サイドチャネル攻撃とは？

サイドチャネル攻撃の意味

暗号アルゴリズムそのものの数学的な弱点ではなく、実装が副次的に漏らす物理量（消費電力の変化、処理時間、電磁波、動作音、熱）を測定・統計処理して秘密鍵を推定する攻撃。

サイドチャネル攻撃の具体例

暗号処理中の消費電力波形を多数集めて統計解析し、鍵ビットの推定を行う電力解析（DPA）が代表例。

サイドチャネル攻撃は試験でどう引っ掛けられる？

対策は、処理時間を鍵に依存させない定時間実装、ダミー演算やランダム化（マスキング）、電源のノイズ付加など。アルゴリズムを強い方式に替えるだけでは防げない。

サイドチャネル攻撃と関連する用語

• 耐タンパ性

サイドチャネル攻撃が出た過去問

• 暗号機能を実装したIoTにおいて脅威となるサイドチャネル攻撃に該当するものはどれか。

  正解：装置が発する電磁波を測定することによって秘密情報の取得を試みる。

  要点：サイドチャネル攻撃は電力や電磁波など物理情報から鍵を推定

  サイドチャネル攻撃は、暗号アルゴリズムそのものを数学的に解くのではなく、実装された機器が動作中に外部へ漏らす物理的な副次情報から鍵を推定する攻撃である。利用される情報には消費電力、処理時間、電磁波、動作音、故障時の出力などがある。装置が放射する電磁波を測定して鍵を推定する手法は電磁波解析と呼ばれ、典型的なサイドチャネル攻撃に当たる。

  出典：平成30年度 春期 エンベデッドシステムスペシャリスト試験 am2 問18（IPA）

• サイドチャネル攻撃に該当するものはどれか。

  正解：暗号アルゴリズムを実装した攻撃対象の物理デバイスから得られる物理量（処理時間や消費電力など）やエラーメッセージから、攻撃対象の秘密情報を得る。

  要点：サイドチャネル攻撃は実装が漏らす物理量から鍵を推定する

  サイドチャネル攻撃は、暗号アルゴリズム自体の数学的な弱点ではなく、それを実装した装置が動作中に外部へ漏らす副次的な情報を手がかりに秘密鍵を推定する攻撃である。処理時間、消費電力、電磁波、動作音、故障時の出力やエラーメッセージなどが利用される。アルゴリズムが理論的に強固でも、実装が対策を欠いていれば成立する点が特徴である。

  出典：令和2年度 10月 エンベデッドシステムスペシャリスト試験 am2 問15（IPA）

• サイドチャネル攻撃に該当するものはどれか。

  正解：暗号アルゴリズムを実装した攻撃対象の物理デバイスから得られる物理量(処理時間、消費電力など)やエラーメッセージから、攻撃対象の秘密情報を得る。

  要点：サイドチャネル攻撃は消費電力や処理時間から鍵を推定

  サイドチャネル攻撃は、暗号アルゴリズムそのものの数学的な弱点ではなく、実装された機器から漏れ出る副次的な情報を手掛かりに秘密鍵を推定する攻撃である。処理時間、消費電力、電磁波、動作音、エラーメッセージの違いなどが利用される。組込み機器は攻撃者が実物を手に入れやすいため、この種の攻撃への耐性設計が特に重要になる。

  出典：令和6年度 秋期 エンベデッドシステムスペシャリスト試験 am2 問14（IPA）

• 暗号化処理時における暗号化装置の消費電力を測定するなどして、当該装置内部の秘密情報を推定する攻撃はどれか。

  正解：サイドチャネル攻撃

  要点：消費電力など物理量から鍵を推定するのがサイドチャネル

  サイドチャネル攻撃は、暗号アルゴリズムの数学的な弱点ではなく、実装された装置から漏れ出る副次的な情報を手掛かりに秘密鍵を推定する攻撃である。消費電力の波形、処理時間、電磁波、動作音などが利用される。組込み機器は攻撃者が実機を入手して測定しやすいため、この攻撃への耐性を設計段階から考慮する必要がある。

  出典：令和7年度 秋期 エンベデッドシステムスペシャリスト試験 am2 問14（IPA）