとんどは、基礎となる実装がまだ固定されているという仮定の下で、暗号アルゴリズム上で実行されるのが一般的である。
この仮定は、回路の変更が製造後に行われない固定ハードウェアの文脈で有効である。
しかし、フィールドプログラマブルゲートアレイ(FPGA)を含む適応型ハードウェアの場合、アレイの構成の変更が後処理を許可されるため、この仮定はもはや成り立たない。
そこで本研究では,FPGAの電磁側チャネルを決定論的有限状態マシン(DFSM)を用いて解析する手法を提案する。
FPGAからのEMエマニュエーションに対する周波数, デバイス配置, 資源配分の影響を解析するために, 測定されたEMフィールドの平均差と差分差計算を含む統計解析を用いて, サンプリングされた点のセットグリッド上での高EM活性の点を同定した。
使用したクロックリソースの割合が25%から90%に増加した際の平均差の分析において,フラグ付きグリッドポイントの1.32倍の増加が観察された。
同様に、同じクロックリソースの増加に対して、差分差が計算されたときに、フラグ付きグリッドポイントの1.39倍の増加が観測された。
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