ウイルス対策ソフトや暗号化ソフトがあるため、スマートフォンやノートパソコンはサイバー攻撃から比較的安全だと思うかもしれない。しかし、デバイスは「サイドチャネル攻撃」のリスクにますますさらされている。侵入者は従来のネットワークの侵入口を迂回し、別の方法でデバイスを侵害できる。
こうしたサイドチャネルでは、デバイスの消費電力、特定の機能を実行するのにかかる時間、放出される光やその他の電磁放射の量など、デバイスのさまざまな特性を測定することがある。こうした出力は、長年にわたり通信を盗み見る手段として使われてきた。しかし今では、電子機器の動作を妨害するためにも使われるリスクが高まっている。インターネットに接続するため、ますます多くの物に小型コンピューターが搭載されていることから、これは特に懸念される。
この最新の事例では、ミシガン大学の研究者たちが、音を使って干渉する新たな方法を発見した。対象は、ナビゲーションシステムなどに搭載されている、加速度を測定する装置である加速度センサーを含むデバイスだ。スマートフォンでは、動きを検知し、端末がどちらを上にして持たれているか、持ち歩かれた歩数が何歩かといったことを算出するために使われている。研究者たちは、スマートフォンで再生される音楽の振動が加速度センサーに影響を及ぼし、ユーザーが動いているように見せかけることができると突き止めた。試験したデバイスの半数以上で、この脆弱性が見つかった。
ユーザーが歩いたと思う歩数を増やすだけなら、運動計画に影響する以外に大きな被害をもたらす可能性は低い。しかし、この脆弱性は、現代の自動車やドローンを動かすコンピューターなど、ほかのデバイスの制御システムにあるモーションセンサーを侵入者が誤作動させるという、より深刻なリスクを示している。これまでの研究でも、加速度センサーを実質的にマイクとして使ったり、スマートフォンでユーザーがどのキーを押しているかを監視したりすることで、スパイ行為に利用できることが示されている。
デバイスへのリスク
医療機器にも一般的なリスクがある。加速度センサーは、患者に投与される薬剤の流量などの測定によく使われるためだ。医療機器が音楽の影響を受けると、流量を誤って測定し、投与量も誤る可能性がある。ミシガン大学の研究者たちは、加速度センサーがペースメーカーなどの医療用途にも使われており、外部の音の影響を受ける可能性があると指摘している。
同様の問題は産業プラントでも起こりうる。加速度センサーは、たとえば次のものの流量測定にも使われる。化学物質や燃料。強力な音波を使ってプラントの制御システムを誤作動させ、設備を停止させることもできる。発電所が攻撃されれば、エネルギー供給網への攻撃という最悪の事態につながりかねない。
ドローンの編隊が、強力な音波を発しながらある地域の上空を飛行したらどうなるか想像してほしい。地域内のすべての加速度センサーに干渉し、それらが組み込まれた機器の動作を妨げ、事実上、大規模なサービス拒否攻撃を引き起こす可能性がある。これは電波干渉についてすでに知られているリスクであり、強力な電磁（EM）電波を使って、軍事作戦の一環として電子機器の動作を侵害できる。デバイスに影響を及ぼす正確な周波数や、それが人間に聞こえるかどうかを明らかにするには、さらなる研究が必要だ。
映画『オーシャンズ11』でも、EMパルスを使ってラスベガスを停電させる攻撃が描かれている。災害対策の専門家はEM爆発の脅威に目を向けてきたが、現代の電子システムに対する音波の影響については、ほとんど研究されてこなかった。
その他のリスク
音波は機器の動作を妨げるだけでなく、ほかの用途にも使われる。電子機器から出る雑音を分析すれば、そこからデータを取り出せる。米国のアラバマ大学バーミングハム校の研究者たちも、キーボードが発する音を聞き取ることで、ユーザーのパスワードを特定できることを明らかにした。
人間の耳には、キーを押す音はどれも同じに聞こえるが、実際にはそれぞれ固有の音の周波数パターンを発している。配置を工夫した複数のマイクを使って、受信した音のパルスの到達時間の差と振幅を測定し、キーボードの形状に関する情報と組み合わせることで、研究者たちはどのキーが押されたかを特定できた。
同様に、デバイスの電波信号や電力の変動を分析しても、データを取得できる。ある研究グループは最近、デバイス上でのユーザーの手の動きを検知し、周囲のWi-Fi信号の反射がどう変化するかを調べることで、パスワードを明らかにできると実証した。
別の研究者は携帯電話で最も広く使われているSIMカード8種類の電力変動を分析し、40分以内に暗号化に使われている鍵を復元できた。
どうすれば防げるか？
通常、情報の漏えいやデバイスの侵害を防ぐ物理的なシールドで、こうしたサイドチャネル攻撃からデバイスを守ることができる。簡単な金属シールドで電波は遮断できるが、音波が加速度センサーに影響するのを防ぐには、雑音を吸収し、センサーを動かす振動を最小限に抑える、より複雑な音響シールドが必要となる。そのためには、音声や話し声などの雑音を除去し、センサーが本来検知するよう設計された動きだけを検知するようにしなければならない。
加速度センサーが音の影響を受けるという発見は、多くの計測機器メーカー、とりわけ重要な国家インフラで使われる機器のメーカーに衝撃を与えるだろう。医療機器や重要インフラで使われる機器など、より高感度なデバイスについても、さまざまなサイドチャネル攻撃にどう反応するかを確かめるため、より厳格な試験が必要だ。
