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電力線通信に対するDoS攻撃の検討 火災受信機を一例として HI D E K A Z U AS A B A 2019.03.16 IO TSE C JPTO K Y O VE R .5.0

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[ スピーカー自己紹介 ] • 氏名:浅羽 英一 (Hidekazu Asaba) • 職業:フリーライター 兼 低レイヤ技術者 • 横浜市生まれ

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電力線通信に対する DoS攻撃の検討 ~火災受信機を一例として~ • 0.概要(攻撃アプローチ) • 1.火災受信機とは • 2.電力線通信とは • 3.オシロの接続と波形について • 4.火災受信機に対するDoS攻撃 AGENDA

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0.概要

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工場やビルなどは、消防法に基づき、 消防用設備の設置義務がある。 火災受信機と周辺機器 (自動火災報知設備) スプリンクラー ガス系消火設備

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消防法は、特筆すべき火災が発生する度に バージョンアップされてきた。 → 日本という国が、長年蓄積してきた 防災知識そのものである ex. 1872.02:銀座の大火 1923.09:関東大震災 1945.03:東京大空襲 2001.09:新宿雑居ビル火災 2013.05:長崎市 認知症高齢者グループホーム火災 2016.12:新潟県糸魚川市大規模火災 ……など

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火災の発生を検出し、人間や消防署に 報せるのは、火災受信機(自動火災報知設備) である。 火災受信機と周辺機器 (自動火災報知設備) スプリンクラー ガス系消火設備

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火災受信機を沈黙させることは、 攻撃対象から我が国の防災知識を 引き剥がすことに等しい。

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1.火災受信機とは

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消防法に基づく設置義務のある、 消防用設備である。 ※自動火災報知設備の構成機器

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自動火災報知設備:システム概要 ・表示システム ・消防へ通報 ・地域の電源断 ……など ・煙感知器 ・熱感知器 ・発信機 (押しボタン) ・地区音響 (ベル鳴動) ・火災受信機 電力線通信(PLC: Power Line Communication) 接点 接点/通信

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信号方向 ① 火災発生 ② 火災受信 ④ 各種出力 ③ 火災状態

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つまり…… ① 火災発生 沈黙

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とは言いつつ、そんなに簡単なことではない ・断線監視 ・電圧低下監視 ・短絡/地絡監視 ・全ての接続機器の脱落/ 異常監視 つまり、速攻でバレる この区間全域

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結論: 火災受信機は超インテリジェント なので、バレない攻撃は難しい。

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または……(今回のお話) ① 偽の火災データ送信 ② 火災受信 ④ 各種出力 ③ 火災状態

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2.電力線通信とは

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PLC(Power Line Communication)。 電力線を通信回線としても 利用する技術である。 AC、DCどちらも可能。

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【おさらい】そもそも、レイヤ1伝送って? Low High IC (CPUなど) タイミングチャート 3.3V SG カチカチ押す 1バイトデータ入力 (0xAD:ビッグエンディアンの場合)

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電力線通信を使うメリット 電力、通信が 別系統 配線が少なくてすむ! 工事現場で、材料費と人件費とトラブルが劇的に減少 電力線通信

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電力線通信を使うデメリット Low High タイミングチャート ノイズに弱い! 電源ラインのコモンモードノイズの影響を強く受ける

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では、電力線通信の仕組みを……

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電力線通信(AC) ※エム・システム技研のサイトより引用 https://www.m-system.co.jp/mstoday/backnum/2007/03/iandn2/index.html

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電力線通信(DC) Low High タイミングチャート 1バイトデータ入力 (0xAD:ビッグエンディアンの場合) 通信データ 定電圧供給 電圧MAX

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結論: 電力線と通信線を統合し、 配線本数が半分というメリットは 現場的に絶大である。

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3.オシロの接続と波形について

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オシロスコープは、計測点の 電位差(電圧)の周期的変化を、 波形として画面上に表示する 測定器である。

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代表的なオシロスコープ ※Tektronix TDS2001C 波形 →測定端子へ →測定機器SGへ

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基本的な、オシロの接続箇所 IC (CPUなど) 3.3V SG カチカチ押す トラブルの切り分けに使用する場合、 接続箇所(テストスペック)を設計しないと、 時間の無駄になってしまう。

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結論: オシロを扱えれば、ワイヤーを 流れる実データを傍受できる……が、 イーサフレームレベルの解析には 全く実用的ではない(量が多すぎ)。

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4.火災受信機に対する攻撃 ……と、施設に対するDoS攻撃

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プロトコル上の火災検出データに、 電圧(ビット)を印可して、 偽の火災を発生させる。 三行で言うと……

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※回路図を参照 https://www.nohmi.co.jp/shoninzu/F-PDF/GKF04040.pdf

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特開2003-109138 火災報知設備(能美防災株式会社)

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実験用通信機器・回路図 マイコン 電力線通信 定電圧回路 受信回路 送信回路 X1 4bit DIP ロータリースイッチ

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実験用通信機器・ソフト機能ブロック図 ポート入力 ポート出力 受信データ解析 ロータリーSW 解析 送信タイミング 解析 ポート入力 4bit DIP ロータリーSW タイマー (通信速度) タイマー (タイムスロット) 電力線通信 サムチェック 解析 通信データ 作成 タイマー (チャタリングチェック) タイマー (グループ)

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ご静聴ありがとうございました。