東北大、NECと共同で安全性を担保したまま性能と利便性を飛躍的に向上させたメモリ暗号化機構の新方式を開発：注目ニュース✨

2024年10月15日 07:58

発表日：2024年10月14日

近年、個人情報や金融情報などの重要なデータがコンピュータ上で処理され、保管されることが一般的になっています。しかし、これらのデータを格納するメインメモリが攻撃者によって不正にアクセスされる脅威が増加しています。

東北大学電気通信研究所の本間尚文教授と上野嶺客員准教授（現京都大学大学院情報学研究科准教授）、NECセキュアシステムプラットフォーム研究所の峯松一彦主席研究員と井上明子主任らの研究グループが、この問題に対する革新的な解決策を開発しました。

研究の背景

現代のコンピュータでは、中央演算装置（CPU）と主記憶装置（メインメモリ）が中心的な役割を担っています。コンピュータが実行中のプログラムコードや情報処理に必要なデータは、通常一時的にメモリに格納されます。

しかし、以下のような攻撃の脅威が報告されています：

これらの脅威に対抗するため、メモリデータの機密性と改ざん検知の実現が世界的に研究されてきました。

なお、CPUとメモリの動作原理についてはこちらの記事で詳しく説明しているので、良ければ読んでみて下さい👇

この新技術は、メモリデータの暗号化によってデータの盗聴と改ざんを防ぐ「メモリ暗号化」機構の新方式です。メモリ暗号化により、コンピュータに保存したパスワードが盗まれにくくなります。

従来のメモリ暗号化技術では、セキュリティを高めるとコンピュータの性能と利便性が大きく損なわれるという課題がありました。

新方式の主な特徴は以下の通りです：

新方式では、国際標準暗号AESなどを用いてCPU上で処理したデータをメモリに保存する際に暗号化します。これにより、メモリに格納されたデータが盗聴されても、元のデータの内容を解読できないようにします。

同時に、メモリからデータを読み出す際には、暗号化されたデータを正しく復元できるかを確認することで、データの改ざんを検知します。

従来のメモリ暗号化技術では、以下のような問題がありました：

新方式では、これらの問題を解決するために、専用の暗号方式を開発し、それに基づく暗号化メモリのデータ構造およびハードウェア構成を考案しました。

研究グループは、今後さまざまなコンピュータに新方式を適用して実証実験を進める予定です。特に、既知の攻撃手法を新方式が搭載されたコンピュータに適用して実機評価を行い、その有効性と安全性をさらに検証していきます。

将来的には、この技術を活用して以下のような幅広い分野でのセキュリティ向上を目指しています：

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