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セキュリティ検査・IoT/ハードウェアの保護

頻出約 44 分7 用語過去問 17 題

この単元の目標

  • 電子透かしが情報を埋め込む目的と、ブロックチェーンが記録を改ざんしにくくする仕組みを説明できる。
  • デジタルフォレンジックス(事後の証拠保全)とペネトレーションテスト(事前の侵入検査)を、行う時期と目的で区別できる。
  • IoT 機器を守る耐タンパ性と、それを高める TPM、起動時に働くセキュアブートの役割を説明できる。
用語総表(7 語)
用語ひとことで種類いつ働くか
電子透かしコンテンツに目立たない形で権利者などの情報を埋め込む技術技術(情報の埋め込み)配布前に埋め込み、後で取り出す
デジタルフォレンジックス事件の後に電子的な証拠を集めて保全し、分析する技術や手続き技術(事後の調査)インシデントの後
ペネトレーションテスト攻撃者と同じ手口で侵入を試して弱点を見つける検査技術(事前の検査)攻撃を受ける前
ブロックチェーン直前のブロックから計算した値で記録をつないだ、多数のコンピュータが共有する台帳技術(記録の連結)記録を追加するたび
耐タンパ性機器の中の鍵やデータを、こじ開けや解析から守る性質性質機器が人の手に渡ったとき
セキュアブート起動するソフトウェアの署名を確かめ、正当なものだけを動かす仕組み技術(起動時の検証)電源を入れたとき
TPM暗号鍵を内部に保管して暗号処理を行うセキュリティチップ部品(チップ)暗号化・復号のたび

用語

電子透かしは、画像・音声・動画などのデジタルコンテンツに、見た目や聞こえ方をほとんど変えずに著作権者や識別番号などの情報を埋め込む技術である。

  1. 元の写真
  2. 権利者の番号を埋め込む
  3. コピーされて出回る
  4. 専用ソフトで番号を読み出す

見つけた写真から番号を読み出し、誰の写真かを確かめる。

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埋め込んだ情報はコピーされたデータにも残るので、無断利用を見つけたときに権利者や流出元を確かめる手がかりになる。暗号化とは違い、データは誰でもそのまま見たり聞いたりできる。

たとえ服の内側に縫い付けた名札のように、ふだんは目に触れないが、確かめれば持ち主が分かる印。

覚え方英語は watermark(water+mark)。紙がまだ濡れているうちに付ける印が語源で、その印をデータの中に移したもの。

出題のポイント

  • 出題電子透かしは、一見して変化が分からない形で情報を埋め込む。透けて見える画像を重ねて表示するものではない。
  • 混同注意プログラムを配る側が本物であり、途中で中身が書き換えられていないと確認させる仕組みはコード署名で、電子透かしではない。

この用語の過去問 1 題 電子透かし

デジタルフォレンジックスは、不正アクセスや情報漏えいなどが起きた後に、コンピュータに残る記録を証拠として集めて保全し、分析する技術や手続きの総称である。

  1. インシデント発生
  2. 機器・ログを収集
  3. 複製を取り原本を保全
  4. 複製を分析して報告

複製を調べて何が起きたかを明らかにし、裁判などに出せる形でまとめる。

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集めたデータが途中で書き換えられていないことを示せなければ、裁判などで証拠として認められにくい。そのため、原本はそのまま保管し、調べるときは複製を使うのが基本である。

たとえ事件現場の鑑識が、指紋を消さないように手袋をして証拠を集め、持ち帰って調べる作業のデジタル版。

覚え方forensic は「法廷の」という意味の英語で、法医学(forensic medicine)と同じ語。「法廷に出す証拠を扱う」と覚える。

出題のポイント

  • 出題目的は、犯罪や法的紛争で証拠になるデータを集め、改変されない状態で守ることである。
  • 出題犯罪の疑いが出た段階で記録を集めて調べ、裁判で通用する証拠かどうかをはっきりさせる技術全体を、デジタルフォレンジックスと呼ぶ。
  • 混同注意自社のシステムを攻撃して弱点を探すのはペネトレーションテストである。フォレンジックスは事件が起きた後の調査である。

