VDECだより記事掲載

東京大学 大規模集積システム設計教育研究センター(VDEC)が発行しているVDEC便り2018年10月15日 第37号に研究室紹介の記事が掲載されました。記事で使われている写真は、実験室での有機トランジスタの特性測定風景です。

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2018年度研究室旅行

9/16(日),17(月)に和歌山県へ研究室旅行に行きました.
一日目は友ヶ島,二日目は養翠園,和歌山マリーナシティ,和歌山城を観光しました.
台風の影響を懸念していましたが,当日は天候にも恵まれ,良い気分転換となりました.

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2018年 電子情報通信学会 ソサイエティ大会

2018年9月11日〜14日に金沢大学角間キャンパスで開催された電子情報通信学会ソサイエティ大会において本研究室の小野が研究発表を行いました(発表日は9月13日).

小野の発表はNBTI(負バイアス温度不安定性)劣化によるArbiter PUFの応答の変化についてです.PUFは半導体の製造ばらつきからチップ固有の応答を出力する回路です.回路を構成するMOSFETは経年劣化により特性が変化することが知られており,PUFの応答の変化が懸念されます.
本研究では,2つの信号経路の遅延時間差を利用するArbiter PUFについて,NBTI劣化による応答の変化を反応拡散モデルに基づくしきい値電圧の変化を組み込んだ回路シミュレーションにより解析しました.その結果,ミリ秒等の短時間であっても回路を使用すると劣化により応答が変化すること,オン時間が長くなるに伴い応答の変化割合が大きくなること,劣化量のばらつきの大きさと応答の変化割合に正の相関が存在すること,初期遅延時間差が小さい応答ほど変化しやすいこと,を明らかにしました.この結果は,より信頼性の高いPUF回路の設計に役立ちます.

  • 小野 龍輝, 田中 悠貴, 新 瑞徳, 辺 松, 廣本 正之, 佐藤 高史, “NBTI劣化によるArbiter PUFの応答変化に関する検討,” 電子情報通信学会ソサイエティ大会, p.184, 2018年9月.
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SSDM 2018

2018年9月9日~13日に東京大学本郷キャンパスで開催されたInternational Conference on Solid State Devices and Materials (SSDM)にて齊藤が研究発表を行いました (発表日は9月12日)。

齊藤の発表は有機トランジスタを用いたBuskeeper PUFのリセット動作の改善についてです.有機トランジスタはフィルムなどの柔軟な素材の上に製造出来ることなどの特性から,新たな回路を作成できるデバイスとして期待が寄せられています.また,PUFは製造ばらつきを利用した複製困難な出力を得ることが出来る回路です.本研究ではフレキシブルかつ複製困難なタグの実現を目指しています.
今回の発表は,有機トランジスタを用いて作成したBuekeeper PUFでは,短時間に複数回の出力を得る際に必要となる状態リセットが出来ないという課題があることを実験により見出し,これを改善するためのリセット回路を提案しています.提案した回路により、期待通りのリセットが行えることを確認しました.
本研究は、産総研、奈良先端大との共同研究です。

  • Michiaki Saito, Michihiro Shintani, Kazunori Kuribara, Yasuhiro Ogasahara, Masayuki Hiromoto, and Takashi Sato, “On the reset operation of organic cross-coupled inverter,” in Proc. International Conference on Solid State Devices and Materials (SSDM), pp.565-566, September 2018.
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ASP-DAC2019採録決定

以下の論文が2019年1月21日より開催予定の国際会議 ASP-DAC2019 (24th Asia and South Pacific Design Automation Conference) に採択されました(採択率35%=102/292).

  • Song Bian, Masayuki Hiromoto, and Takashi Sato:
    “Towards Practical Homomorphic Email Filtering: A Hardware-Accelerated Secure Naive Bayesian Filter,” in Proc. of Asia and South Pacific Design Automation Conference (ASP-DAC) (Tokyo Odaiba Waterfront, Japan), Jan. 2019 (to appear).
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情報処理学会コンピュータサイエンス領域奨励賞・SLDM研究会 優秀発表学生賞 受賞

8/29〜31に開催されたDAシンポジウム2018にて,M2の田中が「情報処理学会コンピュータサイエンス領域奨励賞」および「第181回SLDM研究会 優秀発表学生賞優秀発表学生賞」を受賞しました.

  • 田中 悠貴, 辺 松, 廣本 正之, 佐藤 高史:
    “双安定リング回路の収束時間により瞬時値応答を得る発振回路PUF”, 電子情報通信学会技術研究報告(デザインガイア2017 -VLSI設計の新しい大地-) (於 くまもと県民交流館パレア), Vol.117, No.273, VLD2017-40, pp.79-84, 2017年11月.
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DAシンポジウム2018

2018年8月29〜31日に石川県加賀市山代温泉で開催されたDAシンポジウム2018において,D2の辺とM2の田中が研究発表を行いました (発表日は田中が30日,辺が31日).

