動作中のIoTデバイスに対する電気容量変化の測定を用いた不正改変検知装置の設計

摘要

IoTデバイスにおいて攻撃者はデバイスへ容易にアクセスできるため，IoTデバイスに対する不正なデバイス接続がセキュリティ上の脅威になり得る．デバイスの電気容量の変化を用いた不正検知は，電気容量がデバイスの物理的な構造によって決定されるため，不正なデバイスの接続による消費電力変化が小さい場合でも有効である．しかし，既存の電気容量計測装置は動作中のデバイスに対する電気容量の測定が難しく，IoTデバイスへの攻撃として想定され得る動作中のデバイスに対する不正なデバイスの接続は検知できない．そこで本稿では，動作中のIoTデバイスに対する電気容量変化の測定を用いたデバイスの不正改変検知装置を提案する．提案不正改変検知装置は（a）正弦波発振回路と波形合成回路を用いた電源電圧を基準にわずかに振動する電源信号の生成回路を持ち，（a）から供給される電源信号を用いることでデバイスの動作に影響を与えることなく電気容量測定を可能とした．さらに，（b）電源信号の交流信号成分の振幅自動調整回路によって幅広い種類のIoTデバイスに対する電気容量測定を可能とした．動作中のIoTデバイスへ不正な電気容量変化を与え，電気容量変化を提案不正改変検知装置を用いて観測した．その結果，提案不正改変検知装置は0.1μFから10μFまでの電気容量の変化を検知できた．