デバイス内データの安全な保管を考える

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1. デバイス内データの 安全な保管を考える 光安 健太郎
2. Agenda • 自己紹介 • 昨今の話のまとめときっかけ • IoTセキュリティの潮流 • How to implement it • 暗号化 • 考察とまとめ
3. 自己紹介 インフラの出身で、サイバートラストというLinuxと電子認証局のビジネスを している会社で働いています。 自宅でいろいろやってきました。 自宅外向けDNS AD構築(Samba4) Nextcloudサーバー運用 自宅Gluster分散ファイルシステム構築（infiniband） Jupyter notebook GPU 機械学習サーバー（nvidia Geforce RTX2070） Volumio Airplayサーバー https://qiita.com/kmitsu76 https://github.com/kmwebnet https://www.slideshare.net/KentaroM itsuyasu1/iot-144602008
4. 昨今の話のまとめときっかけ IoTベンチャーでのいたましい事故 物を作るところから、自宅で趣味からセキュリティを検討しておこう。 そんな難しい話じゃないですよ。クライアント認証 はしてません。デバイス側のリソースが厳しいため、 サーバ証明書のフィンガープリントをハードコード してました（証明書チェーンは見ない）。サーバ証 明書はAWS ACMなんですけど、よりによって1年っ ていう短い設定かつ、自動更新（つづく）
5. IoTセキュリティの潮流 デバイス側は悪意のあるものに渡った時に秘密鍵を守れない。 それを守る方法として Hardware Root-of-Trustという仕組みで 秘密鍵を守ることが望ましい。 参考資料： IoT開発におけるセキュリティ設計の手引き 独立行政法人情報処理推進機構 https://www.ipa.go.jp/security/iot/iotguide.html 対応している仕組み： Arm Trustzoneとしてチップ内部に融合 セキュアエレメントとしての専用チップ
6. How to implement it ▪セキュアエレメント ATECC608購入 Digi-keyにて発注 25個買うと割引！ SOIC⇒DIP変換のほうが高い！ 索引 数量 品番 メーカー品番 商品概要 単価 金額 1 25A880AR-ND LCQT-SOIC8-8 SOCKET ADAPTER SOIC TO 8DIP 279.28¥6,982 2 25 ATECC608A- SSHDA-TCT-ND ATECC608A- SSHDA-T IC AUTHENTICATION CHIP 8SOIC 85.08¥2,127 小計 ¥9,109
7. How to implement it ▪実装 BOMリスト： ESP32-DevKitC 1個 ATECC608 1個 SOIC⇒DIP変換 1個 GY-BME280 1個 I2Cは100kHzで I2C0をピン21，22(ATECC608) I2C1をピン18，19(GY-BME280)へ接続 ▪開発環境 VSCode+platformio ESP-IDF 3.30
8. 暗号化 ▪IoTデバイス内に重要情報を持たせる場合、どうしたらいいか。 そもそも持たせない（TLS通信でサーバーから取得） 持たせるしかない場合（ネットワーク接続のためのWIFI SSIDのパスワードなど） 暗号化を検討
9. 暗号化 ▪暗号の基本：暗号化したいデータを暗号化（Encrypt）して、復号するための 鍵を入手する。その鍵を使ってのみ復号できる。 Encrypt Decrypt Plain Text Cipher Text Plain Text
10. 暗号化 ▪今回、AES-GCMという暗号を使用する。 AESは共通鍵暗号で、ブロック暗号といわれるデータを128ビットのブロックで 暗号化するアルゴリズム。
11. 暗号化 ▪今回、AES-GCMという暗号を使用する。 GCMはブロック暗号の暗号利用モードの一つ。1ブロック128ビット（16バイト） より大きいデータを暗号化する際にどういう風にブロックを関連させるかを決定
12. 暗号化 ▪暗号利用モードの選択は結構重要。ECBというモードではブロック間の関連を 考慮せず暗号化するため、データのパターンが露呈する。 よってECBモード以外を使用。 https://ja.wikipedia.org/wiki/%E6%9A%97%E5%8F%B7%E5%88%A9%E7%94%A8%E3%83%A2%E3%83%BC%E3%83%89 元画像 ECBモード ECBモード以外
13. IoTデバイス 暗号化 ▪デバイス内に、暗号化されたデータと鍵を置く。 鍵が簡単に見れてはまずいので、隠す必要がある。 Cipher Text ノムラテック カギの収納BOX NEW キーストック ハンディ
14. 暗号化 ▪ATECC608の持つAES-GCM機能を使用する。 •AES-128: encrypt/decrypt, galois field multiply for GCM
15. 考察とまとめ 想定される攻撃： セキュアエレメントを基盤からはがしてのI2Cコマンド実行。 これを防ぐには、物理的な侵入検知の仕掛けを組み合わせて分解されたら 共通鍵を消す仕掛けを入れておく等、考えられる。 サンプルコードは下記にて公開： https://github.com/kmwebnet/ECC608-AES-GCM-test 日本のスタートアップIoTを安全に！