レーザ故障注入とは

れーざこしょうちゅうにゅう

パッケージを開けたチップに、レーザの光を短いパルスで当てて、トランジスタやメモリのセルの近くに電流を生じさせ、狙った場所と時刻に誤動作を起こさせる故障注入攻撃。シリコンにあまり吸収されない1 µm付近の近赤外光を、薄くした基板の裏側から当てることが多く、狙う場所を細かく選べる。光を検知するセンサ、重要な計算の二重化、誤りを検知したら鍵を消す仕組みなどで対策する。

「レーザ故障注入」は、1分野の1問の練習問題に出てきます(ハードウェアセキュリティの最新動向など)。

この用語の分野: ハードウェアセキュリティの最新動向

レーザ故障注入の練習問題に挑戦

故障注入攻撃のうち、レーザを使う方法と電磁パルスを使う方法の特徴の組み合わせとして、正しいものはどれか。

  1. Aレーザは開封したチップに裏側から近赤外光を当てることが多く、狙う場所を細かく選べる。電磁パルスはコイルで加え、開封せずに使えることもあるが、狙える範囲は比較的広い
  2. Bレーザはパッケージの樹脂を透過するので、チップを開封しなくても狙った1個のトランジスタに当てられる。電磁パルスは、チップを削って配線を露出させないと使えない
  3. Cレーザも電磁パルスも、チップの一部の温度を急に上げて配線やトランジスタを溶かすことで、元に戻らない故障を起こさせて回路の働きを変える方法である
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正解:A. レーザは開封したチップに裏側から近赤外光を当てることが多く、狙う場所を細かく選べる。電磁パルスはコイルで加え、開封せずに使えることもあるが、狙える範囲は比較的広い

シリコンのバンドギャップは約1.12 eVで、波長が約1.1 µmより長い光はほとんど吸収されません。1 µm付近の近赤外光は吸収が弱いので、薄くした基板の裏側から奥まで届き、トランジスタの近くで一部が吸収されて電子と正孔の対を作ります。表側は多くの金属の配線の層で覆われているので、レーザ故障注入では裏側から当てるのが一般的で、光が作る電流で特定のトランジスタやSRAMのセルを狙って誤動作させます。電磁パルスでは、コイルに大きな電流を短く流して強い磁場の変化を起こし、チップの中の配線や電源網に電圧を生じさせて誤動作させます。対策として、光や電磁場を検知するセンサ、重要な計算の二重化、誤りを検知したら鍵を消す仕組みなどを組み合わせます。

解説の中の「レーザ故障注入」

「レーザ故障注入」が出てくる問題(1問)

  1. 故障注入攻撃のうち、レーザを使う方法と電磁パルスを使う方法の特徴の組み合わせとして、正しいものはどれか。

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