セキュア通信をコンパクトに実現する方法（３）組込み機器におけるセキュリティ対策とは？

前回の記事では「セキュリティ対策における障壁」を取り上げました。

今回の記事では、組込み機器におけるセキュリティ対策について述べていきます。

組込み機器のセキュリティ対策はむずかしい？

組込み機器と情報通信機器の比較

下記は、組込み機器と情報通信機器を比較した表です。それぞれの特徴を確認してみてください。

	組込み機器	情報通信機器
ユーザーインターフェース	限定的な操作	豊富な操作が可能
ソフトウェア	RTOS・専用アプリケーション	汎用OS・アプリケーション
ハードウェア	マイコン～プロセッサメモリは潤沢ではない	ハイエンドプロセッサ大容量メモリ
稼働	長期的・連続的な運用	ユーザによる限定的な稼働

表の内容からも分かるように、PCやスマートフォンなどの情報通信機器と一般的な組込みデバイスではさまざまな違いがあります。

これらの違いによって組込みデバイスのセキュリティ対策が難化している中、ネットワークを介した攻撃が激化していることは大きな問題です。

組込みデバイスにおけるセキュリティ対策の進め方

組込みデバイスのセキュリティ対策を進める際は、2段階でアプローチするのがよいでしょう。

まず最初に、どの脅威に対応する必要があるかを考えます。そして次に、どのようにな対策を実装するかを考えていきます。

memcmpについて

セキュリティ対策

memcmpの注意点

memcmpはメモリを比較する関数として広く知られていますが、セキュリティ面で問題があることはご存じでしょうか。

まずは、下記のような検討事項が思いつくかもしれません。

引数のサイズ(n)によっては該当領域のReadでオーバランが発生する？
複数のスレッドからリエントラントできる？
呼び出しコンテキストのスタックは足りる？
標準ライブラリをリンクすることで想定以上のメモリを消費する？

しかし、上記だけではなく、特に知っておいていただきたい注意点があります。

JM ProjectのLinux Programmer’s Manualによると、memcmpに関する注意点として下記の記載があります。

暗号化された秘密などセキュリティ的に重要なデータの比較には memcmp() を使用しないこと。必要な CPU 時間は値が等しいバイトの量に依存するからである。その代わり、一定時間で比較を実行する関数が必要である。いくつかのオペレーティングシステムでは (例えば NetBSD の consttime_memequal() などの) 関数が提供されているが、このような関数は POSIX では規定されていない。 Linux では、このような関数自体を実装する必要があるかもしれない。

引用：JM Project「Linux Programmer’s Manual (3)　MEMCMP」

つまり、暗号化された秘密などの重要なデータの比較にはそもそもmemcmpを使用できないということです。必要なCPU時間は値が等しいバイトの量に依存してしまい、サイドチャネルアタック攻撃（暗号を処理するハードウェアを外部から観測し、内部の秘匿情報を取得しようとする非破壊型の攻撃）を受けやすくなります。

例えば、入力されたパスワードが正しいかどうかを検証する際にmemcmpを使用すると、パスワードの合っている長さに比例してその応答時間が長くなります。

処理をするアルゴリズム自体が直接攻撃を受けるのではなく、その処理に伴って発生する現象を手がかりに攻撃されてしまうのです。