論文の概要: Evaluating Structural and SAT Attack Resilience in Cryptographic Dynamic Logic Locking via Keystream Capping

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2610.41083v1
• Date: Thu, 29 Oct 2026 23:53:06 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-11-02 22:05:31.562891
• Title: Evaluating Structural and SAT Attack Resilience in Cryptographic Dynamic Logic Locking via Keystream Capping
• Title（参考訳）: キーストリームキャッピングによる動的論理ロックにおける構造的およびSAT攻撃抵抗性の評価
• Abstract要約: この作業は、フォールトプロパゲーション分析によって優先順位付けされた内部パス内にキーゲートを分散することにより、動的論理ロックを拡張する。 オリジナルおよび内部的に強化されたアーキテクチャは、構造的除去攻撃と、非ローリング型SATスタイルの攻撃に対して評価される。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Untrusted third-party entities throughout the semiconductor supply chain expose proprietary hardware intellectual property to reverse engineering, piracy, and overproduction. While logic locking counters this threat by embedding key-dependent logic, conventional static key-gates remain vulnerable to both oracle-guided SAT attacks and structural removal attacks due to their time-invariant netlist signatures. Dynamic schemes such as STREAMLOCK mitigate oracle attacks by continuously masking signals with cryptographic keystream, achieving near 50\% Hamming distance output corruption under incorrect keys with low hardware overhead. However, confining key-gates to primary outputs leaves internal combinational cones vulnerable to single-tap structural bypasses. This work extends dynamic logic locking by distributing key-gates within internal paths prioritized via fault-propagation analysis. The original and internally-hardened architectures are evaluated against structural removal attacks and a bounded, unrolling-based SAT-style attack across three ISCAS'85 benchmarks. Distributing masking internally raises the uninformed attacker's brute-force search space from 6 candidate node subsets to over $10^{45}$ for the largest benchmark. Crucially, empirical analysis reveals that topological relocation alone does not prevent algebraic key extraction when wide circuits expose numerous keystream bits per clock cycle. To eliminate this leak, a keystream-bit reuse cap is introduced to restrict per-cycle exposure independent of circuit width. Under this constraint, SAT-solver tractability encounters an immediate computational cliff, transitioning sharply from rapid under-constrained solving to timeout thresholds without disclosing the secret key. Integrating fault-aware internal placement with keystream reuse capping delivers joint resilience against structural bypasses and bounded SAT attacks.
• Abstract（参考訳）: 半導体サプライチェーン全体の信頼できないサードパーティのエンティティは、リバースエンジニアリング、海賊行為、過剰生産のために独自のハードウェア知的財産を公開している。 論理ロックは、鍵に依存したロジックを埋め込むことによってこの脅威に対処するが、従来の静的なキーゲートは、オラクル誘導SAT攻撃と時間不変のネットリストシグネチャによる構造的削除攻撃の両方に対して脆弱なままである。 STREAMLOCKのような動的スキームは、暗号鍵ストリームで連続的に信号をマスキングすることでオラクル攻撃を緩和し、ハードウェアオーバーヘッドの低い不正な鍵の下でハミング距離出力の50\%近くを達成する。 しかし、キーゲートを一次出力に固定すると、内部結合コーンは単一タップ構造バイパスに弱い。 この作業は、フォールトプロパゲーション分析によって優先順位付けされた内部パス内にキーゲートを分散することにより、動的論理ロックを拡張する。 オリジナルおよび内部的に強化されたアーキテクチャは、3つのISCAS'85ベンチマークにまたがる構造的除去攻撃と、非ローリング型SATスタイルの攻撃に対して評価される。 マスキングの配布は、内部的には、6つの候補ノードサブセットから最大のベンチマークで10〜45ドル以上まで、インフォームされた攻撃者のブルートフォース検索スペースを上昇させる。 経験的分析により、広帯域回路がクロックサイクル毎に多数のキーストリームビットを公開する場合、トポロジカルな転位だけでは代数的キー抽出を妨げないことが明らかになった。 このリークを回避するため、回路幅に依存しないサイクル当たりの露光を制限するために、キーストリームビット再利用キャップが導入された。 この制約の下で、SAT-ゾルバのトラクタビリティは、秘密鍵を開示することなく、急激な非制約解からタイムアウトしきい値に急激に遷移する、即時計算の崖に遭遇する。 フォールトアウェア内部配置とキーストリーム再利用キャップの統合は、構造的バイパスと境界SAT攻撃に対するジョイントレジリエンスを提供する。

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