第22回情報セキュリティ・シンポジウム

スマホ時代のリスク管理- スマホ・プラットフォームをどうトラストするか

セコム IS研究所
磯部 光平
ko-isobe@secom.co.jp©2021 SECOM CO., LTD.

本発表専用の資料となりますので第三者への開示・転用はお控えください。

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自己紹介
• 磯部 光平• 略歴– 2016年 セコム IS研究所
コミュニケーションプラットフォームDiv. 暗号・認証基盤G.
– 2020年 セキュアオープンアーキテクチャ・エッジ基盤技術研究組合(TRASIO) 研究員
IoT向けエッジセキュリティ研究に従事• 研究領域– 暗号利用システム、デバイス管理システム、PKI©2021 SECOM CO., LTD.

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背景• 金融サービス提供にスマホ対応は不可欠• サービスのアーキテクチャ・実装は大きく変動– ネイティブアプリ、ユーザデバイス機能の活用など– スマホ対応と共にリスクの所在も変化• サービス全体の安全性の維持– スマホ・プラットフォームのリスクにも留意が必要– サービスの土台として適切か、信頼(=トラスト)できるか©2021 SECOM CO., LTD.

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アーキテクチャの比較
例：オンラインバンキング

Webサービス

ICカード認証

スマホ向けサービスAPI• スマホに搭載されたセンサ/デバイスの活用• 認証情報（APIトークン、生体データ)の保存先• ユーザ対話,オフライン決済など機能
アプリ©2021 SECOM CO., LTD.

OS/ブラウザ

OS/SDKPC

スマートフォン

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生体認証/カメラ4

スマホでのサービス提供の特徴• ネイティブアプリ開発による参入– アプリ開発プラットフォーム(SDK,マーケット)の利用は不可欠– 外部API・ライブラリの活用や提供も盛んに• プラットフォーム化された機能– 生体認証やカメラなど多彩な装置が汎用的に利用可能– プラットフォームへの依存度は上がったが、アプリ提供者による介入は困難に• OSやメーカー等が混在、ブラックボックス化©2021 SECOM CO., LTD.

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アーキテクチャの比較(リスク)例：オンラインバンキング

金融機関の提供・責任範囲

スマホ向けサービス

重要な要素を調達・提供

重要な要素がスマホ上に存在

WebサービスAPI• スマホに搭載されたセンサ/デバイスの活用• 認証情報（APIトークン、生体データ)の保存先• ユーザ対話,オフライン決済など機能

ICカード認証

対応に限界

アプリ

OS/ブラウザ

OS/SDKPC

スマートフォン

生体認証/カメラ

利用者©2021 SECOM CO., LTD.

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変化するリスクのありか• ユーザデバイスへの依存が増大

APIトークンが正当→アクセス許可– PC(Webブラウザ)：WebサービスのI/Fが主
生体認証OK→APIトークンの使用を許可– スマホ(アプリ):
認証など重要なロジック, データをデバイス側に保存・実行
生体認証機能等はプラットフォーム・SDKを用いて呼び出し• デバイスが持つリスク– サービス提供者が開発しない(=外部)箇所のリスク– プラットフォームに存在するため、サービス提供者からは認識・対処しづらい• APIを呼び出した先はブラックボックス©2021 SECOM CO., LTD.

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スマートフォン
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外部リスク管理のハードル• 対象となる範囲・コンポーネントの増大– ハードウェア・ソフトウェア両面にまたがる• OS、ハードウェア、各種センサ・デバイス・・・– メーカー、プラットフォームも多数市場に存在・流通– セキュリティ機能も複数の実装形態が存在• 必ずしも低減できるリスクとは限らない– 例：TEEの脆弱性（次スライド）– メーカーが対応できない場合、リスクは残存する
スマートフォン等のスマート・デバイスにおけるセキュリティ：プラットフォーム化によるリスクの現状と展望
https://www.imes.boj.or.jp/research/abstracts/japanese/20-J-17.html
TEE: Trusted Execution Environment©2021 SECOM CO., LTD.

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TEEに関する脆弱性
TEEがあるから安心

デバッグ情報/ダンプがREEに漏洩不十分な排他制御

アプリ開発者

インターフェイスの肥大化
Attack surfaceの増大

メモリ共有を介して攻撃

ドライバ等を含み肥大化・バグ混入設計上の問題
実装上の問題(バグ)他HWとの問題

SoC

CPU

RAMFPGA

参考および出典：
SoK: Understanding the Prevailing Security Vulnerabilities in TrustZone-assisted TEE Systems
https://www.cs.purdue.edu/homes/pfonseca/papers/sp2020-tees.pdf©2021 SECOM CO., LTD.

を抱える

CPUを操作し、処理内容の漏洩

ASLR,ページ保護不採用

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周辺機器※指紋リーダなど

デバイス
開発者
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リスク管理に求められる視点• 「このデバイス・プラットフォームにサービス提供してよいか」– サービスの展開先として信頼(トラスト)できるかどうか– コントロール不能な外部リスクだからこそ判断が求められる– 特に認証などセキュリティ上重要な機能では不可欠• 自動化された検証・リスク評価が求められる– 膨大・多様なデバイスでは継続的な監視が必要な反面、手動でのリスク管理は難しい– Never Trust, Always Verify (ゼロトラストアーキテクチャ)
暗黙的な信頼を置かず、常時必要な検証・評価を行うしくみ– 自動化された検証・リスク管理の下では提供するサービスの制御も可能©2021 SECOM CO., LTD.

