ก้าวสำคัญในการวิจัยการออกแบบไมโครชิปในเวียดนาม

สำนักงานทรัพย์สินทางปัญญาแห่งชาติ (NOIP) เพิ่งอนุมัติสิทธิบัตรสำหรับสิ่งประดิษฐ์ที่มีชื่อว่า "กระบวนการประเมินระดับความปลอดภัยของฮาร์ดแวร์โดยอิงจากการติดตามการใช้พลังงานที่ประมาณการไว้" โดยกลุ่มวิจัยของศูนย์วิจัยการออกแบบและการประยุกต์ใช้ไมโครชิป สถาบันเทคโนโลยีสารสนเทศ มหาวิทยาลัยแห่งชาติเวียดนาม ฮานอย

กลุ่มวิจัยระบบบูรณาการอัจฉริยะ (SISLAB) – ศูนย์วิจัยการออกแบบและการประยุกต์ใช้ไมโครชิป สถาบันเทคโนโลยีสารสนเทศ มหาวิทยาลัยแห่งชาติเวียดนาม ฮานอย

นี่คือผลงานวิจัยของกลุ่มวิจัยระบบบูรณาการอัจฉริยะ (SISLAB) ศูนย์วิจัยการออกแบบและการประยุกต์ใช้ไมโครชิป สถาบันเทคโนโลยีสารสนเทศ มหาวิทยาลัยแห่งชาติเวียดนาม กรุงฮานอย งานวิจัยนี้เปิดแนวทางที่มีประสิทธิภาพในการทดสอบระดับความปลอดภัยของการออกแบบไมโครชิปตั้งแต่ขั้นตอนการออกแบบก่อนการผลิต

โซลูชันที่ก้าวล้ำในการประเมินความปลอดภัยของฮาร์ดแวร์

สิ่งประดิษฐ์นี้นำเสนอกระบวนการทางเทคนิคเชิงระบบที่ช่วยให้สามารถประเมินความปลอดภัยของการออกแบบฮาร์ดแวร์เข้ารหัสได้ในระหว่างขั้นตอนการออกแบบโดยผ่านการวิเคราะห์ร่องรอยการใช้พลังงานที่ประเมินโดยการจำลอง แทนที่จะรอจนกว่าจะผลิตชิปจริง

โดยทั่วไป การทดสอบความปลอดภัยของฮาร์ดแวร์จะดำเนินการเฉพาะหลังจากที่ออกแบบชิป ASIC หรือ FPGA เรียบร้อยแล้ว ซึ่งมีค่าใช้จ่ายสูงและใช้เวลานาน การโจมตีแบบ Side-Channel มีความซับซ้อนมากขึ้นเรื่อยๆ ทำให้การตรวจจับการรั่วไหลของข้อมูลตั้งแต่เนิ่นๆ กลายเป็นเรื่องเร่งด่วน

กระบวนการที่ได้รับสิทธิบัตรนี้ประกอบด้วยขั้นตอนต่างๆ ตั้งแต่การกำหนดรายละเอียดการออกแบบ การอธิบายสถาปัตยกรรม RTL การจำลองการทำงาน การสังเคราะห์ฮาร์ดแวร์ การวิเคราะห์เวลาและปรสิต ไปจนถึงการประมาณการใช้พลังงานและการวิเคราะห์ความปลอดภัยผ่านเทคนิคทางสถิติ เช่น การทดสอบที (T-test) การประมาณค่าเชิงอนุพันธ์ (DPA) และการวิเคราะห์สหสัมพันธ์ (CPA) กระบวนการทั้งหมดจะดำเนินการบนแบบจำลองการออกแบบก่อนส่งเข้าสู่กระบวนการผลิต ส่งผลให้ประหยัดต้นทุนได้อย่างมากและตรวจพบจุดอ่อนด้านความปลอดภัยที่สามารถใช้ประโยชน์ได้ตั้งแต่เนิ่นๆ

การประยุกต์ใช้จริงในการออกแบบไมโครเซอร์กิตที่มีความปลอดภัยสูง

สิ่งประดิษฐ์นี้มีประโยชน์อย่างยิ่งในการออกแบบและประเมินบล็อกการเข้ารหัสฮาร์ดแวร์ เช่น AES (มาตรฐานการเข้ารหัสขั้นสูง), RSA (การเข้ารหัสด้วยคีย์สาธารณะ), ECC (การเข้ารหัสตามเส้นโค้ง) ... ที่ให้บริการแอปพลิเคชันที่ต้องการความปลอดภัยสูง เช่น บัตรธนาคาร การระบุตัวตนพลเมืองทางอิเล็กทรอนิกส์ ระบบ ทหาร IoT ที่ปลอดภัย และอุปกรณ์ฝังตัวที่ปลอดภัย

