暗号ハードウェアのセキュリティ(アンゴウハードウェアノセキュリティ)

本書は,社会インフラの安全・安心を支えるハードウェアのセキュリティ技術を基礎から解説する。暗号処理を行うハードウェアの物理攻撃や安全性解析を中心に,セキュリティエンジニアに必要となる知識を理論から実践まで網羅する。

★主要目次★
1. 暗号技術と暗号ハードウェアへの脅威
 1.1 はじめに
 1.2 暗号技術の概要
 1.3 ハードウェア実装される代表的な暗号プリミティブ
 1.4 暗号アルゴリズムの安全性
 1.5 暗号ハードウェアへの脅威
2. 共通鍵暗号の実装
 2.1 共通鍵暗号方式
 2.2 AES 暗号
 2.3 有限体の演算
3. 公開鍵暗号の実装
 3.1 公開鍵暗号方式
 3.2 基本的な算術演算
 3.3 基本的な剰余演算アルゴリズム
 3.4 RSA 暗号の実装
 3.5 ECC の実装
4. 暗号モジュールへの脅威と対策
 4.1 物理攻撃とは
 4.2 暗号モジュールとその利用例
 4.3 敵性の利用環境
 4.4 物理攻撃への対策
5. サイドチャネル攻撃
 5.1 サイドチャネル攻撃とは
 5.2 ブロック暗号へのサイドチャネル攻撃の概要
 5.3 リーケージの発生メカニズムとモデル化
 5.4 信号処理と統計
 5.5 相関電力解析
 5.6 対策法
6. フォールト攻撃
 6.1 フォールト攻撃の概要
 6.2 RSA 暗号へのフォールト攻撃
 6.3 AES 暗号へのフォールト攻撃
7. マイクロアーキテクチャへのサイドチャネル攻撃
 7.1 攻撃の全体像
 7.2 キャッシュ攻撃の例
 7.3 アクセスベースのキャッシュ攻撃

暗号アルゴリズムが数学的に安全であることと、それを実装したハードウェアが安全であることは、まったく別の問題です。消費電力や処理時間といった物理量から鍵が漏れるサイドチャネル攻撃、意図的に誤動作を誘発するフォールト攻撃など、実装を狙う攻撃は独自の体系を持ちます。『暗号ハードウェアのセキュリティ』は、この領域を基礎から解説する専門書で、崎山一男氏・菅原健氏・李陽氏の共著によりコロナ社から 2019 年に刊行されました。

構成はまず暗号技術の概要と暗号ハードウェアへの脅威を整理し、 AES を中心とする共通鍵暗号、 RSA や ECC といった公開鍵暗号の実装を有限体や剰余演算のレベルから押さえます。そのうえで物理攻撃の分類、相関電力解析を含むサイドチャネル攻撃のメカニズムと対策、フォールト攻撃、さらにキャッシュ攻撃などマイクロアーキテクチャ由来の攻撃までを扱い、理論と実践を往復する構えです。

暗号の初歩と大学レベルの数学にある程度なじんでいることが前提で、読み物というより腰を据えて学ぶ教科書に近い密度があります。組込み機器や IC カードなどのセキュリティに関わるエンジニア、セキュリティキャンプ等で低レイヤ攻撃の研究に踏み込みたい学生にとって、日本語で体系的に学べる貴重な足がかりになります。