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外部リスク管理の自動化に資する取り組み• 1. アテステーション– デバイス/アプリが信頼できる状況か検証する– Apple App Attest• 2. オープン化– 仕様/実装を検証可能にし信頼の判断材料を提供する– TRASIO• 3. オープン標準＋アテステーション– IETF RATS
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111. アテステーション Attestation• システムやデバイス構成が意図した状態であるか検証する– セキュアブート等で安全な状態をあらかじめ構築しておく– システムが生成した電子署名の検証等から正常な状態であるか確認• リモートアテステーション– アテステーションを遠隔で実施する– サービス提供時にデバイスの信頼可否を判断できる

製造者

出荷時構成
安全な状態で出荷

使用
改造

現在の構成

アテステーション
による検証

マルウェア
サービス提供者©2021 SECOM CO., LTD.

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アテステーションの実装• Apple App Attest– 正規のアプリからのAPIリクエストであることを検証✅ユーザ認証✅正規アプリからのアクセス①検証鍵を登録
不正アプリ

正規アプリ

(Appleの署名付き)

鍵操作を許可チャレンジ②API呼出しApp Attest Service
呼出しを検証Appleに署名依頼

Secure Enclave

検証用公開鍵正規アプリDBスマホ(チャレンジへの署名付き)

サービス
提供者

Apple

• 他プラットフォームでも同様の取り組み– Android SafetyNet Attestation
デバイスの改造の有無(セキュアブート等の状況)を検証– FIDO Metadata Service
FIDO認証器の正当性検証に必要な情報を配信©2021 SECOM CO., LTD.

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2. オープン化• TRASIO(セキュアオープンアーキテクチャ基盤技術研究組合)– IoTを主対象にオープン技術で構成された、セキュリティスタックの研究開発を推進– 第三者から検証可能な構成• 設計・実装のブラックボックスを低減し、検証可能箇所を増やす• アテステーションにより機器やサプライチェーンの検証を可能にサービス提供者

オープンソース
OS/TEE実装
RISC-VベースのオープンSoC©2021 SECOM CO., LTD.

デバイスアプリ

標準化プロトコル(IETF TEEP,RATS)

検証基盤
検証情報登録OS/TEE
ハードウェア製造

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3. オープン＋アテステーション• IETF RATS(Remote Attestation procedureS) WG– アテステーションプロトコルやフォーマットの標準化– 複数のプラットフォームでの統一プロトコルを企図

https://datatracker.ietf.org/doc/html/draft-ietf-rats-architecture-12
https://datatracker.ietf.org/meeting/111/materials/slides-111-rats-sessb-rats-session-1-slide-bundle-00©2021 SECOM CO., LTD.

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プラットフォームを介する信頼チェーン
アクセスはユーザ指図によるもの？？？

ユーザの状況はわからないが認証や意思確認はしたい

リスク管理・監視

プロトコル

サービス
提供者

金融アプリ・サービス
SDK・API依存

生体認証・
カメラ・センサ

プラットフォームを狙う攻撃
攻撃者©2021 SECOM CO., LTD.

利用者

ハードウェアプラットフォーム
操
作

悪意のある
利用者

OS / TEE

改造

UI乗っ取り鍵漏洩

プラットフォームの信頼度合が不明→ユーザ指図への介入リスクが生じる

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プラットフォームを介する信頼チェーン
プラットフォームが信頼できる→プラットフォーム上でなされる操作も信頼できるユーザの状況はわからないが認証や意思確認はしたい

生体認証・
カメラ・センサ©2021 SECOM CO., LTD.

OS / TEE

信頼ハードウェアプラットフォーム
操作

悪意のある利用者金融アプリ・サービス
SDK・API依存

プラットフォームを狙う攻撃
プラットフォーム改ざんを検出
攻撃者

リスク管理・監視

検証
プロトコル

プロトコル

検証不可・失敗を拒否

検証機能・情報提供

サービス
提供者

第三者評価可能な
オープンプラットフォーム

利用者

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アテステーション機能・
情報提供
検証鍵
脆弱性情報
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まとめ
• スマホ時代は、リスクのありかが変化– サービスの展開先となるデバイスの影響度が増大– 外部リスクであり、コントロールには難しい面も– サービス提供先のデバイスやプラットフォームが信頼できるか• 外部リスクの管理– 自動化された仕組みによるリスク管理・サービス制御• アテステーション、オープン化• 信頼の維持・検証コストの効率化– サービス開発・展開時に限らず、プラットフォーム動向の注視、リスク判断の見直しが必要• 最適解は現状ない– 複数の取組がプラットフォーム提供者や標準化団体から提案– サービス提供者がすべてのコンポーネントの信頼・リスク管理する
最適解は模索が続く©2021 SECOM CO., LTD.

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