PSAの紹介

2021年12月© 2021 Armセキュリティの動向© 2021 Arm Limited | All contents confidential.

信頼がなければDXは成立しない

Security3

信頼できるデバイス

接続とデバイス管理

データの収集信頼できるデバイス

信頼できるデータ

正しい情報© 2021 Arm

分析 &行動

正しい判断

セキュリティはかつてないほど重要に攻撃のモチベーションが高まっている

ネットワークに接続する機器の増加やシステムの複雑化に伴い、攻撃対象が急速に拡大

デバイスより貴重な資産を保有し、機密性の高い活動を制
御IoTのハッキングはますます巧妙になり、安価に実行可能

ハッカーは脆弱性を容易に利用する
2016: Mirai Botnet1

セキュリティの欠如が大きなリスク

4© 2021 Arm

ハッキングによるブランドの毀損

2017: Pacemaker2

2017: Casino Fishtank3 2018: Bluetooth Lock4 2020: Baby Monitor5

脆弱性により、製品のリコールやデバイスの寿命が短くなる可能性

1krebsecurity.com/tag/mirai-botnet

消費者はセキュリティやプライバシーへの懸念か
らIoT導入に不安を感じている

サイバー犯罪が国家の安全を脅かすため、主要な地域や業界で規制遵守が求められている| 2www.theguardian.com/technology/2017/aug/31/hacking-risk-recall-pacemakers-patient-deathfears-fda-firmware-update | 3thehackernews.com/2018/04/iot-hacking-thermometer.html | 4www.bbc.com/news/technology-44457166 |5www.pcmag.com/news/exclusive-popular-baby-monitor-wide-open-to-hacking

繋がるデバイスに対する法制化の動き
国や団体、省庁ごとにそれぞれにガイドラインを発行
多くはガイドラインだが、どこかの時点で法制化

GSMAETSI

US: NIST5© 2021 Arm

UK: DCMS

California: SB327

EU: ENISA

IoTに対する脅威
物理的攻撃

ライフサイクル攻撃• 侵襲的：装置を物理的に破壊/誤動作させて中の情報を取得• 非侵襲的：外部に出る変化から情報を取得• コードのダウングレード：旧いソフトのバグの脆弱性を利用• 非認可生産：デバイスのなりすましデバイス• バッファオーバーフロー：外部からのソフトウェア攻撃• マルウェア：侵入したソフト
ウェアによる攻撃

ソフトウェア攻撃
6© 2021 Arm

ネットワーククラウド

デバイスが踏み台にされるデバイスを直接攻撃する
ネットワークを攻撃する
デバイスがなりすまされるビジネスとブランドが毀損• 弱いRNG：通信を傍受して情報を取得• マンインザミドル：送受信者になりすまして情報操作

通信攻撃

セキュアなIoT© 2021 Arm Limited | All contents confidential.

PCの世界ではアプリベンダー• ユーザーの自衛手段• ソフトウェアの更新処理• ウイルスソフトのインストー

ルセキュリティソフト• メーカの努力• 一社でやっている更新

OSベンダー• セキュリティパッチを配布
ネットワーク• 製品の対策• 暗号通信• TPMを搭載• 認証装置8© 2021 Arm

ユーザーま
たは管理者

管理

クラウド

更新
TPM

私が作ったIoTデバイスのセキュリティは誰が面倒見る？
アプリベンダー？
• 管理者はそばにいないチップベンダー？

• アップデートは？

OSベンダー？

• デバイスは自社で開発• TPMは？
• 認証は？

クラウド• 世界中に膨大な数を展開• メンテに回れるか？

• 社会インフラにも適用• ダウンは社会問題

ドローン• 膨大なプレーヤー

一社が全部やっていない• 責任は分散している••9 様々な製品形態© 2021 Arm

ビル管理

監視カメラ

スマートメータ

デバイスベンダー？

車載

ソリューションプロバイダー？

ヘルスケア

セキュアなIoT
セキュアにデバイスを管理

デバイスがセキュリティ機能を利用

デバイス

チップにセキュリティ機能を実装

SoC

暗号通信を利用クラウドサービス

クラウドサービス

デバイス管理サービス

アプリサービス

セキュ
リティ機能

デバイス
セキュリティ

通信
セキュリティライフサイクル
セキュリティ

trusted10© 2021 Arm

セキュアなサービスを提供

IoT ユーザー

RoT: Root of Trust

What is Root of Trust？

© 2021 Arm Limited | All contents confidential.

