ハードウェアセキュリティがIIoTをリード：耐タンパー性、迅速な市場投入、製造/輸送/ユーティリティへの強力な保護

産業オートメーションは、2019年のIoT分野で最大の支出セグメントになると予測されています。すべてのメーカーにとって重要な疑問は：これらのシステムをネットワークに接続するデバイスの信頼性をどう保証するか？この記事では、ハードウェアベースのセキュリティがIIoTで最も信頼できるソリューションとして浮上する理由を検証します。堅牢な保護だけでなく、より迅速な市場投入、優れた拡張性、製造柔軟性の向上も提供します。

市場予測と脅威拡大

International Data Corporation（IDC）の最新予測によると、製造、輸送、ユーティリティが今年のIoT投資を主導。世界支出は7,450億ドルに達し、離散型製造（1,190億ドル）、プロセス製造（780億ドル）、輸送（710億ドル）、ユーティリティ（610億ドル）がトップ。ハードウェア調達は2,500億ドルに達し、モジュールとセンサで2,000億ドル以上を占める見込み。市場拡大に伴い、サイバー攻撃からの脅威面も拡大。システムインテグレータはハードウェアとソフトウェア両オプションを検討しつつ、セキュリティ技術を迅速に導入する必要があります。決定要因はしばしば各アプローチの脆弱性プロファイルです。

ソフトウェア vs ハードウェアセキュリティ

ソフトウェアソリューションは本質的に露出が多く、攻撃者はコードを解析して弱点を見つけられます。対照的に、ハードウェアセキュリティチップは耐タンパー性を備えて設計され、暗号化メモリ、フォールトトレランス、保護されたコード実行を特徴とします。このようなハードウェア上でソフトウェアが実行されると、読み取り、コピー、改ざんから保護されるシールド環境を継承します。

標準が示すもの

主要業界標準（IEC 62443、NIST、産業インターネットコンソーシアム（IIC））は、最高保証レベルでハードウェアセキュリティを義務付けています。NISTの「プラットフォームファームウェアレジリエンスガイドライン」は、信頼の基盤（RoT）と信頼の連鎖（CoT）が、ホストプロセッサ上で実行されるあらゆるソフトウェアからの改ざんに耐えなければならないと強調。ホストソフトウェアからプラットフォームファームウェアに渡されるデータは非信頼として扱うべきとしています。

RoTは産業制御システムのレジリエンスの基盤を形成し、信頼の連鎖を固定します。各後続コンポーネントが協力してRoTによって確立された信頼を維持し、デバイスアップデートなどのセキュア機能を可能にします。タスク完了後、RoTやCoTは特権を放棄するか、より低い信頼レベルの要素に制御を移すことがあります。

RoTは重要なセキュリティ機能を果たすため、設計段階でセキュアでなければなりません。RoTへの信頼は、徹底的な攻撃面分析と効果的な緩和策にかかっています。ベンダーはRoTを保護する責任があり、通常は不変にするか、更新適用前に変更の完全性と信頼性を検証します。RoTはしばしば、より高い特権レベルの分離環境で動作するか、潜在的変更への露出前に機能を完了します。

セキュリティ以上の価値

Infineon TechnologiesのシニアプリンシパルSteve Hanna氏は、ハードウェアセキュリティが最もレジリエントであるだけでなく、付加価値も提供する理由を説明します。「ハードウェアベースのセキュリティは耐タンパー性、市場投入加速、拡張性、性能をもたらします。サプライチェーン全体での盗難と偽造からも保護します。」独立研究機関で厳格にテストされ、国際機関で認証された専用セキュリティチップは、暗号操作を実行し、設計を簡素化し、実装時間を数か月から数週間に短縮します。

IoT Security Foundation理事でSecure Thingz CEOのHaydn Povey氏は、不変ブートパスの重要性を強調。「ハードウェアは信頼の基盤、監査可能性、既知の良好な状態を強制するセキュアエンクレーブに必要な制御を提供します。」シリコンベンダーはウェハレベルでセキュアエレメントをプロビジョニングでき（大量向け）、Arrowのようなディストリビュータは小ロット向けにセキュアキーをプログラミング可能で、信頼できるエコシステムを形成します。

InfineonのHanna氏は、すぐに使える認証済みセキュリティチップにより、設計者がデバイス認証、サプライヤ鍵保護、その他の信頼機能を最小限の労力で組み込めることを強調。IIoTセキュリティの急峻な学習曲線を考えると特に価値があります。

拡張性、性能、製造柔軟性

2019年にIIoT採用が加速する中、市場投入時間と拡張性が重要に。ハードウェアセキュリティモジュールは、異なる性能、セキュリティ、プラットフォーム要件に合わせて調整可能で、単一の個別コントローラで製品ポートフォリオ全体を保護可能。複数デバイス間での一貫したセキュリティ実装は、顧客と規制当局の信頼を高めます。

セキュリティ追加はデバイス性能と消費電力に影響。ハードウェアソリューションはセキュアストレージと暗号計算に優れます。耐タンパーチップは保護環境内で単一パスで鍵操作を実行可能ですが、ソフトウェア実装では複数の難読化ステップが必要で、性能低下と電力増加を招きます。

サプライチェーンセキュリティも主要懸念。デバイスは固有の鍵ペア（公開/秘密）を受け取り、アイデンティティとアクセス権を確立。製造や出荷中に秘密鍵が傍受されれば、偽造デバイスがネットワークに侵入可能。ハードウェアセキュリティチップはバリューチェーン全体でトレーサビリティを提供し、各段階での真正性検証を可能にし、偽造リスクを低減。

最終的にHanna氏は、ハードウェアセキュリティがIIoTデバイスとシステムに大きなメリットを提供すると断言。「攻撃者がアクセスしても、チップの動作を容易に解読できません。当社技術では脆弱性の特定と悪用を極めて困難にします。」