SIMを活用したIoTセキュリティ技術を開発

1. SIMの特徴について

• アプリや情報をハードウェアによる機構で秘匿管理でき、いざ攻撃を受けたときには自己破壊するなどの機能を具備する、高い堅牢性を有する専用のセキュリティチップです。
• 内部で安全にアプリを実行できます。
• アプリやデータをOTA (注1) で遠隔から書き換えできます。

• 注1)

  Over The Airの略。無線通信を経由して行うこと。

2. 本技術の仕組み

• (a)

  認証や暗号通信、CMAC (注2) 検証などに用いる共通鍵 (注3) の共有方法

  IoT機器の出荷時に、安全に秘匿管理されるMaster Secret (注4) と機器ID (注5) から生成される共通鍵をプリセットします。
  IoT機器を設置する際に、同じくMaster Secretを内包するSIMに、IoT機器から機器IDを通知することで、SIMの内部にも同じ共通鍵を生成します。
  これにより、SIMとIoT機器の間で安全に共通鍵を共有でき、認証、暗号通信、CMAC検証が可能になります。

  

  • 注2)

    Cipher-based Message Authentication Codeの略。共通鍵でメッセージを認証するコードのこと。

  • 注3)

    通信を行う両者が同じ鍵を共有することで、相互認証や暗号通信を行える暗号鍵です。

  • 注4)

    共通鍵を生成する要素となる値。

  • 注5)

    製造番号やシリアルナンバーなどのID情報。

• (b)

  SIM内プライベート認証局 (注6) アプリによるIoT機器への公開鍵証明書の発行

  共通鍵でSIMとIoT機器が相互に認証を行います。認証に成功すれば、SIMのアプリ領域に組み込まれたSIM内プライベート認証局アプリから、IoT機器に公開鍵証明書を発行します。
  この公開鍵証明書を用いることで、IoT機器とサーバーは安全に通信を行うことができるようになります。

  

  • 注6)

    通信キャリアなどが発行した公開鍵証明書と秘密鍵を持ち、この秘密鍵でIoT機器から受け取る公開鍵に電子署名を施すIoT機器向けの認証局のこと。

• (c)

  一連の処理の流れ

  1. Master Secretから生成される共通鍵をIoT機器にプリセットしておきます。
  2. IoT機器が設置されると、IoT機器からSIMへ機器IDが通知されます。
  3. SIMは、Master Secretと機器IDから生成される共通鍵をSIMの内部に持ちます。
  4. SIMとIoT機器の間で、この共通鍵を用いた相互認証を行います。
  5. 認証に成功すると、IoT機器からSIMへ公開鍵が渡されます。
  6. SIMの内部に組み込まれたプライベートな認証局アプリを用いて、公開鍵証明書を発行します。

  以後、IoT機器はこの公開鍵証明書を用いて、サーバーなどの装置と安全な通信を行えるようになります。

  

• (d)

  OTAによるSIM内アプリやデータの遠隔保守

  SIMの特徴を応用することで、IoT機器認証のための暗号鍵の発行アプリ (注7) の組み込みや、IoT機器の所有者の変化や暗号鍵の危殆化にあわせたOTAによる差し替えが可能です。
  これにより、安全な暗号鍵の発行や、盗難や紛失にあったIoT機器に対して暗号鍵を消去するなどの保守が可能になります。

  

  • 注7)

    共通鍵を生成しIoT機器とSIMの間で共有する機能と、この共通鍵で相互認証した後にIoT機器向けのプライベートな公開鍵証明書を発行する機能を有します。

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