セキュアエレメントをハッキングできるのは誰か？ そして一般ユーザーが心配すべきでない理由

これまでのシリーズ記事を読んできた方は、少し不安になるような研究結果も目にしたかもしれません。レーザー故障注入、電磁的なサイドチャネル攻撃。商用最高レベルのセキュリティ認証を受けたチップが学術研究者によって突破された例もあります。

It's a lot to take in. If you're now quietly wondering whether your hardware wallet might be less secure than you previously believed, that's a totally reasonable thought. But this article asks and answers a simple question: who, realistically, has the means and the motivation to execute a direct attack on a secure element? 

攻撃の「可能性」と「リスク」は同じではありません。たとえば、空き巣がグラインダーで玄関ドアを切断できる可能性は理論上ありますが、だからといって毎回外出のたびに心配する必要はありません。

セキュアエレメントを突破するには

公開されている研究で報告されている最先端のセキュアエレメントへの直接攻撃（レーザー故障注入や電磁サイドチャネル解析）は、めったに並べて語られない複数の条件を満たす必要があります。それらを比較すると、全体像が見えてきます。

充実した設備のある研究室

レーザー故障注入には、専用のレーザー発生装置、ミクロン単位で位置決めできる顕微鏡、三軸モーター制御ステージ、オシロスコープ、制御用電子機器などが必要です。こうした設備一式の商用セットは10万〜25万ドルほど。これらは専用の研究施設に設置されており、持ち運びはできません。自宅に持ち込むことも不可能です。 

専門的な知識と経験

レーザーを照射する前に、まずチップの樹脂パッケージを濃硫酸などで除去したり、精密な加工装置で開封する必要があります。その後、顕微鏡下で専用の攻撃用基板にチップを実装します。この作業だけでも数時間かかり、半導体の取り扱いに関する訓練が必要です。

電磁サイドチャネル攻撃はやや低侵襲ですが、チップ表面にEMプローブを精密に配置し、高速オシロスコープで署名動作を数千回記録し、オフラインで統計解析を行う必要があります。全工程で長時間の物理アクセスと高度な計算作業が求められます。

いずれも偶発的に行われるものではなく、計画的かつ十分なリソースを投入した複数日にわたる研究室作業です。
 

チップごとに数か月の準備

研究論文で報告されているすべての攻撃は、ターゲットとなるチップごとに数か月の開発作業が必要でした。あるチップ用に開発された攻撃手法は、別のチップにはそのまま適用できません。 

あなたのハードウェアウォレットを狙う場合、攻撃者は機材だけでなく、そのチップ固有の研究をすでに終えているか、今から数か月かけて開発する覚悟が必要です。

物理的な現物入手

セキュアエレメントへの物理的な直接攻撃には、攻撃者が実際にそのデバイスを手元に持っている必要があります。特にレーザー故障注入の場合、チップのパッケージは完全に破壊されます。

つまり「誰かが午後だけあなたのハードウェアウォレットを借りて、レーザー攻撃をして、何事もなかったかのように返却する」といったシナリオはあり得ません。手元にハードウェアウォレットがある限り、レーザー攻撃はされていません。遠隔や短時間、気づかれずに行うことは不可能です。

SEをハッキングできるのは誰か

誰がその機材・知識・動機を持ち、実際に狙う可能性があるのでしょうか？

1. 政府の情報機関

国家の情報機関は、半導体解析用の研究施設・予算・専門知識を持ち、セキュアエレメントへの高度な物理攻撃も可能です。こうした機関は、ハードウェアの傍受やバックドアの埋め込み、暗号機器の解析などのプログラムを公式に持っています。

ただし情報機関にもターゲットがあります。すべてのハードウェアウォレットを無差別に調査することはありません。特定の個人を調査対象とする場合のみです。そして、もしそのような調査対象となった場合、 the government has tools far more efficient than laser fault injection at its disposal: legal compulsion to produce keys, seizure of assets through judicial process, and, in some jurisdictions, wrench attacks。

2. 専門の学術・商用セキュリティ研究所

このシリーズで紹介した攻撃を発表した研究機関（NinjaLab、Ledger Donjon、Fraunhofer AISEC、大学研究チームなど）は、これらの攻撃を実行できる能力を持っています。彼らの動機はハードウェアセキュリティの知見を深め、メーカーに脆弱性を責任ある形で報告し、研究コミュニティ内で評価を得ることです。

これらのチームは、あなたの仮想通貨を盗むことが目的ではありません。メーカーが修正できるように脆弱性を発見・公開することが職業的な動機です。
 

3. 資金力のある犯罪組織

半導体解析装置を持つ本格的な犯罪組織であれば、理論上は金銭目的でこれらの攻撃を行うことも可能です。ただし、そのためには「特定の個人が十分な仮想通貨を保有している」と事前に把握し、コストに見合うと判断する必要があります。

さらに、その個人のデバイスを長期間物理的に確保し、そのデバイスのセキュアエレメント専用の攻撃手法をすでに開発している必要があります。

これは、非常に多額の仮想通貨を持ち、デバイスの物理的な管理が甘く、保有が公になっている場合には現実的なリスクとなり得ますが、ほとんどの人にとっては経済的に割に合いません。

まとめ

物理的なセキュリティについて考えてみましょう。玄関の鍵も、熟練の鍵師や特殊工具があれば突破されますが、それだけで「家が危険」ということではありません。鍵の役割は、空き巣などの機会的な侵入を防ぐことにあり、その点では十分に機能しています。
 

専門的な道具と明確な目的を持ったプロが本気で侵入しようとする場合、それは一般的な住宅用の鍵では防げない脅威です。しかし、ほとんどの家庭には無縁です。
 

セキュアエレメントも同様です。実際のユーザーが直面する現実的な脅威、すなわちチップに物理的に触れられないリモートハッカー、接続端末のマルウェア、落とし物を拾った窃盗犯などに対し、認証済みのセキュアエレメントは非常に高い防御力を発揮します。

裁判所命令と半導体ラボを持つ国家情報機関が本気で狙ってきた場合、それに勝てる設計ではありませんし、そのような主張もしていません。

国家レベルで「あなた」をハイプライオリティターゲットと見なす場合、そもそも技術的な防御手段そのものがほとんど通用しません。