ネットワークのトラストの基点 – トラストアンカーモジュール
日本でもついに5Gの商用サービスが開始されました。
いよいよ本格的な5Gの時代に突入していきます。5Gは現状のLTEに比べて広帯域であるということのみならず、超低遅延の特性や、多端末の環境を生かしたユースケースが想定しているため、ローカル５Gでの展開という選択肢も含めて、企業の工場内ネットワークのような環境において多種多様のIoT機器を含むネットワークの活用が進みます。
このとき、企業の重要なオペレーションを支える製造や物流のシステムに対して様々な計測機器・センサーが接続され、リアルタイムの情報収集に基づく業務の効率化が期待されています。このような環境では、システムの堅牢性もさることながら、セキュリティ対策が必要なことはいうまでもありません。ただし、このセキュリティの対策はシステムの脆弱性対策のみでいいのでしょうか。
ここで重要になってくるのが「トラスト」の概念です。
このようなモバイルを前提としたネットワークの活用が広がり、多種多様な機器が接続される環境において、重要な視点が、システムの基本的な特性としての「トラスト（＝信頼）」をどう維持していくかということです。トラストという単語は幅広い意味を含んでしまいますが、システムの基盤の視点では全てのコンポーネント（ハードウェア・ソフトウェア）が、エンドツーエンドで正しい構成部品でシステムが成り立っているという状態を意味します。これはもちろんネットワークを構成する様々な機器に対しても、同じことが言えます。
Evan GlimanおよびDoug Birthの共著にある「ゼロトラストネットワーク」のなかでも、“デバイスの信頼と信用”という一つの章のとして機器の真正性確認の重要性とその管理のポイントが説明されています。「ネットワークは常に安全でないとみなされる」という原則から始まるゼロトラストネットワークにおいて、その構成要素のデバイスに関しても、手放しで信頼をすることは非常に危険とみなされます。まさに、セキュリティ対策の成否を決めるのはデバイスであるという考え方を示しています。
この信頼の確保には、多層的なアプローチが必要とされますが、重要なアプローチの一つとしては、サプライチェーン全体に渡り、製造者と利用者の双方が必要なタイミングで信頼の確認がとれる環境を用意するということです。利用者の視点としては、真正性が担保された機器が手元に届き、その状態を確認したうえで機器が導入され、保守等の作業の中で部分的に機器が交換されたとしても、システムのライフサイクルにわたって確認をとりつづけることができる状態が必要となります。
トラストアンカーモジュールが「トラストの基点」となります。
シスコは、この機器レベルの信頼の確保、特に真正性確保についてTrustworthy技術を実装することで実現しようとしています。具体的には、トラストアンカーモジュールというチップを機器に搭載することにより、「トラストの基点」になるような機能を実現しています。
トラストアンカーモジュールは一つのチップです。Trust Computing GroupによるTrust Platform Moduleの標準をもとに開発を行っています。TPMとしての構造をもつのみでなく、シスコは製造工程において自らのこの情報を管理することによりトラストの基点となるモジュールに仕立てています。トラストアンカーモジュールには、機器固有の情報を示す識別子SUDI（Secure Unique Device Identifier) が含まれており、X.509証明書用の情報として保存されています。この証明書はシスコのルートの認証局（のチェーン）によって署名がなされています。そのため、この証明書の署名部分を遡って検証していくことによりベンダーの真正性が確認可能になっています。また、トラストアンカーモジュール自体が改竄されていないことが大前提ですから、モジュールは耐タンパー性を保持しています。
このトラストアンカーモジュールを活用した代表的な機能は、セキュアブート
です。これは、ベンダーから提供された正しいハードウェアと正しいソフトウェアの組み合わせで起動していることを保証する機能です。トラストアンカーモジュールのセキュアストレージに保存されたマイクロローダをもとに起動を行い、上記のトラストアンカーモジュールとイメージ署名が行われたソフトウェアが相互にその内容を検証します。この一連の起動の動作により、機器の偽造やイメージのすり替えを防ぎ、ネットワーク基盤としての信頼を得るための基本的な前提を保つことが可能となります。
シスコのセキュアブートの実装上の特徴としては、２つの点が挙げられます。
- ブートローダを読み込み前のマイクロローダはトラストアンカーモジュールに保存されているため、正しいブートローダの検査を実施したのちにOSの起動にかかる。この仕組みにより「トラスト の連鎖」が実現されています。
- 最終的に起動したIOS（ルータのソフトウェア）自体がトラストアンカーモジュールの内容を確認することにより、機器の真正性も起動直後に確認がなされていること。