田中の発表はメモリスタを用いた等価な応答を返すPUF対の検討についてです.PUFは半導体の製造ばらつきを用いた認証を実現する回路です.PUFを用いた既存の認証方式では,認証側でChallenge Response Pair (CRP)を記録しなければならない問題がありました.本研究では,等価な応答を返すPUF対を提案することで,CRPを記録する必要のない認証を実現しました.提案PUF対は製造時に同時に二つ製造され,それぞれ等価なCRPを持つPUFです.提案PUF対認証では、CRPの記録による制限がなくなることで双方向の認証が可能になり,認証の安全性も高まります.SPICEシミュレーションを用いた解析によりCRPの一致率が1.0となり,提案PUF対でCRPを記録する必要のない認証を実現可能であることを確認しました.

辺の発表は,Approximate Computing (近似計算)を用いてLearning with Errors (LWE)復号におけるハードウェアリソースを削減するものです.近年,量子コンピュータに対しても安全とされているLWEに基づいた暗号方式が注目されています.LWE暗号における復号は、公開されるベクトルcと秘密鍵sの内積を取ることで計算できますが,元々cに含まれたエラーを吸収するため,復号手法は設計上,一定のエラーを許容できるようになっています.本発表では,復号失敗率に影響を与えない範囲で,元々のlog qビットよりも小さいkビットの精度を選び内積を近似計算することで,復号回路を簡略化する手法を提案しました.数値実験により,提案手法を用いてLP暗号方式を実装した結果,復号回路の遅延を23%,面積を約50%,電力を21%,そして復号側に送られる暗号文サイズを27%,同時に削減できることを示しました.

  • 田中 悠貴, 辺 松, 廣本 正之, 佐藤 高史:
    “メモリスタを用いた等価な応答を返すPUF対の検討”, 情報処理学会DAシンポジウム2018 (於 石川県加賀市山代温泉 ゆのくに天祥), pp.124-129, 2018年8月.
  • 辺 松, 廣本 正之, 佐藤 高史:
    “Approximate computingを用いたLWE暗号の高効率復号回路”, 情報処理学会DAシンポジウム2018 (於 石川県加賀市山代温泉 ゆのくに天祥), pp.208-213, 2018年8月.
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ICSICT2018採録決定

以下の論文が2018年10月30日より開催予定の国際会議 ICSICT2018 (2018 IEEE 14th International Conference on Solid-State and Integrated Circuit Technology) に採択されました.

  • Zhaoxing Qin, Michihiro Shintani, Kazunori Kuribara, Yasuhiro Ogasahara, and Takashi Sato:
    “An experimental design of robust current-mode arbiter PUF using organic thin film transistors,” in Proc. IEEE International Conference on Solid-State and Integrated Circuit Technology, 2018 (to appear).
  • Michiaki Saito, Michihiro Shintani, Kazunori Kuribara, Yasuhiro Ogasahara, and Takashi Sato:
    “Measurement and modeling of frequency degradation of an oTFT ring oscillator,” in Proc. IEEE International Conference on Solid-State and Integrated Circuit Technology, 2018 (to appear).
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京都大学オープンキャンパス2018 工学部・電気電子工学科

2018年8月10日(金)に京都大学オープンキャンパス2018が開催されました.本研究室が所属する工学部電気電子工学科では,大学での学生実験を実際に体験できる「学生実験体験」を行っています.今回はマイクロコンピュータを用いてLEDの発光パターンを制御する実験を行いました.本研究室からは廣本講師とM1の名倉が運営に携わりました.

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EMBC2018

2018年7月17日~21日に米国ハワイ国際会議場で開催された The 40th International Engineering in Medicine and Biology Conference (EMBC) 2018 にて本研究室の廣本が研究発表を行いました (発表日は7月20日).

廣本の発表は,ビデオカメラにより撮影した映像から人の心拍数を推定する手法に関するものです.人の脈動に伴う血流変動により,皮膚表面の色が僅かに変化することが知られています.そのため顔等をビデオカメラにより撮影し,その色成分を解析することで心拍を捉えることが可能です.このような心拍推定に適した皮膚の部位を画像中から見付け出すために,従来は顔検出技術が主に用いられていました.これに対し本研究では,脈拍信号が含まれる可能性の高い部位を,機械学習により自動的に決定する手法を提案しました.これにより顔検出を行うことなく心拍推定ができるようになり,毎分1.1拍以下の誤差で高速に動画像から心拍推定を行えることを示しました.

  • Yuya Fujita, Masayuki Hiromoto, and Takashi Sato:
    “Fast and Robust Heart Rate Estimation from Videos Through Dynamic Region Selection,” in Proc. of Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society (EMBC) (Honolulu, Hawaii), pp.3024-3027, July 2018.
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