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公開番号2025103875
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-07-09
出願番号2023221567
出願日2023-12-27
発明の名称判定回路、及び制御システム
出願人学校法人工学院大学,長崎県公立大学法人
代理人弁理士法人太陽国際特許事務所
主分類G06F 18/2113 20230101AFI20250702BHJP(計算;計数)
要約【課題】本開示は、回路規模の削減をしつつ、木構造による判定を可能とする。
【解決手段】判定回路は、機器に搭載されたプロセッサにおいて、予め定められた完全二分木の木構造を用いた判定を行う判定回路であって、ノードごとに閾値及び特徴量番号のテーブルを持つノード情報レジスタファイルと、特徴量の各種類に割り当てた特徴量であってコアの出力で更新される特徴量のテーブルを持つ特徴量レジスタファイルと、深さnに応じた数の判定値が割り当てられたテーブルを持つ判定値レジスタファイルと、を備えるレジスタ部と、次ノードを計算するための比較器と、前記レジスタ部の値を参照して木構造のルートからリーフに至る経路を決定し、当該経路に対応する前記判定値レジスタファイルの判定値に応じてValueの値を出力する制御回路と、を含む。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
機器に搭載されたプロセッサにおいて、予め定められた完全二分木の木構造を用いた判定を行う判定回路であって、
ノードごとに閾値及び特徴量番号のテーブルを持つノード情報レジスタファイルと、特徴量の各種類に割り当てた特徴量であってコアの出力で更新される特徴量のテーブルを持つ特徴量レジスタファイルと、深さｎに応じた数の判定値が割り当てられたテーブルを持つ判定値レジスタファイルと、を備えるレジスタ部と、
次ノードを計算するための比較器と、
前記レジスタ部の値を参照して木構造のルートからリーフに至る経路を決定し、当該経路に対応する前記判定値レジスタファイルの判定値に応じてＶａｌｕｅの値を出力する制御回路と、
を含む判定回路。
続きを表示（約 730 文字）【請求項２】
前記制御回路は、
前記特徴量レジスタファイルから現ノードの閾値と特徴量番号を取得し、
前記特徴量レジスタファイルから当該現ノードの前記特徴量番号に対応する特徴量を取得し、
前記比較器を用いて、当該特徴量と当該閾値とを比較し、
比較結果から次ノードを計算し、計算結果を現ノードにセットする、ことを一連の計算処理の動作フローとして、ノード番号の上限まで繰り返す、
請求項１に記載の判定回路。
【請求項３】
前記制御回路は、前記次ノードの計算において、２進数の各ビットの左１ビットシフトによる配線つなぎ変えにより現ノード番号を更新可能な更新レジスタを用いて、最上位ビットを削除し、最下位ビットを前記比較器の値で更新することで前記現ノード番号を更新する、請求項２に記載の判定回路。
【請求項４】
機器に搭載されたプロセッサにおいて、予め定められた完全二分木の木構造を用いた判定を行う判定回路を備えた制御システムであって、
ノードごとに閾値及び特徴量番号のテーブルを持つノード情報レジスタファイルと、特徴量の各種類に割り当てた特徴量であってコアの出力で更新される特徴量のテーブルを持つ特徴量レジスタファイルと、深さｎに応じた数の判定値が割り当てられたテーブルを持つ判定値レジスタファイルと、を備えるレジスタ部と、
次ノードを計算するための比較器と、
前記レジスタ部の値を参照して木構造のルートからリーフに至る経路を決定し、当該経路に対応する前記判定値レジスタファイルの判定値に応じてＶａｌｕｅの値を出力する制御回路と、
を含む制御システム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
従来、サイバー攻撃に対する異常検知に関する技術がある。
続きを表示（約 1,700 文字）【０００２】
例えば、ログの重要度を適切に判定可能とする手法に関する技術がある（特許文献１参照）。この技術では、ランダムフォレスト等による分析モデルを作成し、ログエントリに関する重要度を判定可能とするソフトウェア・プログラムを動作させる分析装置が開示されている。
【０００３】
また、起動プログラムの改ざんをマイコンで検証する手法に関する技術がある（特許文献２参照）。この技術では、起動プログラムからハッシュ値を計算し、署名データのハッシュ値と比較し検証することが行われている。
【０００４】
また、プロセッサ情報を用いた回路レベルのハードウェアによるマルウェア検知に関する技術が検討されている（非特許文献１参照）。この技術では、一つのＬＳＩにおいてコアに隣接する検知回路の実装を検討している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
再表2018-235252号公報
特開2019-128792号公報
特願2023-052450号明細書
【非特許文献】
【０００６】
Kazuki Koike, Ryotaro Kobayashi, Masahiko Katoh. "IoT-oriented high-efficient anti-malware hardware focusing on time series metadata extractable from inside a processor core". International Journal of Information Security: 2022-02-25.
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
昨今、ＩｏＴ機器が、マルウェアに感染する事例が相次いでいる。しかし、ＰＣ・サーバ向けの従来のセキュリティ対策ソフトは、複雑なソフトウェアであり、ＰＣ・サーバにおいても動作を重くすることがある。そのため、小型で安価に提供する必要のあるＩｏＴ機器に搭載することは現実的ではない。例えば、監視カメラにセキュリティ対策ソフトをインストールして動作させることはできない。また、特許文献２のような検証では多様なマルウェアの検知には対応できない。一方、非特許文献１のように、ソフトウェアではなく、ハードウェアでマルウェア検知機構を実装する技術が提案されている。
【０００８】
このような既存技術に対して、本出願の発明者らはハードウェアに組み込まれた判別器の木構造とデータを更新可能とする改良手法を開発した（特許文献３参照）。しかしながら、改良手法には、いくつかの課題が存在する。第１に、ノードごとに比較回路とレジスタを保持する必要がある。第２に、ノードにデータを配布するための配線が引く必要があるが、これらは木の深さに応じて増加する。つまり、木構造の回路規模は、木の深さに応じて増加する。ＩｏＴデバイスのリソース制約は厳しいため、回路規模はできるだけ削減することが望ましい。
【０００９】
本発明は、上記問題点を解決するために成されたものであり、回路規模の削減をしつつ、木構造による判定を可能とする判定回路、及び制御システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明に係る判定回路は、機器に搭載されたプロセッサにおいて、予め定められた完全二分木の木構造を用いた判定を行う判定回路であって、ノードごとに閾値及び特徴量番号のテーブルを持つノード情報レジスタファイルと、特徴量の各種類に割り当てた特徴量であってコアの出力で更新される特徴量のテーブルを持つ特徴量レジスタファイルと、深さｎに応じた数の判定値が割り当てられたテーブルを持つ判定値レジスタファイルと、を備えるレジスタ部と、次ノードを計算するための比較器と、前記レジスタ部の値を参照して木構造のルートからリーフに至る経路を決定し、当該経路に対応する前記判定値レジスタファイルの判定値に応じてＶａｌｕｅの値を出力する制御回路と、を含む。
（【００１１】以降は省略されています）

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