この用語の過去問 2 題 デジタルフォレンジックス

ペネトレーションテストは、攻撃者と同じ手口で実際にシステムへの侵入を試し、突破できるセキュリティ上の弱点が残っていないかを確かめる検査である。

設計書や設定を読むだけの点検と違い、本物の攻撃手法で守りが破れるかどうかを確かめる。システムの持ち主の許可を得て、攻撃を受ける前に弱点を見つけて直すために行う。

たとえ防犯のプロに頼んで、本気で家に忍び込めるか試してもらい、鍵の甘い窓を見つけてもらうこと。

覚え方penetrate は「貫く・入り込む」。日本語では「侵入テスト」とも呼ぶ。

出題のポイント

  • 出題ペネトレーションテストは、攻撃して侵入を試すことで弱点を見つける検査である。高い負荷をかける試験や、変更の影響を調べる試験とは別物である。
  • 出題インターネットから試す場合に見つかるのは、外から公開サーバへ入り込める経路のようなネットワーク越しの弱点である。内部の人による不正や物理的な侵入経路は、ネットワーク越しに試すだけでは見つからない。

この用語の過去問 1 題 ペネトレーションテスト

「デジタルフォレンジックス」と「ペネトレーションテスト」の違い

観点デジタルフォレンジックスペネトレーションテスト
決め手行う時期インシデントが起きた後攻撃を受ける前
目的何が起きたかを調べ、証拠を残す弱点を見つけて直す
やること機器やログを集めて保全し、複製を分析する許可を得てシステムに侵入を試す

ブロックチェーンは、取引記録をまとめた「ブロック」に、直前のブロックの中身から計算した値(ハッシュ値)を含めて鎖のようにつなぎ、その台帳を多数のコンピュータで共有する技術である。

  1. ブロック1(取引記録)
  2. ブロック2(ブロック1から計算した値+取引記録)
  3. ブロック3(ブロック2から計算した値+取引記録)

ブロック3 もブロック2 から計算した値を持ち、鎖が順に延びていく。

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過去のブロックを書き換えるとそのハッシュ値が変わり、後ろのブロックが持つ値と合わなくなる。さらに同じ台帳を持つ多数の参加者の記録とも食い違うため、気づかれずに改ざんすることは難しい。暗号資産の基盤として生まれ、ほかの取引記録の管理にも使われている。

たとえクラス全員が同じ出納帳を持ち、各ページの最後に前のページの合計を書き写しておく仕組み。誰か一人が昔のページを書き換えても、次のページや他の人の帳面と合わずにすぐ分かる。

覚え方名前どおり block(かたまり)を chain(鎖)でつないだもの。鎖の輪にあたるのがハッシュ値。

出題のポイント

  • 出題各ブロックに直前のハッシュ値を入れてつなぐため、記録を矛盾なく書き換えることが難しい。
  • 出題多くのコンピュータが同じ台帳を持ち合い、各自が内容の正しさを確かめる分散型台帳で、暗号資産の土台になっている。
  • 出題使われるハッシュ関数は、同じ入力からはいつも同じ値を出し、値から元のデータには戻せない。

この用語の過去問 3 題 ブロックチェーン

耐タンパ性は、機器を分解したり信号を測ったりして中の鍵やデータを読み出す・書き換える攻撃に耐える性質である。

  • 耐タンパ性を高める工夫(例)
    • ハードウェアの工夫
      • 鍵をセキュリティチップの中に閉じ込める
      • ケースを開けると記憶内容を消す
    • ソフトウェアの工夫
      • プログラムを読みにくく変換する(難読化)

タンパとは、機器に勝手に手を加えて中身を探ったりいじったりすることを指す。IoT 機器は人の手が届く場所に置かれ、盗まれることもあるため、手元で解析されても秘密が漏れにくいことが求められる。

