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Enregistrement W4403730007 · doi:10.3390/electronics13214176

Mitigating Thermal Side-Channel Vulnerabilities in FPGA-Based SiP Systems Through Advanced Thermal Management and Security Integration Using Thermal Digital Twin (TDT) Technology

2024· article· en· W4403730007 sur OpenAlex

Pourquoi ce travail est dans la base

Une base qui oublie comment elle a trouvé un travail ne peut pas être vérifiée. Voici les voies qui ont admis celui-ci.

affAu moins un auteur déclare une institution canadienne dans l'instantané OpenAlex épinglé.

Notice bibliographique

RevueElectronics · 2024
Typearticle
Langueen
DomaineComputer Science
ThématiquePhysical Unclonable Functions (PUFs) and Hardware Security
Établissements canadiensUniversité du Québec en Outaouais
Organismes subventionnairesnon disponible
Mots-clésThermalField-programmable gate arraySide channel attackChannel (broadcasting)Thermal management of electronic devices and systemsEmbedded systemComputer scienceComputer securityEngineeringComputer networkCryptographyMechanical engineeringPhysics

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Side-channel attacks (SCAs) are powerful techniques used to recover keys from electronic devices by exploiting various physical leakages, such as power, timing, and heat. Although heat is one of the less frequently analyzed channels due to the high noise associated with thermal traces, it poses a significant and growing threat to the security of very large-scale integrated (VLSI) microsystems, particularly system in package (SiP) technologies. Thermal side-channel attacks (TSCAs) exploit temperature variations, risking not only hardware damage from excessive heat dissipation but also enabling the extraction of sensitive data, like cryptographic keys, by observing thermal patterns. This dual threat underscores the need for a synergistic approach to thermal management and security in designing integrated microsystems. In response, this paper presents a novel approach that improves the early detection of abnormal thermal fluctuations in SiP designs, preventing cybercriminals from exploiting such anomalies to extract sensitive information for malicious purposes. Our approach employs a new concept called Thermal Digital Twin (TDT), which integrates two previously separate methods and techniques, resulting in successful outcomes. It combines the gradient direction sensor scan (GDSSCAN) to capture thermal data from the physical field programmable gate array (FPGA), which guarantees rapid thermal scan with a measurement period that could be close to 10 μs, a resolution of 0.5 ∘C, and a temperature range from −40 ∘C to 140 ∘C; once the data are transmitted in real time to a Digital Twin created in COMSOL Multiphysics® 6.0 for simulation using the Finite Element Method (FEM), the real time required by the CPU to perform all the necessary calculations can extend to several seconds or minutes. This integration allows for a detailed analysis of thermal transfer within the SiP model of our FPGA. Implementation and simulations demonstrate that the Thermal Digital Twin (TDT) approach could reduce the risks associated with TSCA by a significant percentage, thereby enhancing the security of FPGA systems against thermal threats.

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Prédiction distillée sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,000
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,000
Version: codex-gemma-dda1882f352aStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesMéta-épidémiologie (sens strict)
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Simulation ou modélisation · Signal consensuel: aucune
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: Empirique
Score de désaccord entre enseignants0,813
Score d'incertitude au seuil1,000

Scores Codex et Gemma par catégorie

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0000,000
Bibliométrie0,0000,001
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0010,001
Science ouverte0,0000,000
Intégrité de la recherche0,0000,001
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0000,000

Scores machine (provisoires)

Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.

Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.

Tête enseignante Opus0,010
Tête enseignante GPT0,235
Écart entre enseignants0,225 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découle