2018年4月2日
日本電気株式会社

背景

近年、スマートファクトリと呼ばれるIoTを活用した生産最適化の取り組みが進められています。一方、サイバー攻撃の対象は、従来のようなサーバやPCだけではなく、工場のIoTシステムを構成する生産ラインの制御システム、ロボット、工作機械といった末端のIoT機器にも及んでおり、工場を管理する産業制御システムへの攻撃による操業の停止や、生産ラインの誤作動など、産業オペレーションへの被害は、年々増加しています。

これまで、サーバとIoT機器、IoT機器間の通信の改ざん検知・保護する技術はありました。しかし、サイバー攻撃から、より強固にIoT機器を保護し、また攻撃の被害を最小限に防ぐためには、末端のデバイスレベルでのセキュリティが重要になります。

今回、NECは、サーバやPCに比べてCPU速度が遅くメモリ容量が小さいIoT機器にも適用可能な、高速な改ざん検知技術を開発しました。

新技術の特長

1. 改ざん検知を4KBの実行コードで軽量実装できるアーキテクチャを開発
   小さいメモリ容量(1メガバイト(MB)以下)のIoT機器にも適用可能な軽量なソフトウェアアーキテクチャを開発しました。
   IoT機器向けプロセッサARM Cortex-M (注1)において、TrustZoneと呼ばれるメモリ上に保護領域を構築する機能を用いて、改ざん検知機能を実装しました。この領域を活用することで、改ざん検知機能を保護するための実行コード(注2)を追加することなく、改ざん検知機能自体への攻撃や無効化を防止できます。また、改ざんの監視方法について、ソフトウェアの制御等による機器の複雑なふるまいを監視するのではなく、実行コードのみを監視するシンプルな方式を採用しました。これにより、特にメモリ容量が少ないセンサーなどにも適用が可能となります。
2. 検査領域を絞り約6ミリ秒の高速な改ざん検知を実現する技術を開発
   はじめに、IoT機器に搭載されているOSやアプリケーションなどのソフトウェアを、"機器の制御"、"センサーからの情報取得"、"設定の更新"といった機能ごとに、ソフトウェアの構造を基に把握します。そして、それらの機能の実行処理の指示を基に、これから実行されるコードが格納されているメモリ領域を特定し、その領域に絞って改ざんの有無を検査します。従来はソフトウェア全体を検査するため、検査時間を要し、データ処理性能に制約のある機器の場合、大幅な動作の遅延が発生していました。本技術は、CPU速度25MHz程度のIoT機器でも、2KBのメモリ領域の検査について、約6ミリ秒の高速な改ざん検知を実現します(注1)。これにより、IoT機器の動作への影響を最小限にできたことで、搬送ロボットなどの遅延が許容されない機器にも適用が可能となります。

なお、NECは、今回の成果を5月9日(水)から5月11日(金)まで、東京ビッグサイトにて開催される「第7回IoT/M2M展【春】」に出展予定です。
http://www.m2m-expo.jp/Home_Haru/

NECグループは、安全・安心・効率・公平という社会価値を創造する「社会ソリューション事業」をグローバルに推進しています。当社は、先進のICTや知見を融合し、人々がより明るく豊かに生きる、効率的で洗練された社会を実現していきます。

以上

• (注1)ARM社Cortex-M33の評価ボードを使用。
• (注2)CPUが解釈し実行可能な、ソフトウェアを実行させるための符号

• ※記載されている会社名および製品名は、各社の商標または登録商標です。

URL：https://jpn.nec.com/rd/technologies/falsification_find/index.html

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