半導體晶片面臨被篡改的威脅

2022/05/27


  加藤宏志:雖然並未看到實物,但僅僅去想就感到很可怕——專家們如此表示。那個威脅就是半導體電路被篡改。據悉,存在有惡意的人篡改過的半導體晶片被用於全世界電子産品的危險。如果這一企圖得逞,建立在數位技術之上的現代社會將陷入嚴重混亂。下文追蹤了身在科學技術最前線的研究人員感到的危機的真相。

   

  一個惡夢正在被談論。智慧手機和家電突然開始進行監聽,汽車和工廠緊急停止,産生嚴重混亂。這是各種設備上搭載的半導體晶片的電路開始工作、無法進行正確控制的情景。

 

     

  日本東北大學的教授本間尚文等人4月宣佈,開發出了檢測混入半導體晶片的非法電路的新技術。刊登在國際學術雜誌上的成果引入數學的獨特方法,受到外界關注,但令人在意的是研究的動機。

    

  「雖然可能感到半信半疑,但很難説如今的半導體晶片絕對安全。需要確保安全的技術」。本間尚文教授表示,正規的晶片上被植入可疑電路的威脅正在提高。

     

  晶片根據電路數據製成。如果在製造之前篡改一部分電路數據,具有相應功能的晶片將大量湧現。如果有惡意的人偷偷植入破解密碼的電路,在理論上,可以窺視採用相關晶片的設備的數據。東北大學的新技術能對比即將製造之前的電路圖和設計式樣,檢測電路數據是否被篡改。 

  

偷偷植入在特定時間使加密失效的電路的示意圖

     

  對於可疑電路的存在,連專家都説並未看到實物,但如果屬於事實,影響將難以估量。隨著科學技術的進步,人們身邊的設備幾乎都使用晶片,同時還能進行通信。還有預測顯示,以智慧手機為代表的全球物聯網設備的數量2016年約為170億部,到2023年將翻一番。

    

  專家聯想到隱藏在木馬中的士兵騙過疏忽大意的對手這一古老故事,把欺騙設計者的惡意電路比喻為「特洛伊木馬」。還有人稱之為「後門」。在海外,把植入相當於特洛伊木馬的電路的晶片稱為「間諜晶片」。

     

  感覺難以採取對策。這是因為雖然存在惡意,但晶片本身是正規産品,同時能追溯詳細製造工序的半導體電路被篡改的事態難以想像。

    


       

  電子産品的威脅還有電腦病毒。在打開可疑的郵件後,個人電腦將感染非法程式。敵人從外部襲來、通過安全軟體打響防禦戰的情況容易理解。但是,安全軟體對電路篡改不起作用。這是因為內置非法電路的個人電腦本身已經被侵蝕。

    

  並非病毒引發的傳染病,半導體電路被篡改更像是不知道何時發病的癌症。必須應對內部的敵人。現有的對策將從根本上被顛覆,敲響警鐘的研究人員或許已感到異常恐懼。

    

  雖然沒有驗證這種擔憂的可靠證據,但似乎並非杞人憂天。多位研究者表示,成為對這個問題産生興趣的契機的事件出現在2012年。當時美國有論文稱,工業領域也在洽購的軍用晶片上發現了破解密碼的電路。

  

成功製造出植入非法電路的晶片(圖由塔林理工大學提供)

    

  當時,歸納分析結果的一個人是英國康橋大學的Sergei Skorobogatov博士。這位博士表示,在展開研究方面不會追究任何人的責任,他如今抱有深深的憂慮。

    

  Sergei Skorobogatov教授表示,「一直對潛在的威脅敲響警鐘,但晶片企業並沒有為採取對策而展開投資。企業認為‘並不構成威脅。同時沒有被惡意使用’,感覺沒有採取行動的必要」。教授始終認為,「今後將發生嚴重問題」。

    

  即使中美摩擦令中國産品的安全性得到討論,但在現階段,某個國家的某個人植入的電路並不會在身邊引發嚴重混亂。很多人認為這是過度擔憂。

    

  有觀點認為,覺得半導體被植入非法電路或許是在煽動威脅。在這種氛圍也開始瀰漫的背景下,宣稱已成功植入非法電路的人出現在歐洲的愛沙尼亞。

   

  「在製造前植入非法電路,交給企業,完成了晶片製造」。徹底化身為可疑人物、實際驗證惡行能否實現的研究團隊的負責人是塔林理工大學的Samuel Pagliarini博士。這是駁斥「不可能輕易做到。是杞人憂天」這種主張的最簡單方式。

    

  日本經濟新聞(中文版:日經中文網)加藤宏志

    

 

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