サイドチャネル攻撃とは？

サイドチャネル攻撃（Side Channel Attack）とは、

暗号アルゴリズムやシステムの理論的な弱点ではなく、
「処理中に漏れる物理的な情報」から秘密情報を盗み出す攻撃です。

例えば、パスワードや暗号鍵そのものを解読するのではなく、
CPUの動作や電力消費などを観察して推測します。

代表的なサイドチャネル攻撃

攻撃手法	利用する情報	内容
タイミング攻撃	処理時間	暗号処理にかかる時間の違いから秘密鍵を推測
キャッシュ攻撃	CPUキャッシュ	CPUキャッシュのヒット・ミスを観測し秘密情報を推測
電力解析（Power Analysis）	消費電力	ICカードや組み込み機器の電力変化から暗号鍵を解析
電磁波解析	電磁波	CPUから発生する電磁波を測定して情報を取得
音響解析	動作音	キーボードやCPUの微細な音から情報を推測
分岐予測攻撃	CPU内部状態	CPUの予測実行機能を悪用してメモリ内容を盗み出す

例えば、ATMカードのICチップで暗号処理をしているとします。

暗号鍵は外部から読めません。

しかし、

この違いを数万回測定すると、

鍵：101101001...

という秘密鍵を復元できる場合があります。

2018年に公表されたCPUの脆弱性です。

CPUの「投機的実行」を利用し、

CPU
 ↓
キャッシュに秘密データが残る
 ↓
キャッシュアクセス時間を測定
 ↓
秘密データを取得

という攻撃でした。

こちらも2018年に公表されたCPUの脆弱性です。

本来アクセスできないOSカーネル領域を一時的に読み込み、

その痕跡をキャッシュから解析します。

例えばパスワード比較を

if (input[i] != password[i])
    return false;

のように書くと、

1文字目が違う → すぐ終了
5文字目が違う → 少し時間がかかる

となります。

攻撃者は何百万回も測定すると、

1文字目は正しい
2文字目も正しい
...

と推測できてしまいます。

そのため、暗号ライブラリでは比較時間が入力内容に依存しない「定数時間（constant-time）」実装がよく用いられます。

サイドチャネル攻撃とは、

「計算結果」ではなく、「計算するときに漏れる時間・電力・キャッシュ・電磁波などの副次的な情報（サイドチャネル）」を利用して、秘密情報を盗み出す攻撃です。

暗号アルゴリズム自体が安全でも、実装やハードウェアの振る舞いから情報が漏れるため、ソフトウェア・ハードウェアの両方で対策が重要になります。