たとえ無理にこじ開けると中の書類が読めなくなる仕掛けの金庫。

覚え方tamper は英語で「勝手にいじる」。食品の「タンパーエビデント包装」(一度開けると跡が残る包装)と同じ語。

出題のポイント

  • 出題ハードウェアなどの内部データを外から解読・改ざん・取出しされにくい性質が耐タンパ性で、可用性や信頼性とは別の言葉である。
  • 出題高める対策の例は、鍵を内蔵したセキュリティチップでデータを暗号化することや、内蔵ソフトウェアを難読化することである。
  • 混同注意通信路の暗号化やソフトウェアの更新は、盗聴や既知の脆弱性への対策で、機器を手元で解析されにくくするものではない。

この用語の過去問 2 題 耐タンパ性

セキュアブートは、機器の起動時に OS やファームウェアのデジタル署名を検証し、正当と確認できたソフトウェアだけを実行する技術である。

  1. 電源オン
  2. ファームウェアの署名を検証
  3. OS の署名を検証
  4. 検証に通れば起動

署名が正当なら起動を続け、合わなければそこで止める。

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デジタル署名は作成者だけが持つ鍵で付ける印で、作成者が本物か、内容が書き換えられていないかを確かめられる。起動の途中に改ざんされたプログラムが入り込むと、後から動く対策ソフトでは見つけにくいため、起動の段階で止める。IoT 機器のソフトウェア改ざん対策にも使われる。

たとえビルの入口で一人ずつ社員証を確かめ、本物の社員だけを中に入れる受付。

覚え方boot は bootstrap(ブーツのつまみ革)から来た語で、電源を入れて OS が立ち上がるまでの流れを指す。そこを secure(安全)にするのがセキュアブート。

出題のポイント

  • 出題セキュアブートは起動時にデジタル署名を検証し、正当なものだけを実行する。単に再起動することを指すリブートとは違う。
  • 混同注意企画や設計の段階からセキュリティを作り込む考え方はセキュリティバイデザインである。起動時の検証技術であるセキュアブートと取り違えない。

この用語の過去問 2 題 セキュアブート

TPM(Trusted Platform Module)は、PC や IoT 機器に載せるセキュリティチップで、暗号化に使う鍵を内部に記憶し、暗号処理をチップの中で行う。

鍵をチップの外に出さずに処理し、チップ自体も外から中身を読み出しにくい作りになっているため、鍵をソフトウェアで保存するより盗まれにくい。例えば、ディスク全体の暗号化の鍵を守る用途で使われる。

たとえ大事な印鑑を銀行の貸金庫に預け、押印も金庫室の中でだけ行ってもらうようなもの。印鑑そのものは外に出てこない。

覚え方Trusted Platform Module = 機器(Platform)に載せる、信頼(Trusted)の拠り所となる部品。「TPM チップ」と呼ばれることが多い。

出題のポイント

  • 出題TPM は、データ暗号化の鍵を内部に記憶し、外から中身を取り出しにくいセキュリティチップである。
  • 混同注意TLS は通信路を暗号化する手順、GPU は画像処理用のプロセッサで、どちらも鍵を保管するチップではない。

この用語の過去問 1 題 TPM

「耐タンパ性」と「TPM」の違い

観点耐タンパ性TPM
決め手何を指すか機器がもつ性質具体的な部品(チップ)
関係高めたい目標耐タンパ性を高める手段の一つ
守るもの機器の中の鍵やデータ全般主に暗号化に使う鍵

要点

  • 電子透かしは見た目を変えずに情報を埋め込む技術で、ソフトウェアの改ざん確認に使うコード署名とは目的が違う。
  • デジタルフォレンジックスは事件の後に証拠を集めて保全・分析し、ペネトレーションテストは事前に侵入を試して弱点を探す。
  • ブロックチェーンは直前のブロックのハッシュ値でつながり、多数のコンピュータで共有されるため、改ざんが難しい。
  • 耐タンパ性は機器の中身を解析されにくい性質で、鍵を内蔵する TPM はそれを高める手段の一つである。
  • セキュアブートは起動時に署名を検証し、正当なソフトウェアだけを動かす。

確認問題

この単元の過去問から 5 題

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