産業用IoT向けWi-Fi MCU選定の重要ポイント

Microchip TechnologyのAlex Li氏が解説：最小スペース・コンポーネントで最大機能を実現するWi-Fi MCUの選び方

ElectronicProducts.comに最近掲載された記事で、Microchip Technologyのワイヤレスソリューショングループ製品ラインマネージャーであるAlex Li氏が、より多くの機能をより少ないスペースとコンポーネントに組み込むトレンドにおけるWi-Fi MCUの重要性を解説しています。

Li氏は、IoTのトレンドが今やクラウドベースのデータセンターのみではなく、ネットワークの最遠端（ファーエッジ）に処理能力を配置する方向に動いているため、この考慮がますます重要になっていると主張します。Wi-Fi MCUが設計エンジニアに利用可能なより汎用性の高いSoCの一つであり、複数の機能を特定の分離コンポーネントではなく単一デバイスに統合する上で大きく貢献することを説明しています。

幸いなことに、これらのデバイスを組み込みIoTサブシステムに統合することは、Wi-Fi MCUメーカーから適切なリソースが利用可能であれば、かなりシンプルです。ただし鍵となるのは、高レベルのセキュリティ、クラウドサービスプロバイダーのニーズを満たす合理化されたプロビジョニング方法、プロトタイプから量産まで設計者を導く知的でよく考えられたIDEです。

セキュリティは内部から始まる

セキュリティはすべてのIoTアプリケーションに不可欠ですが、産業シナリオはミッションクリティカルです。一度脅威がIIoTネットワークに侵入すれば、施設全体、ひいては会社全体に広がる可能性があります。必要な第一レベルのセキュリティは、MCUの統合暗号エンジン内にあり、ここで暗号化と認証が順次または並列で実行されます。暗号には最大256ビット鍵のAES暗号化、DES、トリプルDESが含まれ、認証にはSHA-1、SHA-256、MD-5が含まれるべきです。

設計者にとって最も困難なタスクの一つは、自社製品をクラウドサービス向けにプロビジョニングすることです。各クラウドサービスプロバイダーは独自の認証と鍵を持つため、デバイスのプロビジョニングは複雑になり、暗号に関するかなりの知識を必要とします。

幸い、Microchip Technologyを含む一部のメーカーはこのプロセスをシンプルにし、膨大な時間とコストを節約します。ほとんどのWi-Fi MCUが認証情報をフラッシュメモリに格納しており、データがアクセス可能でソフトウェアおよび物理攻撃に対して脆弱である点に注意が必要です。最高レベルのセキュリティは、この情報をハードコードされたセキュアエレメントに格納することで達成されます。なぜなら、内部データは外部ソフトウェアから一切読み取れないからです。例えば、MicrochipのWi-Fi MCU（WFI32など、図2参照）は、同社のTrust&GOプラットフォームでこのアプローチを採用し、MCUをAWS IoT、Google Cloud、Microsoft Azure、サードパーティTLSネットワークへの接続のためにセキュアにプロビジョニングします。

このアプローチによる時間と混乱の削減は言い尽くせません。設計プロセスから数週間以上を削減しながら、実証済みで検証可能なアプローチで全てのセキュリティとプロビジョニング要件を満たします。

事前プロビジョニング済み、事前設定済み、またはカスタムセキュアエレメントは、製造時にデバイスのハードウェアセキュリティモジュール（HSM）内で生成された認証情報を格納し、製造中および製造後の露出から隔離します。Trust&GOプラットフォームでは、付属の設計スイートでチュートリアルとコード例を使用して必要なマニフェストファイルを作成するだけの、安価なMicrochip開発キットのみが必要です。セキュアエレメント用のCコードがアプリケーションで動作すれば、設計を量産に送れます。

必要なもう一つのセキュリティ形式は、Wi-Fi Alliance認定の最新Wi-Fiセキュリティです。最新版はWPA3で、前身のWPA2をベースに構築されつつ、Wi-Fiセキュリティをシンプルにする機能を追加。より堅牢な認証を可能にし、暗号強度を向上させ、ネットワークレジリエンスを維持します。

すべての新デバイスはWi-Fi Allianceロゴを使用するためにWPA3認定を受ける必要があるため、すべてのWi-FiチップとWi-Fi MCUは最大セキュリティのためにWPA3認定済みであるべきです。それでも、Wi-Fi MCUがWPA3認定済みか確認してください。

全文記事：産業用IoT向けWi-Fi MCU指定時に知っておくべきこと