ตัวอย่างเช่น การโจมตีแบบ Power-Trace สามารถแคร็กคีย์ AES ได้ภายในไม่กี่นาที หากการออกแบบฮาร์ดแวร์ไม่ได้รับการป้องกันอย่างเหมาะสม โซลูชันที่ได้รับสิทธิบัตรนี้เป็นเครื่องมือทางเทคนิคอันทรงพลังสำหรับตรวจสอบและปรับปรุงการป้องกันการรั่วไหลของคีย์ลับในการออกแบบ

การอนุมัติสิทธิบัตรสำหรับโซลูชันนี้ยืนยันถึงศักยภาพในการวิจัยและพัฒนาของ นักวิทยาศาสตร์ ชาวเวียดนามในสาขาการออกแบบเซมิคอนดักเตอร์และความปลอดภัยของข้อมูล ซึ่งเป็นสาขาเทคโนโลยีขั้นสูงที่รัฐบาลให้ความสำคัญในการลงทุนและพัฒนา

นอกจากนี้ยังเป็นเครื่องพิสูจน์ถึงการผสมผสานที่มีประสิทธิภาพของทิศทางการวิจัยที่สำคัญในปัจจุบัน เช่น การเข้ารหัสฮาร์ดแวร์ การวิเคราะห์ความปลอดภัยช่องทางข้างเคียง การออกแบบวงจรดิจิทัล (RTL/ASIC/FPGA) และการทดสอบการออกแบบความปลอดภัยก่อนการผลิต

กระบวนการทางเทคนิคที่ได้รับการจดสิทธิบัตร

กระบวนการประเมินความปลอดภัยของฮาร์ดแวร์โดยอาศัยการติดตามการประมาณการใช้พลังงานจะดำเนินการผ่านขั้นตอนต่อไปนี้: (i) การพัฒนาข้อกำหนดการออกแบบการเข้ารหัส/ความปลอดภัย; (ii) การออกแบบฮาร์ดแวร์ในรูปแบบที่เลื่อนรีจิสเตอร์ (RTL); (iii) การจำลองและตรวจสอบฟังก์ชันการทำงานของการออกแบบ; (iv) การสังเคราะห์และการนำฮาร์ดแวร์การออกแบบไปใช้; (v) การสกัดข้อมูลอิมพีแดนซ์และความจุที่เป็นอันตราย การวิเคราะห์เวลาคงที่เพื่อตรวจสอบการตอบสนองเวลาของการออกแบบ; (vi) การจำลองการออกแบบด้วยข้อมูลที่เป็นอันตรายและการสกัดรูปคลื่นสัญญาณ; (vii) การประมาณการใช้พลังงานและการสกัดร่องรอยที่สอดคล้องกัน; (viii) การสอดแทรกและการสกัดร่องรอยการใช้พลังงาน; (ix) การประเมินความปลอดภัยโดยอาศัยร่องรอยที่รวบรวมได้; (x) การบูรณาการการออกแบบเข้าในระบบ เพื่อเตรียมพร้อมสำหรับการผลิต IC

ชื่อสิทธิบัตร: กระบวนการประเมินความปลอดภัยของฮาร์ดแวร์โดยอิงตามการติดตามการประมาณการใช้พลังงาน
สาขา: การออกแบบเซมิคอนดักเตอร์, ความปลอดภัยของฮาร์ดแวร์
ผู้ให้สิทธิ์: กรมทรัพย์สินทางปัญญา กระทรวงวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
การประยุกต์ใช้: การทดสอบความปลอดภัยของการออกแบบชิปเข้ารหัสบนแพลตฟอร์ม ASIC/FPGA ก่อนการผลิต
หน่วยวิจัย: ศูนย์วิจัยการออกแบบและการประยุกต์ใช้ไมโครชิป (CICA) สถาบันเทคโนโลยีสารสนเทศ มหาวิทยาลัยแห่งชาติเวียดนาม ฮานอย
นักประดิษฐ์: ดร. บุย ดุย เฮียว, ศาสตราจารย์, ดร. ตรัน ซวน ตู

วู่ กวินห์

ที่มา: https://nhandan.vn/buoc-tien-quan-trong-trong-nghien-cuu-thiet-ke-vi-mach-tai-viet-nam-post894360.html