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早稻田大学史又华教授做客第186期光电信息大讲堂

编辑: 时间:2021-03-04 点击数:

(通讯员:王前进、王超)受我院集成电路工程系王超老师的邀请,早稻田大学史又华教授于2021年2月27日下午做客光电信息大讲堂,在zoom线上会议室作了题为“可信计算(Trustworthy Computing)”的学术讲座。此次学术报告吸引了许多光学与电子信息学院的老师和学生参加。除了集成电路工程系的师生外,还有许多来自其他院系的老师和同学们慕名前来听讲座。

图1史又华教授为我院带来题为“可信计算”的讲座

首先王超老师隆重先容了本期嘉宾史又华教授。史教授随即十分亲切地先容了他在早稻田大学的所属院系,即电子与物理系统系(Department of Electronic and Physical Systems),先容了所在院系的研究方向。然后,史教授先容了他的实验室ISLAB(智能系统实验室),以及他所从事的研究方向,即智能系统、自供电可穿戴系统和硬件安全与可信计算等三个主要方向,并引出了这次报告的主题---可信计算。

(a)

(b)图2(a)和(b)分别为史又华教授为所在早稻田大学电物系研究方向及教授成员

图3史又华教授主持的智能系统实验室主要研究方向

接着,史教授以一个智能足球为例,深入浅出为大家先容了一个IoT设备应该具有的三个方面,分别为“设备”、“联结”和“数据分析”。史教授指出对于一个IoT设备,大家应当关注其以下几个关键技术:多传感器、自供电、数据质量、低开销以及可信度等。

图4硬件安全方面存在的四个主要问题

史教授先容道,硬件安全方面存在的问题主要存在于旁路攻击、反向工程、硬件伪造和硬件木马等方面,而这些问题可能会使大家的智能手机或汽车等系统的安全受到威胁。其中,硬件木马技术是一个相当新的研究领域。硬件木马通过恶意修改电子电路或其设计,在集成电路中嵌入某种电路结构,在特殊条件下自动触发时,该模块可以被他人利用以实现破坏电路系统的功能。

图5硬件木马的定义和起源

史教授指出,硬件木马产生的主要原因是电子系统厂商为了迎合巨大的产能需求和经济效益,将制造和设计工作外包给第三方,从而为硬件木马带来了可乘之机。硬件木马可以独立地完成攻击功能,例如可将信息泄露给攻击者、改变电路功能、甚至直接破坏物理电路。而由于硬件木马在绝大多数时间下隐藏并不影响电路的原始功能,通常情况下是很难被检测出来。史教授又指出,这些安全性问题也有可能是在产品系统的设计和生产中无意造成的。例如,英特尔的酷睿三代产品就曾经出现过硬件木马问题。所以,目前的大多数集成电路芯片可能并不能很好的保护大家的信息安全和个人隐私。硬件木马是一个常被忽视但至关重要的问题。

图6针对于硬件木马的相关对策

史教授紧接着先容了针对于硬件木马的相关对策,并讨论了在可信计算的设计阶段如何识别这些安全漏洞问题。相关对策主要有木马检测、针对硬件安全的设计、以及片上监控和身份验证机制。史教授最后指出,机器学习技术可以硬件安全方面发挥重要的作用;同时,在机器学习和深度学习本身也会存在自身安全方面的问题。这两方面的研究是目前的热点,其研究前景大有可为。

图7机器学习与硬件安全

最后,史教授总结了他此次学术报告的重点:随着人工智能和物联网在大家的日常生活中扮演着越来越重要的角色,如何实现可信计算成为大家必须面临的最大挑战之一;例如,人工智能技术存在被攻击和被恶意使用来攻击自身硬件及系统的风险;对于可信计算的研究才刚刚起步,史教授期待大家可以在他先容的基础上去创新探索,勇攀高峰。

在讨论互动环节,在线的老师和同学们和史教授积极互动,提出了不少前沿问题。王超老师与史教授对于本次讲座的细节进行了多方面的探讨交流。王超老师以中东战争中,以色列空军破坏了叙利亚防空雷达系统和伊朗核设施重要设备被敌对势力侵入破坏的两个案例,指出硬件安全特别硬件木马的研究是一个通常被人们所忽视但是关系到个人隐私和国家安全的研究领域。参加此次学术报告的闵闰老师也表示史教授的报告深入浅出,让大家收获颇丰。最后,王超老师再次感谢了史教授为大家带来这场精彩的学术报告,并建议大家以线上截屏合影留念的方式圆满地结束本次讲座。

图8部分参会人员的合影留念

史又华教授分别于1999年和2002年获得中国东南大学电子工程学士和硕士学位。2005年获得早稻田大学的电子信息与通讯工程博士学位。现任早稻田大学理工学院教授。主要从事未来智慧化社会、智能系统、神经网络、自供电可穿戴系统、硬件安全和可信计算的多方面研究。在IEEE transactions on VLSI、IEEE transactions on computer-aided design and integrated circuit and systems、IEICE Transactions on Fundamentals of Electronics, Communications and Computer Sciences等国际期刊上发表论文50余篇,获2012年IEEK最佳论文奖。

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