ChipWhispererを使ってマイコンの消費電力を測定してみる

DentooLT#32 の発表資料です。5ページ目の画像はYoutubeへのリンクになっています。

Transcript

1. ChipWhispererを使って マイコンの消費電力を測定してみる ykm11 in DentooLT#32
2. Whoami ID：ykm11 or ykm_kn UEC17（19編入）→ UEC21 → UEC23 の博士後期3年（在学7年目） 暗号ハードウェアのセキュリティに関する研究に従事 サイボウズ・ラボユースとかセキュリティ・キャンプに 参加してました ykm11.phd 👈 更新料が毎年値上げされるので手放したい ChipWhispererを使ってマイコンの消費電力を測定してみる DentooLT#32 2/11
3. 今日の話 おもちゃを買ったので動かしてみる：電力解析攻撃をやるぞい 20万円くらいした（Level 1 kitは10万） 本発表で行う実験程度ならL1で十分 セットアップはこんな感じ↓ ChipWhispererを使ってマイコンの消費電力を測定してみる DentooLT#32 3/11
4. ChipWhispererって何？ カナダのNewAE社が開発 プロジェクト名でありデバイス名 だいたいCW-から始まる 公式サイトかMouserで購入可能 GitHubにドキュメントが転がっていて、チュートリアルも充実 個人開発用ではない（ぼくは遊ぶために買いました） 20万ってなんだよ・・😢 👈日本 ここ👉 ChipWhispererを使ってマイコンの消費電力を測定してみる DentooLT#32 4/11
5. ところで・・ 去年、国際会議に参加したときNewAE社から実験キットもらった ChipSHOUTER-PicoEMP Kit ($60) 電磁波照射の実験キット（危ないので取り扱い注意 ） PicoEMPで検索すると出てくる 👉 音が出ます > ChipWhispererを使ってマイコンの消費電力を測定してみる DentooLT#32 5/11
6. ── 閑話休題 ──
7. 消費電力*を測定してみるぞ！ ターゲットはAES暗号のC言語実装 チュートリアルとして提供されているものを使用 暗号化実行中の消費電力を測定 マイコンへのプログラム書き込み、通信、etc.は黒色のデバイスが 全部やってくれる 測定中はLEDがチカチカするだけなので 見てても面白くはない（動画無いよ） ChipWhispererを使ってマイコンの消費電力を測定してみる DentooLT#32 7/11 *厳密には消費電力ではない
8. 測定した波形をプロットしてみよう 10回実行分の消費電力をプロット 実行ごとに波形の差が見られる 処理された値の復元はできないか? 消費電力と値に相関があるとしたら? ChipWhispererを使ってマイコンの消費電力を測定してみる DentooLT#32 8/11
9. 暗号化鍵と消費電力の相関を求めると・・ かなり強めの相関*が見える🙀 相関が最も高くなる鍵値を 暗号化鍵と推定 灰色のグラフは誤った鍵値の場合 相関を求める操作を繰り返すことで 暗号化鍵全体を復元 ChipWhispererを使ってマイコンの消費電力を測定してみる DentooLT#32 9/11 *具体的な計算方法は省略
10. まとめ ChipWhispererを使った消費電力の測定を実施 消費電力から簡単にAES暗号の暗号化鍵を取得可能 電力波形をたくさん集めても鍵を取得されないようにすることが重要 ↑ぼくの研究内容 暗号以外のプログラムでも実験できるので買って試してみてね👉👈🥺 余談：波形データセットはわりとネット上に転がってる 例）AES, Kyber, Dilithiumなど ChipWhispererを使ってマイコンの消費電力を測定してみる DentooLT#32 10/11
11. 最後に宣伝 5月25日（日）にオープンラボがあります 東3号館7階で展示・デモ（ぼくがいるかどうかは怪しい） 同館9階でも暗号理論系の研究室でポスター展示 https://www.uec.ac.jp/about/profile/access/ ChipWhispererを使ってマイコンの消費電力を測定してみる DentooLT#32 11/11 今ここ 東3号館