2026 年 5 月 25 日
記事
イーサネットは、組み込みシステムやエッジコンピューティングシステムにおいて、デバイス、コントローラ、クラウドプラットフォーム間の信頼性の高い通信を実現するために広く利用されています。NXP i.MX8M plusプロセッサでは、イーサネット接続により、産業オートメーション、ゲートウェイ、医療機器、IoTエッジノードなどのアプリケーションがサポートされます。これらのシステムは、認証情報、センサーデータ、診断ログ、制御コマンドなど、機密性の高い情報を頻繁に送信します。
TCPは信頼性の高いデータ配信を提供する一方で、機密性、完全性、認証といった機能は提供しません。組み込み機器がネットワークに露出した環境で動作することが増えるにつれ、暗号化されていないTCP通信は、データ漏洩、改ざん、なりすまし攻撃など、重大なセキュリティリスクをもたらします。
トランスポート層セキュリティ(TLS)は、IPベースの通信を保護するための標準プロトコルです。TLSは暗号化、認証、およびデータ整合性を提供し、基盤となるイーサネットインフラストラクチャを変更することなく、信頼できないネットワーク上での安全なデータ伝送を可能にします。 NXP i.MX8M PlusプロセッサArm® Cortex®-A53アーキテクチャをベースとし、統合イーサネットコントローラ、ハードウェア支援暗号化を介したTLS対応通信をサポートする。
高速化、および信頼できる実行環境。
プレーンなTCPを使用すると、機密データがいくつかの脅威にさらされます。
これらの脆弱性により、安全なイーサネット通信にはTLSが不可欠となる。
TLSは、以下の3つの基本的なセキュリティ特性を提供することで通信を保護します。
TLSはTCP/IPスタックの上位で動作し、物理的なイーサネットネットワークの変更を必要としません。i.MX8M Plusプラットフォームでは、TLSはハードウェア暗号化アクセラレーションと信頼できる実行環境を活用して、計算負荷の高い処理をオフロードし、強力なセキュリティ保証を維持しながらパフォーマンスを向上させることができます。
i.MX8MPプラットフォームは、セキュアなイーサネット通信のための階層型アーキテクチャを提供します。
使い方:
このアーキテクチャにより、イーサネットデータはデバイスから送信される前に暗号化され、暗号鍵はライフサイクル全体を通して保護されることが保証されます。
検証の結果、セキュアなアーキテクチャが意図どおりに機能することが実証されました。
| メカニズム | 検証目的 | セキュリティ上の利点 |
|---|---|---|
| kTLS | TLSレコード処理をオフロードして カーネル/ハードウェア | 平文の露出を減らし、 スループット |
| PKCS#11 | 非対称暗号をCAAMにオフロード | 秘密鍵を保護し、 認証 |
| OP-TEE PKCS#11 | Secure で TLS 操作を実行する 世界 | 暗号化を分離し、攻撃対象領域を縮小します。 セッションキーを保護します |
概要:これらのメカニズムを組み合わせることで、機密性、完全性、認証が確保されるとともに、ハードウェアアクセラレーションとTEE(Teaching Encoder)の分離を活用してパフォーマンスとセキュリティが向上します。
これらの検証ケースは、i.MX8MPプラットフォーム上でのセキュアなイーサネット通信が階層型セキュリティメカニズムによって実現されていることを総合的に示しています。カーネルTLSはパフォーマンスを向上させ、平文の漏洩を減らし、PKCS#11ベースのハードウェアアクセラレーションはセキュリティを強化します。
非対称鍵操作、およびOP-TEEは、機密性の高い暗号処理に対して強力な分離を提供します。これらのメカニズムが連携して、データの機密性、認証、および完全性を保証します。
イーサネット経由で送信されます。
提案するセキュア通信システムは、高性能アプリケーション処理と高度なネットワークおよびセキュリティ機能を兼ね備えたi.MX8M Plus SMARCプロセッサをベースとしています。マルチコアアーキテクチャにより、組み込みアプリケーションや産業用アプリケーション向けに、オペレーティングシステムタスク、セキュアイーサネット通信、周辺機器管理、リアルタイムデータ処理を効率的に処理できます。
ハードウェアアクセラレーションによる暗号化処理、ギガビットイーサネット接続、および産業グレードの組み込み設計をサポートするi.MX8MP SMARCプラットフォームは、エッジシステムやIoTシステムにおけるTLS暗号化イーサネット通信の実装のための、信頼性が高く拡張性の高いソリューションを提供します。
この組み合わせにより、組み込みシステムは、信頼性の高いリアルタイム性能を維持しながら、セキュアなイーサネット通信、TLS暗号化/復号化、ネットワークパケット処理、および周辺機器制御を効率的に管理できます。また、拡張性の高いアーキテクチャにより、産業オートメーション、IoTゲートウェイ、セキュアエッジデバイス、およびインテリジェント組み込みシステムへの導入が容易になります。
TLS暗号化イーサネット通信は、組み込みシステムを盗聴、改ざん、なりすまし攻撃から保護するために不可欠です。i.MX8M Plusプラットフォームでは、ハードウェア暗号化アクセラレーション、ARM TrustZone、OP-TEE、およびPKCS#11ベースの鍵管理によってセキュリティが強化されています。これらのメカニズムは、カーネルTLSオフロードと組み合わせることで、転送中のデータに対して安全かつ効率的なハードウェアによる保護を提供し、攻撃対象領域を全体的に縮小します。この階層的なアプローチにより、i.MX8MPベースの組み込みシステムは、最新のコネクテッドアプリケーションにおいて、強力な機密性、完全性、および認証を実現できます。
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