半導体チップに不可欠なファームウェアのセキュリティ：主要なプロトコル／標準規格を紹介

ネットワークに接続される機器が増える中、半導体チップにおけるファームウェアのセキュリティをいかに確保するかは重要な要素になっている。ファームウェアのセキュリティに関する主要なプロトコルを簡単に紹介する。

[Karan Puniani（Micron Technology），EDN]

　IoT機器などのように、相互接続されたデバイスへの依存度がますます高まる中、堅牢なセキュリティシステムは極めて重要になる。このセキュリティ確保において、“縁の下の力持ち”ともいうべき存在が、これらのデバイスを動かすファームウェアシステム、特に半導体部品に組み込まれたセキュリティファームウェアだ。

　セキュアなファームウェアは、特に自己暗号化ドライブ（SED）のようなデバイスにおいては、機密データの保護に不可欠となる。データ侵害やサイバー攻撃が巧妙化するにつれ、テクノロジーの基盤である半導体の安全性を確保することが極めて重要だ。これらのシステムに組み込まれたセキュアファームウェアは、データのリアルタイム暗号化と復号を可能にし、パフォーマンスを損なうことなく機密情報を保護する。

SEDはハードウェアベースの暗号化を提供し、けん牢なデータ保護を実現する［クリックで拡大］ 出所：Micron Technology

　この技術は、エンドユーザーからは見えないことが多いものの、広範囲に及ぶ影響を及ぼす。金融取引から個人の健康データまで、あらゆるものを保護し、官民両セクターの産業にとって不可欠な、安全で拡張性が高く効率的なシステムの基盤に貢献する。セキュアファームウェアの進化はデジタルセーフティの不可欠な柱と捉えることができるだろう。

セキュリティプロトコルと標準の役割

　セキュアファームウェアの世界では、進化する脅威に対するシステムの耐性を維持するために、複数のプロトコルと標準が採用されている。これには、高度な暗号化アルゴリズム、トラステッド・プラットフォーム・モジュール（TPM）、そして米国国立標準技術研究所（NIST）やTCG（Trusted Computing Group）などの組織が策定した標準規格の実装が含まれる。これらの技術フレームワークは、機密データを保護し、ハードウェアレベルから信頼性の高いシステムを構築するために役立つ。

セキュリティプロトコルとデータモデル（SPDM）

　SPDMは、Distributed Management Task Force（DMTF）によって開発されたプロトコルで、特にTPMやセキュアブートメカニズムなどの信頼できるハードウェアが関係するシナリオにおいて、デバイス間の安全な通信のための標準化されたフレームワークを提供する。

セキュリティ標準により、PCIeカードなどのシステムハードウェアコンポーネントのID認証と整合性の検証が可能になる［クリックで拡大］ 出所：OCP Security

　SPDMは、分散環境におけるデバイスの認証、整合性チェック、機密性をサポートすることで、安全なデータ交換を実現する。セキュリティファームウェアにSPDMを組み込むことで、半導体システムはデバイスの初期化から他のネットワークデバイスとの安全な通信まで、エンドツーエンドのセキュリティを確保できる。

NISTサイバーセキュリティフレームワーク

　NISTは、さまざまな業界の情報システムのセキュリティ要件に対応する包括的な標準とガイドラインを提供している。NISTサイバーセキュリティフレームワークは、NIST SP 800-53やNIST SP 800-171などの具体的なガイドラインとともに、サイバーセキュリティリスクの管理とシステムの整合性確保のためのベストプラクティスを定義している。

サイバーセキュリティフレームワークの構造［クリックで拡大］ 出所：NIST

　これらの規格は、半導体システムにおけるセキュアファームウェアの設計と実装に大きな影響を与え、組織が規制コンプライアンスと業界標準に準拠する上で役立つ。強力な暗号化、安全なブートプロセス、堅牢なキー管理により、半導体チップに埋め込まれたファームウェアは、進化する脅威からシステムを確実に保護するために、NIST標準に準拠する必要がある。

TCG

　TCGは、半導体システムで安全な認証と暗号化のために広く使用されているTPMを含む、ハードウェアベースのセキュリティ技術の業界標準を定義する。TPM 2.0規格などのTCGの仕様によって、デバイス内にハードウェアベースのRoot of Trustを構築できるようになる。

　これにより、OSが侵害された場合でも、基盤となるハードウェアのセキュリティは確保される。TCG規格をファームウェアに統合することで、半導体デバイスのセキュリティ体制が強化され、物理的攻撃やリモート攻撃に対する耐性を向上させられる。

【翻訳、編集：EDN Japan】

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