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藤枝 直輝(ふじえだ なおき)

所属 電気・電子情報工学系
兼務
職名 助教
専門分野 計算機アーキテクチャ / FPGA応用 / 組込みシステム / セキュアプロセッサ
学位 博士(工学)(東京工業大学)
所属学会 情報処理学会・電子情報通信学会・IEEE
E-mail fujieda@ee
※アドレスの末尾に「.tut.ac.jp」を補完してください
研究室web http://meta.ccs.ee.tut.ac.jp/ich/

研究紹介

 計算機システムへのニーズは,近年ますます多様化・専用化に向かっています.特定応用向けの処理の一部を専用回路化することで,ある応用に対しては極めて高性能なプロセッサやシステムを構築したり,あるいは汎用のプロセッサには無い付加価値を与えたり....私は,「プロセッサを面白くする」をキーワードに,計算機アーキテクチャ・FPGA応用などの研究を行っています.
 中でも特徴的なものが,システムの耐タンパー性(ソフトウェアを解析・盗用・改ざんなどから防御する能力)を高めるセキュアプロセッサ技術に関する研究です.私は,FPGAなどの再構成可能(リコンフィギャラブル)論理技術を活用してプロセッサを多様化することでソフトウェアを解析困難にする「命令セットランダム化」とよばれる技術や,外部メモリへのアクセス系列を効果的に隠蔽する「忘却型RAM」とよばれる手法などに取り組んでいます.

テーマ1:命令セットランダム化に基づく命令列の難読化

概要
命令レジスタファイルのコンセプト

 組込みシステムにおいて耐タンパー性を向上させるにあたっては,性能低下や使用するハードウェア資源の増加といったコストを最小限に抑えることが求められます.ソフトウェアの保護において命令列の暗号化は自明な解ですが,コストの意味で必ずしも最適とは言えません.本研究テーマでは,命令セット,すなわちプロセッサの命令と機械語との関係をシャッフル(ランダム化)することで,低コストかつ効率的なソフトウェアの保護を目指します.
 より具体的には,命令レジスタファイル(IRF)とよばれる機構を構成要素としています.元々IRFはプロセッサの消費電力削減のために提案された手法ですが,本テーマではこれを耐タンパー性の向上に利用しています.IRFはよく使われる命令を記憶した表のことで,電話で例えれば「短縮ダイアル」に相当します.この割当てをシャッフルすることで命令列の解析を妨げます.「内線5番お願いします」などと業務連絡をする商店を想像してもらうと良いかと思います.これまでに,IRFを使って効果的,あるいはより低コストで保護を実現する方法について,いくつかの成果を得ています.

主な業績

・Naoki Fujieda, Tasuku Tanaka, and Shuichi Ichikawa: Design and Implementation of Instruction Indirection for Embedded Software Obfuscation, Microprocessors and Microsystems, Vol. 45, Part A, pp.115–128 (08/2016).
・Naoki Fujieda, Kiyohiro Sato, and Shuichi Ichikawa: A complement to Enhanced Instruction Register File against Embedded Software Falsification, 5th Program Protection and Reverse Engineering Workshop (PPREW-5), No. 3 (12/2015).
・Naoki Fujieda and Shuichi Ichikawa: Enhanced Instruction Register Files for Embedded Software Obfuscation, 29th International Conference on Computers and Their Applications (CATA-2014), pp. 153–158 (03/2014).

キーワード

組込みシステム / セキュアプロセッサ / 命令セットランダム化

担当授業科目名(科目コード)

電気・電子情報工学実験I
電気・電子情報工学実験II

その他(受賞、学会役員等)

=受賞履歴=
【2014年9月】藤枝直輝, 石垣良樹, 佐藤清広: 高性能コンピュータシステム優秀設計賞(プロセッサ設計部門 第1位), "メモリバンド幅の利用率を考慮した高性能プロセッサシステムの設計", 第2回 ARC/CPSY/RECONF 高性能コンピュータシステム設計コンテスト.
【2014年3月】Naoki Fujieda and Shuichi Ichikawa: Best Paper Award Finalist, "Enhanced Instruction Register Files for Embedded Software Obfuscation", 29th International Conference on Computers and Their Applications (CATA-2014), pp. 153–158.
【2012年6月】Takakazu Ikeda, Shinya Takamaeda-Yamazaki, Naoki Fujieda, Shimpei Sato,and Kenji Kise: Performance Track Award, "Request Density Aware Fair Memory Scheduling", 3rd JILP Workshop on Computer Architecture Competitions (JWAC-3).
【2009年5月】若杉祐太, 藤枝直輝, 吉瀬謙二: Most Interesting Poster賞, "アーキテクチャ研究をサポートする低コストで効率的なVDECチップ試作・検証システムの開発と応用", 先進的計算基盤システムシンポジウムSACSIS2009.

論文リスト等の情報は個人管理のWebサイトを参照してください.
https://sites.google.com/site/nfproc/home-ja


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