RoT：Root of Trust – セキュリティの基点
SoC
セキュリティ
機能

RoT

プログラム

メモリ

•

RoTはセキュリティ機能を提供するコンピュート実体•RoTで実現するセキュリティ機能例• RoT（デバイスのセキュリティの基点）が必要• 攻撃に対する対策（暗号化処理、証明書）を実現する、おおもと

セキュリティ実行空間分離• 通信暗号化• セキュアブート、更新• セキュアストレージ

周辺
暗号モジュール
公開鍵モジ
ュール

TCP/IPモ
ジュール
12

デバイスのセキュリティには•

セキュリ
ティ機能

CPU

•

SSL/TLSモ

Confidential© 2020 Arm Limited© 2021Arm
ジュール

RNGモジ
ュール

X.509
モジュール
ハッシュモ
ジュール

通信攻撃に対抗する暗号通信の実現例

セキュアなIoTデバイスのアーキテクチャ
デバイス管理サービスと接続するエージェント
を実装する

デバイス管理サービスプロバイダ
がソフトウェアを提供（Device Management Client）

非セキュア処理空間
User

RoTを実装する
デバイス管理エージェントアプリ

OS
ファームウェア
Network
I/F

デバイス管理サービス（Device Management Service）

13© 2021 Arm

セキュア処理空間

Hardware

RoTI/
F

どうやって？

セキュリティ処理
ファームウェア

Security
HardwareSecurity
Data

分離する

Arm CPUはTrustZone
で分離を実現セキュアなIoTデバイスの設計ガイドライン
Platform Security Architecture：© 2021 Arm Limited | All contents confidential.

IoTにおけるセキュアなデバイスはどうなっていればいいのか？
• セキュアなIoTデバイスを実現したい

セキュア処理空間

非セキュア処理空間

RoT• しかし、多様なIoTデバイスにセキュリティのアーキテクチャ標準はない• セキュリティアーキテクチャガイドラインを作ろう• セキュアな要件を定義• RoT設計指針を定義15© 2021 Arm

アプリ
OS、ファームウェア
Network
I/F

Hardware

I/F

Security
FirmwareSecurity
HardwareSecurity
DataPSAはArmの提唱するデバイスのセキュリティガイドライン
プラットフォームセキュリティアーキテクチャ（PSA）
分析
脅威モデル &セキュリティ分析

設計

セキュリティモデル
10のゴール

ハードウェア & ファーム
ウェアアーキテクチャ仕様

実装
ファームウェアソースコード

SM: Security Model
PSR: Platform Security Requirements
TMSA: Threat Models and security
analyses
TBSA: Trusted Base System Architecture
FF: Firmware Framework

