Таким образом, проблема была связана с запуском 32-разрядного приложения в 64-разрядной среде Windows. 64-разрядные песочницы для Windows 32-разрядное содержимое (именно поэтому существует C: \ Program Files (x86)) таким образом, чтобы оно было прозрачным для приложений. 32-разрядные приложения, использующие реестр, обращаются к изолированному кусту внутри узла HKLM \ WOW6423, поэтому я не увидел ожидаемого результата при запросе ключа внутри HKLM.
К счастью, .NET 4.0 (представленный в VS.NET 2010 и его аналогах Express Edition) включает в себя сверхлегкую функцию, которая позволяет 32-разрядному приложению просматривать и использовать 64-разрядный реестр (и наоборот).
Ответ здесь:
Создать 64-битный ключ реестра (не WOW64) из 32-битного приложения