電力分析攻撃とは

電力分析攻撃（Power Analysis Attack）とは、コンピュータやセキュリティデバイスが暗号処理を行う際に消費する電力を分析することで、秘密情報や暗号キーを不正に抽出しようとする攻撃手法です。この攻撃は物理的なアクセスが必要で、サイドチャネル攻撃の一種に分類されます。

サイドチャネル攻撃とは、コンピュータシステムの物理的な実装から情報を得る手法で、電力の他にも、電磁波、音、温度など様々な副次的情報を利用します。電力分析攻撃は、デバイスが異なるデータを処理する際に異なる電力パターンを示すことを利用しています。

電力分析攻撃には主に二つのタイプがあります。

1. 単純電力分析攻撃（Simple Power Analysis, SPA）この攻撃は、デバイスの電力消費パターンを単一の処理サイクルで観察することにより、処理されているデータや実行されているアルゴリズムの情報を推測します。例えば、暗号化処理中に特定の演算が行われると、電力消費が増加することがあります。このような特徴を捉えることで、攻撃者は暗号化処理に関する重要な手がかりを得ることができます。
2. 差分電力分析攻撃（Differential Power Analysis, DPA）こちらはより洗練された攻撃で、多数の電力消費データを統計的に分析することで、秘密情報を抽出します。攻撃者はまず、大量の暗号化操作を行わせ、それぞれの操作での電力消費を記録します。次に、これらのデータを統計的に分析し、データと電力消費の相関関係を見つけ出します。この相関関係から、暗号キーの一部または全部を推測することが可能になります。

電力分析攻撃を防ぐためには、以下のような対策が考えられます。

• ノイズの注入：意図的に電力消費にノイズを加えることで、分析を困難にします。
• 定電力処理：デバイスが常に一定の電力を消費するようにすることで、実際の処理内容を隠蔽します。
• バランスの取れた実装：処理にかかわらず電力消費が一定になるように、回路設計を工夫します。
• 暗号アルゴリズムの変更：電力分析攻撃に強い暗号アルゴリズムへの変更も有効です。

電力分析攻撃は、クレジットカードのチップやスマートカード、セキュリティトークンなど、様々なセキュリティデバイスに対して実際に行われているリスクがあります。特に、金融機関や国防関連の機密情報を扱うデバイスでは、このような攻撃から保護するための対策が不可欠です。

電力分析攻撃は、高度な技術と専門的な機器が必要とされるため、一般の人が行うにはハードルが高い攻撃ですが、セキュリティ研究者や高度なサイバー犯罪者にとっては、重要な攻撃手法の一つとなっています。そのため、セキュリティ対策を行う際には、このような物理的な攻撃にも注意を払う必要があります。