光音響効果を用いたシグナルインジェクション攻撃とその対策

利用光声效应的信号注入攻击及对策

• 批准号: 21K11884
• 负责人: 菅原 健
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: The University of Electro-Communications
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-21K11884/
• 关键词: セキュリティ; 光音響効果; レーザー

マイクがレーザー光に感度を持つ原因究明に関する研究を，2021年度に国際会議(IEEE Sensors)で発表した．その際，真空容器内でマイクにレーザー照射実験を実施し，主要な原因は熱ピストモンモデルによって生じる光音響効果であるものの，光電効果も同時に生じていることを明らかにした. その後，実験結果を精査したところ，熱ピストン効果に加え，加熱により剛体が変形する熱弾性効果も影響を与えている可能性が示唆された．そこで，熱弾性効果による寄与分を分離するための実験を新たに設計し，追加で実験を行った．その結果，これまでに判明した３つの原理（光電効果，熱ピストン効果，および熱弾性効果）の全てが，マイクがレーザー光に感度を持つ原因に関わっていることが分かった．また，多数の市販のマイクをケーススタディを行うことで，製造者やマイクのデザインによって，どの効果が優位になるか変化することを明らかにした．本内容は，2023年度にジャーナル論文へ投稿することを目的に執筆を進めている．本研究のテーマであるレーザー照射による振動発生が，人工衛星において大きな脅威になることを見出し，宇宙開発におけるセキュリティを対象とする国際会議（SpaceSec）にて論文発表を行った．レーザーと振動に関わる派生テーマとして，レーザー照射を手段として音響情報を盗む攻撃の研究を2021年度より行なっている．本研究について得られた新たな成果を，セキュリティに関するトップカンファレンス CCS でポスター発表するとともに，国内シンポジウムで発表でした.

研究麦克风对激光光敏感的研究的研究在2021年国际会议（IEEE传感器）上提出。目前，在真空容器中的麦克风上对麦克风进行了激光辐照实验，尽管主要原因是由热piston模型引起的光量效应，这也发现了这一效果的同时效应。之后，对实验结果的详细检查表明，除了热活塞效应之外，由于加热而变形刚体的热弹性效应可能会产生效果。因此，我们设计了一个新的实验，以分离由热弹性效应引起的贡献，并进行了其他实验。结果表明，到目前为止发现的所有三种原理（光电效应，热活塞效应和热弹性效应）与麦克风对激光敏感的原因有关。此外，根据许多市售麦克风的案例研究，我们透露，这种影响会根据制造商和麦克风设计而改变。该内容的编写目的是将其提交到2023年的期刊论文中。他发现，这项研究的主题是由激光辐照引起的振动产生，是对卫星的主要威胁，并在太空开发安全的国际安全会议上介绍了他的论文。自2021年以来，我们一直在进行对攻击的研究，以使用激光照射作为工具窃取声学信息，作为与激光和振动有关的衍生主题。从这项研究获得的新结果是在最高安全会议的CCS和国内研讨会上提出的。

项目成果

レーザー振動計を用いたMLCCからの音響サイドチャネルリークの測定

使用激光振动计测量 MLCC 的声学侧通道泄漏

• 发表时间: 2022
• 作者: 土井康平;菅原健
• 通讯作者: 菅原健

Why Lasers Inject Perceived Sound Into MEMS Microphones: Indications and Contraindications of Photoacoustic and Photoelectric Effects

为什么激光器将感知声音注入 MEMS 麦克风：光声和光电效应的适应症和禁忌症

• DOI: 10.1109/sensors47087.2021.9639744
• 发表时间: 2021
• 期刊: 2021 IEEE Sensors
• 作者: Cyr Benjamin;Sugawara Takeshi;Fu Kevin
• 通讯作者: Fu Kevin

レーザー振動計を用いた音響サイドチャネル攻撃の基礎実験

使用激光测振仪进行声学侧通道攻击的基础实验

• 发表时间: 2021
• 作者: 土井康平;菅原健
• 通讯作者: 菅原健

ワクチン低温物流に関わる温度センサのアナログサイバーセキュリティ,

疫苗低温物流中涉及的温度传感器的模拟网络安全，

• 发表时间: 2022
• 作者: Yan Long;Sara Rampazzi;菅原健;Kevin Fu
• 通讯作者: Kevin Fu

Protecting COVID-19 Vaccine Transportation and Storage from Analog Cybersecurity Threats

保护 COVID-19 疫苗运输和存储免受模拟网络安全威胁

• DOI: 10.2345/0890-8205-55.3.112
• 发表时间: 2021
• 期刊: Biomedical Instrumentation & Technology
• 作者: Long, Yan;Rampazzi, Sara;Sugawara, Takeshi;Fu, Kevin
• 通讯作者: Fu, Kevin