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| 講演抄録／キーワード | ||
| 講演名 | 2021-03-26 10:40 自己参照に基づく直接密度比推定を用いた教師なし再利用FPGA検出 ○井阪友哉（関西学院大）・新谷道広（奈良先端大）・アフメド フォイサル（プライム大）・井上美智子（奈良先端大）  CPSY2020-60 DC2020-90 |
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| 抄録 | （和） | Field-programmable gate-array（FPGA）の回路性能は使用により経時的に劣化することから，FPGA上に設計したリング発振器（Ring oschillator，RO）の周波数を解析し，再利用か否かを機械学習により判定する手法が提案されている．ところが，既存の再利用FPGA検出手法の多くは，大量の新品FPGAを機械学習で使用する正解データとして準備する必要があり，実際の開発現場への適用に課題がある．そこで，本稿では，正解データを必要としない教師なし再利用FPGA検出手法を提案する．提案手法は，FPGAの全論理ブロックに多段ROを設計し隣接ROを比較することで製造プロセスばらつきによる影響を低減して経年劣化による影響を顕在化した上で，直接密度比推定による異常値選別を適用する．同型の市販FPGA10個のうち2個を実動作により劣化させた評価実験では，提案手法はこの2個の再利用FPGAを誤分類なしに検出することができた． |
| （英） | It is well known that the performance of field-programmable gate-array (FPGA) degrades over time due to their usage. Several methods have been proposed in which the frequency of a ring oscillator (Ring oscillator, RO) designed on an FPGA is analyzed and whether it is recycled or not is determined by machine learning model. However, most of the existing methods require a large amount of fresh FPGAs as correct data for machine learning, which poses a problem in actual application to industrial. In this paper, we propose a novel unsupervised recycled FPGA detection method. In the proposed method, multi-stage ROs in all logical blocks are designed on the FPGA, and adjacent ROs are compared to reduce the effects of manufacturing process variation and highlight the effects of aging degradation in the measured frequencies, and then apply outlier detection through direct density ratio estimation. Through experiments using 10 fresh commercial FPGAs and 2 out of them that were aged, we demonstrate the proposed method can detect these two recycled FPGAs without misclassification. | |
| キーワード | （和） | 再利用FPGA検出 / 製造プロセスばらつき / 教師なし外れ値検出 / 直接密度比推定 / / / / |
| （英） | Recycled FPGA detection / Manufacturing process variation / Unsupervised outlier detection / Direct density ratio estimation / / / / | |
| 文献情報 | 信学技報, vol. 120, no. 436, DC2020-90, pp. 61-66, 2021年3月. | |
| 資料番号 | DC2020-90 | |
| 発行日 | 2021-03-18 (CPSY, DC) | |
| ISSN | Online edition: ISSN 2432-6380 | |
| 著作権に ついて |
技術研究報告に掲載された論文の著作権は電子情報通信学会に帰属します．(許諾番号：10GA0019/12GB0052/13GB0056/17GB0034/18GB0034) | |
| PDFダウンロード | CPSY2020-60 DC2020-90 |
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| 研究会情報 | |
| 研究会 | CPSY DC IPSJ-SLDM IPSJ-EMB IPSJ-ARC |
| 開催期間 | 2021-03-25 - 2021-03-26 |
| 開催地（和） | オンライン開催 |
| 開催地（英） | Online |
| テーマ（和） | 組込み技術とネットワークに関するワークショップ ETNET2021 |
| テーマ（英） | ETNET2021 |
| 講演論文情報の詳細 | |
| 申込み研究会 | DC |
| 会議コード | 2021-03-CPSY-DC-SLDM-EMB-ARC |
| 本文の言語 | 日本語 |
| タイトル（和） | 自己参照に基づく直接密度比推定を用いた教師なし再利用FPGA検出 |
| サブタイトル（和） | |
| タイトル（英） | Unsupervised Recycled FPGA Detection Using Direct Density Ratio Estimation Based on Self-referencing |
| サブタイトル（英） | |
| キーワード(1)（和/英） | 再利用FPGA検出 / Recycled FPGA detection |
| キーワード(2)（和/英） | 製造プロセスばらつき / Manufacturing process variation |
| キーワード(3)（和/英） | 教師なし外れ値検出 / Unsupervised outlier detection |
| キーワード(4)（和/英） | 直接密度比推定 / Direct density ratio estimation |
| キーワード(5)（和/英） | / |
| キーワード(6)（和/英） | / |
| キーワード(7)（和/英） | / |
| キーワード(8)（和/英） | / |
| 第1著者 氏名（和/英/ヨミ） | 井阪 友哉 / Yuya Isaka / イサカ ユウヤ |
| 第1著者 所属（和/英） | 関西学院大学 (略称： 関西学院大) Kwansei Gakuin University (略称： KGU) |
| 第2著者 氏名（和/英/ヨミ） | 新谷 道広 / Michihiro Shintani / シンタニ ミチヒロ |
| 第2著者 所属（和/英） | 奈良先端科学技術大学院大学 (略称： 奈良先端大) Graduate School of Science and Technology, Nara Institute of Science and Technology (略称： NAIST) |
| 第3著者 氏名（和/英/ヨミ） | アフメド フォイサル / Foisal Ahmed / アフメド フォイサル |
| 第3著者 所属（和/英） | プライム大学 (略称： プライム大) Prime University (略称： PU) |
| 第4著者 氏名（和/英/ヨミ） | 井上 美智子 / Michiko Inoue / イノウエ ミチコ |
| 第4著者 所属（和/英） | 奈良先端科学技術大学院大学 (略称： 奈良先端大) Graduate School of Science and Technology, Nara Institute of Science and Technology (略称： NAIST) |
| 講演者 | 第1著者 |
| 発表日時 | 2021-03-26 10:40:00 |
| 発表時間 | 20分 |
| 申込先研究会 | DC |
| 資料番号 | CPSY2020-60, DC2020-90 |
| 巻番号（vol） | vol.120 |
| 号番号（no） | no.435(CPSY), no.436(DC) |
| ページ範囲 | pp.61-66 |
| ページ数 | 6 |
| 発行日 | 2021-03-18 (CPSY, DC) |
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