BOOT-PSG: Trusted Boot and Firmware
ADAC: Authenticated Debug AccessControl

認証
複数のユースケールにまたがる
共通の指針（達成する目標）

実現する機能16© 2021 Arm

第三者機関による認証

手順

開発する手順PSAは公開されたガイドライン（文書と手順）
ライセンスするソリューションではない

ドキュメント

各機能の設計仕様

セキュリティモデル：セキュアなデバイスが満たすべき共通要件
ユニークなID
分析
セキュリティモデル
10のゴール

脅威モデル &セキュリティ分析

設計

HW & FW
アーキテクチャ仕様

実装
FWソースコード

複数のユースケールにまたがる

認定

共通の指針（達成する目標）

第三者機関による認定

セキュリティラ
イフサイクル

暗号/信頼できるサービス
セキュア
ストレージ

Platform Security
Model仕様書

セキュア
ブート

協調動作

セキュア
更新

分離

ネットにつながるデバイスは共通してこの要件を満たすべき
17© 2021 Arm

アテステーション

アンチロー
ルバック

PSA: 分析（セキュリティに関する）Threat Model Security Analysis文書例
分析
脅威モデル &セキュリティ分析

セキュリティモデル
10のゴールシステムの記述

設計

HW & FW

アーキテクチャ仕様

アセットの特定実装
FWソースコード

複数のユースケールにまたがる
共通の指針

認定
第三者機関による認定•

自分のデバイスはどんな脅威にさらされるか？

•自分のデバイスにはどんなセキュリティ機能が必要か？
Armは代表的なIoTデバイスの脅威モデルとセキュリティ分析を発行•18© 2021 Arm

脅威の評価セキュリティの目標設定
セキュリティの要件決定

セキュリティに関する分析を、自分の製品に関して行う

PSA: 設計

TBSA-M仕様書

Firmware Framework仕様書

セキュアなハードウェアの要件チェックリスト

RoTのファームウェアの構造を記述

分析
セキュリティモデル
10のゴール

脅威モデル &セキュリティ分析

設計

HW & FW
アーキテクチャ仕様

実装
FWソースコード

複数のユースケールにまたがる
共通の指針

•

デバイスのセキュリティハードウェア仕様は要件を満たすか？

•

ソフトウェアは改竄されず、更新できるか？

•

デバッグはハッキングの入り口にされないか？

•ファームウェアの構造

19© 2021 Arm

BOOT-PSG仕様書
セキュアにブートする手順と要件、ファームウェアをセキュアに更新する手順と要件を記述
第三者機関による認定

ADAC仕様書
セキュア認証デバッグに関する手順と要件

PSA Firmware Framework (PSA-FF)
信頼できる実行環境でセキュリティサービスを実装するためのプログラミングモデルとソフトウェアインターフェースを定義するソフトウェアアーキテクチャ•1 紹介•••

2 ソフトウェアアーキテクチャ
••
•
••••

•••
•
•
•

4.1 マニフェスト定義
4.2セキュアパーティションCランタイム
4.3 ステータスコード
4.4 クライアントAPI
4.5 セキュアパーティションAPI

5 PSA RoTサービス
••
•
•

20

3.1 分離アーキテクチャ
3.2 セキュアパーティション
3.3 RoTサービス
3.4 セキュア周辺ドライバ
3.5 エラー処理

4 プログラミングAPI••

2.1 セキュアパーティション
2.2セキュアパーティションマネージャ
2.3 分離2.4 RoTサービス
2.5 セキュアIPC
2.6 スタートアップ

3 セキュア処理環境プログラミングモデル••••

1.1 範囲1.2 設計ゴール

5.1 PSA 暗号API
5.2 PSA 初期アテステーションAPI
5.3 PSA 内部トラステッドストレージAPI
5.4 PSA RoT ライフサイクルAPI© 2021 Arm

PSA：プラットフォームに求められるセキュリティ機能をガイドラインで提示
TBSA-M
ハードウェアによる分離

Firmware Framework
RoTファームウェの構造

プラットフォーム

セキュア処理空間

非セキュア処理空間

アプリ
OS、ファームウェア
NetworkI/F

Hardware

RoTI/
F

Security
FirmwareSecurity
Hardware

TBSA-M
暗号化機能

Security
Data

TBSA-M
セキュアストレージ機能
ADAC
デバッグアクセス制御

TBSA-M
ライフサイクル管理21© 2021 Arm

Firmware Framework
PSAのセキュリティ機能API

TBSA-M
カウンタ、タイマ

BOOT-PSG
セキュアなブート/アップデート

参照実装: Trusted Firmware for Cortex-M（TF-M）
PSAにおけるRoTファームウェアの参照実装

https://www.trustedfirmware.org•

分析
セキュリティモデル
10のゴール

脅威モデル &セキュリティ分析

設計

実装
FWソースコード

共通の指針

認定
第三者機関による認定

TF-M

••

22

Firmware Frameworkに基づいたArm
Cortex-Mデバイス用セキュリティファーム
ウェアのオープンソース参照実装© 2021 Arm•

Linaroが主催するオープンガバナン
スプロジェクト•Armアーキテクチャ用のセキュア
ワールドソフトウェアのリファレン
ス実装を提供•ここからTF-Mのソースコードをダウンロード可能•

TF-Mの進捗や紹介情報などを入手可能

HW & FW
アーキテクチャ仕様

複数のユースケールにまたがる

TrustedFirmware

PSA認証独立したテストで信頼を構築
簡潔な3つの認証レベル
分析
セキュリティモデル
10のゴール

PSA 認定レベル

脅威モデル &セキュリティ分析

設計

HW & FW
アーキテクチャ仕様

FWソースコード

複数のユースケールにまたがる
共通の指針

•

認定
第三者機関による認定

テストの深さ実装

IoT脅威モデル、政府の事例、PSAセキュリティモデル、
PSA-RoT Protection Profileの上に構築

堅牢性

23

© 2021 Arm© 2021 Arm

Thank You
DankeGracias谢谢
ありがとう
AsanteMerci감사합니다
धन्यवाद
Kiitos‫شكرا‬
ًধন্যবাদ
‫תודה‬

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