集積回路
集積回路
集積回路は、マイクロチップまたはICとも呼ばれ、現代の電子機器の基盤です。これらは、小型の半導体材料、通常はシリコンにエッチングされた多数の電子部品（トランジスタ、抵抗器、コンデンサなど）が相互接続された小型の電子回路です。これらのICは、コンピュータ、スマートフォン、医療機器など、ほとんどすべての電子機器で使用されています。
集積回路の動作原理
集積回路は、複数の電子部品を小さな物理空間に統合することで複雑な機能を実現し、技術の進歩において重要な役割を果たしています。集積回路の作成プロセスにはいくつかのステップがあります:
- 設計: ICの設計には、目的の回路の青写真または回路図の作成が含まれます。Electronic Design Automation (EDA) ソフトウェアを使用して、回路の挙動を物理的に実装する前に設計し、シミュレートします。
- 製造: 製造プロセスでは、通常シリコン製の半導体ウェーハ上に回路を形成します。フォトリソグラフィーのような技術を使用して行われ、感光性材料を光にさらし、ウェーハに回路パターンを転写します。
- エッチングと層付け: ウェーハの露出した部分を選択的にエッチングして、目的のパターンを残します。シリコン酸化物や金属などの異なる材料の複数の層を順次堆積し、エッチングして異なる部品を作成し、それらを相互接続します。
- パッケージング: 回路が製造されると、損傷を防ぎ、外部への電気接続を提供するために保護ケースにパックされます。このパッケージングには、デュアルインラインパッケージ (DIP)、Small Outline Integrated Circuit (SOIC) パッケージ、Ball Grid Array (BGA) パッケージなど、さまざまな形態があります。
- テスト: 展開前に集積回路は、機能と品質を保証するために広範なテストを受けます。このテストには、ICの電気的特性、性能、および信頼性の確認が含まれます。
集積回路の小型化と複雑化は技術の進歩に大いに貢献しており、小型でより強力かつ省エネルギーの電子デバイスを可能にしています。
防止策
集積回路自体はサイバーセキュリティ脅威に直接関連するものではありませんが、その広範な使用は改ざんや偽造のリスクをもたらします。妥協された集積回路に関連するリスクを軽減するための防止策はこちらです:
- 信頼できるメーカーから部品を調達する: 信頼できるメーカーまたは認定ディストリビューターから集積回路を調達することで、偽造ICのリスクを減らすことが重要です。偽造ICは、機能が損なわれ、セキュリティリスクを引き起こす可能性があります。
- サプライチェーンセキュリティの実践を実装する: サプライチェーンセキュリティの実践を実装することで、集積回路の真贋と完全性を検証することができます。これには、サプライヤーとの強い関係の確立、定期的な監査の実施、サプライチェーン全体での部品の追跡が含まれます。
- ファームウェアを定期的に更新し、ハードウェアベースのセキュリティ対策を実施する: 妥協されたICを悪用する可能性のある攻撃に対抗するために、ファームウェアを定期的に更新し、ハードウェアベースのセキュリティ対策を実施することが重要です。これらの対策には、暗号化、セキュアブートプロセス、および集積回路の完全性と機密性を保護するセキュアな認証メカニズムが含まれます。
関連用語
- サプライチェーン攻撃: サプライチェーン攻撃は、サプライチェーン内の脆弱性をターゲットにして、集積回路や他の部品のセキュリティを損なうサイバー攻撃です。攻撃者は、悪意のある部品を導入したり、サプライチェーンの弱いセキュリティ慣行を悪用して、ICの完全性と機能性を損なう可能性があります。
- ハードウェアセキュリティ: ハードウェアセキュリティは、集積回路を含む電子機器を不正アクセス、改ざん、または操作から保護するための戦略と対策に焦点を当てます。これらの対策には、物理的セキュリティ、セキュアデザインの実践、およびハードウェアコンポーネントの機密性、完全性、および可用性を確保するための暗号技術が含まれます。
要約すると、集積回路は現代の電子機器において重要なコンポーネントであり、技術の進歩に必要な機能性、小型化、および信頼性を提供しています。それらの動作を理解し、適切なセキュリティ対策を講じることで、これらの電子機器の重要な構成要素の完全性と安全性を確保することができます。
参考文献:
- https://en.wikipedia.org/wiki/Integrated_circuit
- https://www.explainthatstuff.com/integratedcircuits.html
- https://www.bbc.co.uk/bitesize/guides/z2ndqhv/revision/1
- https://www.analog.com/en/analog-dialogue/articles/ic-design-an-overview.html