組み込みメモリセキュリティ：モダンデータ保護の基盤

メモリレベルのセキュリティは長年存在してきましたが、リモートワークの爆発的増加と5Gの展開により、その重要性が一層高まっています。今日、データの保護はこれまで以上に重要かつ複雑になっています。

メモリチップに堅牢なセキュリティを追加することは、設計の複雑性を必然的に増加させます。しかし、これらの機能のメリットは、オペレーティングシステムやアプリケーションソフトウェアを含むシステム全体と正しく設定・統合されたときにのみ発揮されます。

数十年にわたり、セキュリティはコンピューティング環境全体でメモリとネットワークコンポーネントに組み込まれてきました。電気的消去可能プログラマブルROM（EEPROM）はクレジットカード、SIMカード、キーレスエントリーを支え、「SD」カードの「S」は「secure」を意味し、SSDは長らくハードウェアベースの暗号化をサポートしてきました。

これらの進歩にもかかわらず、ヒューマンエラーは依然として蔓延する脅威です。セキュリティ専門家は、ユーザーが悪意ある添付ファイルを開いたり、ルーターが誤設定されたりする事態に対処し続けています。最も洗練されたメモリレベルの保護でも、システムが適切に管理されていなければ無力化され得ます。

エッジコンピューティング、IoT、コネクテッドカーの台頭により、より多くのシステムが融合するにつれ、メモリベースのセキュリティは拡大する攻撃サーフェスに対応して進化しなければなりません。

InfineonのSemper Secure NORフラッシュは、ハードウェアがトラストのルートとして機能しながら、機能安全のための診断とデータ訂正も実行することを示しています（出典：Infineon）。

Rambusなどの企業は、クラウドとエッジ環境の帯域幅要求に応えて、あらゆる接続を保護する製品を提供。InfineonはCypress SemiconductorのSemper NORフラッシュを拡張し、自律走行車から産業、医療、IoTデバイスまであらゆるプラットフォームでのフラッシュコンテンツ改ざんを防止します。

アナリストのThomas Coughlin氏は、暗号鍵管理が不可欠だと指摘。データがデバイス電源オフ後も持続するため、不揮発性メモリへのセキュリティ組み込みがますます重要になっています。

Coughlin氏によれば、真の課題はユーザーがこれらのセキュリティ機能を容易に利用できるかどうかです。ほとんどのシステムで最も弱いリンクは依然として人間のオペレーターです。

最新スマートフォンは認証エージェントとして機能し、従来のパスワードを生体認証に置き換えています。これはパスワード依存を減らしますが、暗号化されていないデータの偶発的露出リスクも導入します。Coughlin氏は、暗号化を超えた使いやすさが重要だと強調します。

Virtiumのマーケティング担当VP、Scott Phillips氏は、暗号化だけでは不十分だと主張。特にTrusted Computing GroupのOpal仕様を用いたプリブート認証では、多層的かつ一元管理されたアプローチが必要です。「規模のある企業でも、包括的で洗練されたセキュリティを有効化していないことが多々あります」とPhillips氏。

5G展開が加速する中、エッジからデータセンターまでのデータパス保護に向けた取り組みが進行中ですが、ハードウェアベースのセキュリティには依然として実装ハードルがあります。

統合要件

産業分野では異種システムの統合が要求され、Amazon Web ServicesやMicrosoft Azureなどのハイパースケーラーがデータセキュリティを推進。しかし、これらの防御はエンドユーザーにまで届かなければなりません。

標準が拡大しても互換性の問題は持続。ベンダーはセキュア製品・サービスのリーダーとしての地位確立を競いますが、ハッカーは残された抜け穴を常に悪用します。「それらすべての隙間を塞ぐには、一元的で入念なIT機能が必要です」とPhillips氏は付け加えます。

セキュリティを後から取り付けるのではなく、メモリデバイスに直接組み込むことは、開発ライフサイクル全体でセキュリティとプライバシーを統合するDevSecOps哲学に類似しています。

機密コンピューティングは、ハードウェアベースの信頼できる実行環境（TEE）内で計算を分離することで、使用中のデータを保護する新たなフレームワークです。データはメモリ内で暗号化され、処理中も保護され続けます。

Intel SGXは、プロセッサ内で信頼できる実行環境を作成し、内部にロードされたコードとデータを機密性と完全性の観点から保護することを実証しています。

GoogleやIntelを含むソフトウェアとハードウェアベンダーの両方が機密コンピューティングを推進。Googleは最近コンテナレベル機能を発表し、IntelのSoftware Guard Extensions（SGX）はMicrosoft Azureなどのクラウドプロバイダー向けTEEを可能にします。

機密コンピューティングは共有責任を要求します。Intelの製品保証・セキュリティアーキテクチャ担当シニアプリンシパルエンジニア、Simon Johnson氏は、人間が依然として最弱のリンクであることを思い出させます。

Intel SGXはハードウェアベースのメモリ暗号化を提供し、アプリケーションコードとデータをプライベートな「エンクレーブ」内で分離。この粒度により、コールドブート攻撃や、侵害されたOS、ドライバー、BIOS、仮想マシンマネージャーからの保護が可能になります。

暗号鍵をワークロードに近づけることで、機密コンピューティングはレイテンシを削減し、ユーザーが所有しないデータセットへの分析を可能にします。今日のソフトウェアのみの保護は不十分で、ハードウェアセーフガードが不可欠です。

VirtiumのPhillips氏は、ワンタッチメモリ暗号化が究極の目標だが、包括的セキュリティにはその基盤の上にさらなるレイヤーが必要だと指摘します。

機密コンピューティングはメモリ暗号化以上のものです。それは、異種環境における完全なデータ分離、アクセス制御、検証可能性を確保することです。

>> この記事は姉妹サイトEE Timesで最初に公開されました。