ネットワークのトラストの第一歩として、トラストアンカーモジュールを用いた機器の真正性のチェックについて紹介しました。このような技術をプロビジョニングの環境での活用やインベントリ管理の全域に組み込んでいくことは今後のミッションクリティカルなネットワークにおいて信頼の構築に結びつくものと考えます。また、シスコはトラストアンカーモジュールのほか、様々な技術を開発・実装しています。今後もTrsutworthy技術として紹介を続けていきます。
（参考情報）
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~ % openssl x509 -text -noout -in ./Cert_C9500.txt <--- OpenSSLコマンドによるX.509の証明書の内容表示 Certificate: Data: Version: 3 (0x2) Serial Number: 36866XXX (0x2328XXX) Signature Algorithm: sha256WithRSAEncryption Issuer: O=Cisco, CN=ACT2 SUDI CA Validity Not Before: Jan 12 02:01:21 2018 GMT Not After : May 14 20:25:41 2029 GMT Subject: serialNumber=PID:C9500-40X SN:FCW21XXXXXX, O=Cisco, OU=ACT-2 Lite SUDI, CN=C9500-40X <--- 証明書に記載されている機器固有のID Subject Public Key Info: Public Key Algorithm: rsaEncryption Public-Key: (2048 bit) Modulus: 00:d8:48:20:97:ca:48:80:fa:34:ec:61:00:8a:6e: b8:6c:2c:14:7c:5d:43:73:f3:58:5a:14:98:d5:41: 73:8e:99:a5:b8:24:41:01:33:16:52:46:d7:8f:12: c5:0a:f4:ca:1d:b9:e0:fb:17:a8:7d:cc:08:c1:9f: （中略） 01:4e:86:3c:83:ca:30:41:83:d0:b7:e5:5f:ba:97: bb:93:12:f7:7e:d7:6d:d5:35:26:58:b0:ce:4b:76: a0:e2:f4:64:c8:eb:c8:94:a8:7a:45:00:5e:1c:f8: b5:1a:9d:2e:12:77:38:e5:45:e7:e9:24:60:2d:6a: 18:30:0d:2d:12:e1:95:cd:e0:74:87:0c:ea:13:5b: 8f:1c:ec:75:60:a9:7e:2d:01:e1:45:e7:21:37:ee: d4:57:ac:c9:75:7a:df:a0:cc:db:c2:ce:d8:a1:c6: c1:50:e6:8f:3a:e6:3e:bd:a9:a3:21:c4:c3:96:b5: f1:97 Exponent: 65537 (0x10001) X509v3 extensions: X509v3 Key Usage: critical Digital Signature, Non Repudiation, Key Encipherment X509v3 Basic Constraints: critical CA:FALSE X509v3 Subject Alternative Name: othername:<unsupported> Signature Algorithm: sha256WithRSAEncryption <--- 証明書への署名 a9:ab:c2:f2:74:c0:df:a9:56:46:20:fb:9f:a9:88:5a:c7:4e: 3d:3a:2b:62:00:37:bc:b8:07:31:8f:5e:38:5a:da:3c:c7:5b: f1:d9:ba:e9:7b:73:c6:19:e7:1f:b9:dd:74:13:46:12:5d:74: 34:30:ba:f9:0f:54:35:6b:19:dd:ab:c0:f2:41:25:69:6c:bf: 18:65:e2:01:0c:62:0f:50:c4:19:52:bc:a3:83:fa:cc:70:76: b7:00:39:c3:02:c3:56:31:24:4f:16:0a:59:7f:fd:94:0d:cc: （中略） f4:cc:ec:18:bb:0a:37:32:43:00:fb:71:5c:25:a4:03:be:f9: 2a:4f:91:3b:de:ee:ab:3b:98:f9:c9:92:6d:1f:d4:85:1b:b8: 85:97:2c:2d:7f:56:51:b4:6b:d2:9c:b9:9f:61:cc:b7:16:70: bf:9d:13:20:c0:d6:16:a3:99:12:f4:ea:29:5c:c2:2f:9d:ce: 93:d0:f2:de:9a:5b:8a:80:ba:7c:fb:f0:8b:1f:f7:46:fd:2d: ab:05:36:8b:28:81:72:94:fa:22:ac:02:ac:dc:78:75:df:ae: 3c:53:39:99:25:a1:fe:3e:1a:04:80:ef:9a:63:cd:57:95:d4: f6:91:75:46Tags:
