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2020 年度 実績報告書

レーザを用いてセンサに誤情報を挿入する攻撃とその対策に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 18K18047
研究機関電気通信大学

研究代表者

菅原 健  電気通信大学, 大学院情報理工学研究科, 准教授 (60785236)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
キーワード情報セキュリティ / ハードウェア / レーザー / センサ
研究実績の概要

最終年度は,まず,研究プロジェクト全体の研究成果の収穫を行った.特に,レーザー照射によりマイクに対して音声信号を挿入できる現象を利用して,遠隔からスマートスピーカーにコマンドを挿入できる脆弱性を発見した成果により,セキュリティ分野のトップカンファレンスである USENIX Security に採録された (雑誌論文[1],採録率 16.1%).この成果は高い評価を得ており,その後,複数の学会・学会研究会において招待講演を行った(学会発表[2, 3, 4]).また,2021 年度にも招待講演が予定されている.加えて,周知のために,国内学会での講演も行った(学会発表[1]).

また,当初の計画の通り,上記の攻撃に対する対策法の構築に関する研究を行った.特に,システム全体としての安全性を高めるには,(i) インタラクティブな話者認証,(ii) センサフュージョン,および (iii) 物理的遮蔽などの対策が効果的であることは,上記論文に記載してすでに公表済みである.一方,根本的な解決には,レーザー照射により音声信号が挿入できる物理メカニズムの解明が必要であるとの知見に至り,メカニズム解明のための実験を行った.特に,マイクの一部を樹脂でブロックする実験方法により,半導体チップにおける光電効果と,振動板における光音響効果の2つが主要因であることを特定した.特に,光音響効果については,そのさらに詳細なメカニズムや対策法への応用を,次年度より基盤(C)の枠組みで継続して研究する予定である.

  • 研究成果

    (9件)

すべて 2020 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (1件) (うち国際共著 1件、 査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 1件、 招待講演 3件) 備考 (3件)

  • [国際共同研究] ミシガン大学(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      ミシガン大学
  • [雑誌論文] Light Commands: Laser-Based Audio Injection on Voice-Controllable Systems2020

    • 著者名/発表者名
      T. Sugawara, B. Cyr, S. Rampazzi, D. Genkin, and K. Fu
    • 雑誌名

      USENIX Security Symposium 2020

      巻: 2020 ページ: 2631--2648

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] ライトコマンド: レーザーを用いて音声コマンドを挿入する攻撃2020

    • 著者名/発表者名
      菅原 健, シア ベンジャミン, ランパッジ サラ, ゲンキン ダニエル, フー ケビン
    • 学会等名
      コンピュータセキュリティシンポジウム2020
  • [学会発表] ライトコマンド: レーザー照射により音声コマンド を挿入する攻撃2020

    • 著者名/発表者名
      菅原健
    • 学会等名
      第5回 IoT セキュリティフォーラム
    • 招待講演
  • [学会発表] Light Commands: レーザーを用いて音声コマンドを挿入する攻撃2020

    • 著者名/発表者名
      T. Sugawara, B. Cyr, S. Rampazzi, D. Genkin, and K. Fu
    • 学会等名
      暗号と情報セキュリティワークショップ2020
    • 招待講演
  • [学会発表] Laser Injection Attacks on Integrated Circuits and Sensors2020

    • 著者名/発表者名
      T. Sugawara
    • 学会等名
      SPQR Laboratory Embedded Security Workshop
    • 国際学会 / 招待講演
  • [備考] Laser-Based Audio Injection on VCS

    • URL

      https://lightcommands.com

  • [備考] レーザーを用いて音声コマンドを挿入する攻撃

    • URL

      https://lightcommands.com/index_jp.html

  • [備考] 研究成果のデモ動画

    • URL

      https://www.youtube.com/channel/UC2y3z169n9xXxPEBtxcAYjA

URL: 

公開日: 2021-12-27  

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