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2017 年度 実績報告書

公共空間におけるスマートデバイスに対する物理攻撃への対策スイートの研究開発

研究課題

研究課題/領域番号 16H02831
研究機関奈良先端科学技術大学院大学

研究代表者

林 優一  奈良先端科学技術大学院大学, 情報科学研究科, 教授 (60551918)

研究分担者 本間 尚文  東北大学, 電気通信研究所, 教授 (00343062)
嶺岸 茂樹  東北学院大学, 工学部, 教授 (70146116)
藤本 大介  奈良先端科学技術大学院大学, 情報科学研究科, 助教 (60732336)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
キーワード電磁情報セキュリティ / サイドチャネル攻撃 / 情報システム / ディスプレイ / スマートデバイス / 電磁環境
研究実績の概要

今年度は、機器から放射される情報漏えい周波数において、描画情報の色が変化する際、放射電磁波の振幅に差が生ずることに着目し、ディスプレイに表示する情報を選択することで、機器から放射された電磁波スペクトルの中で、情報を含む周波数か否かを簡単に判定出来る評価手法を提案した。本手法により、従来法に比べ、簡便な処理によって評価が実現可能となったことから、スマートデバイス内外の漏えい情報を含む電磁界伝搬を高速に計測することが可能となった。また、上記の計測により、情報の漏えいは画面描画に関わるデータをシリアルに処理するIC及びケーブルを漏えい源とし、それらの信号が伝送される際、屈曲部などを有する部分から寄生結合を通じて周囲の導体に信号が漏えいすることにより生ずることを明らかにした。

また、上記のメカニズムにより、情報を含む電磁放射は機器を構成する基板のサイズや信号を伝送するケーブル長などの物理構造により引き起こされると予想されることから、設計データからこうした物理構造のみを抽出した簡易的なシミュレーションモデルを構築した。

さらに、情報漏えいに関し、機器内部の電気回路を意図的に改造し、情報漏えいを意図的に誘発する脅威が近年指摘されており、これまで検討をおこなってきた「機器から非意図的な電磁放射により引き起こされる脅威」に加えて、これらの脅威についても基礎的な評価法・対策法の検討に着手した。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

今年度はメカニズムの解明とシミュレーションモデルの構築を目標に掲げ研究を遂行し、予定通りの結果を得ている。また、メカニズムを解明するために必要となる電磁波伝搬計測・評価手法については従来の評価法に比べ1/10から1/100程度の時間で評価を可能にする評価法を新たに開発することに成功している。今年度のターゲットはタブレットやスマートフォンなどのタッチスクリーンデバイスであったが、開発した評価方法は情報機器全般に汎用的に適用できる可能性がある。

今後の研究の推進方策

今後は、これまでに開発を行った評価システム及びシミュレーションモデルを用いてスマートデバイス内外の電磁界伝搬を高時間・高空間分解能で観測し、電磁波可視化技術を用いて時系列で可視化することにより、漏えいの詳細なメカニズムを解明すると共に評価法を確立する。さらに、得られたメカニズムを基に、配線パターンなどの幾何的な形状及び、環境電磁工学分野で開発されたノイズ抑制素子、これまでに開発した電磁界センサなどを効果的に組み合わせ、それを逐次シミュレーション上で評価しながら、幅広い機器に適用可能な対策技術を開発する。さらに、情報の漏えいを意図的に誘発するハードウェアトロージャンによる脅威についても検討を進める予定である。

  • 研究成果

    (11件)

すべて 2018 2017

すべて 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 1件、 査読あり 2件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 1件、 招待講演 2件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Information Leakage Threats for Cryptographic Devices Using IEMI and EM Emission2017

    • 著者名/発表者名
      Ko Nakamura, Yuichi Hayashi, Takaaki Mizuki, Hideaki Sone
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Electromagnetic Compatibility

      巻: 印刷中 ページ: 1~8

    • DOI

      10.1109/TEMC.2017.2766139

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Hardware Security for Information/Communication Devices2017

    • 著者名/発表者名
      Yuichi Hayashi, Jong-Gwan Yook, William A. Radasky
    • 雑誌名

      2017 Asia-Pacific International Symposium on Electromagnetic Compatibility

      巻: - ページ: 92-92

    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] 暗号機器からの電磁情報漏えいにおける周波数特性に関する研究2018

    • 著者名/発表者名
      杉本藍莉, 林優一, 水木敬明, 曽根秀昭
    • 学会等名
      EMC仙台ゼミナール
  • [学会発表] 描画情報の選択を用いた電磁情報漏えいの評価に関する研究2018

    • 著者名/発表者名
      林優一, 水木敬明, 曽根秀昭
    • 学会等名
      EMC仙台ゼミナール・IEEE EMC-S Sendai-Ch学生発表会
  • [学会発表] HTを用いて局所的にイミュニティを低下させた電子機器へのデータ注入攻撃2017

    • 著者名/発表者名
      鍛治秀伍, 衣川昌宏, 藤本大介, 林優一
    • 学会等名
      2018年暗号と情報セキュリティシンポジウム
  • [学会発表] 描画情報の制御時における放射電磁波の特徴量に着目した情報漏えい評価2017

    • 著者名/発表者名
      田辺弦太郎,林優一,水木敬明,曽根秀昭
    • 学会等名
      IEEE Instrumentation & Measurement Society Japan Chapter 2017年度 第2回学生研究発表会
  • [学会発表] 周波数選択による暗号機器の情報漏えい評価の効率化に関する検討2017

    • 著者名/発表者名
      杉本藍莉, 藤本大介, 林 優一, 水木敬明, 曽根秀昭
    • 学会等名
      環境電磁工学研究会
  • [学会発表] 表示画像の選択を用いた電磁情報漏えい評価手法に関する検討2017

    • 著者名/発表者名
      田辺弦太郎, 林 優一, 水木敬明, 曽根秀昭
    • 学会等名
      環境電磁工学研究会
  • [学会発表] EM Information Security Threats and Its Countermeasures2017

    • 著者名/発表者名
      Yuichi Hayashi
    • 学会等名
      EMC Beijing 2017
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 次世代ワイヤレス通信に求められるハードウエアセキュリティ2017

    • 著者名/発表者名
      林 優一
    • 学会等名
      次世代ワイヤレス技術講座 - KEC関西電子工業振興センター
    • 招待講演
  • [図書] IoT時代の電磁波セキュリティ ~21世紀の社会インフラを電磁波攻撃から守るには~2018

    • 著者名/発表者名
      一般社団法人 電気学会 電気システムセキュリティ特別技術委員会 スマートグリッドにおける電磁的セキュリティ特別調査専門委員会
    • 総ページ数
      345
    • 出版者
      科学情報出版
    • ISBN
      4904774663

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公開日: 2018-12-17  

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