Iot safety and security
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TOPPERS SSP is a very safe Operating system which is not rich on network functions. You can make some functions if you need. Please contact us for IoT safety and security design and operation.
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- 3. 1. 背景 ´ 名古屋市工業研究所（公設試験研究機関） ´ TOPPERS/SSP 斉藤が設計、小川が試験 ´ 自動化・監視記録・故障予知 ´ 工場のTCP/IPによるネットワーク化 ´ IPAプロセス改善WG, JAXA/IPA WOCS(小川） ´ 製造装置と測定装置分離と統合 ´ Raspberry PIでの試作（LINUX）
- 5. 工場のTCP/IPネットワーク化 ´ 高速通信で音、映像等が簡単に収集できる ´ EtherCATの採用 ´ 製造装置と測定装置の分離と統合 ´ 安価な装置(Raspberry PI等)を利用 ´ TCP/IP(インタネット)対応 ´ WiFi, Bluetooth, SDカードという携帯電話・スマ フォと同じ（通信）媒体が利用可能
- 7. Raspberry PIで試作（LINUX） ´ 超小型 85 x 56 x 17mm ´ 高性能 1.2GHz Quad-Core ARM Cortex-A53 ´ 大容量 1GB LPDDR2 ´ 無線通信 802.11 b/g/n Wireless LAN and Bluetooth 4.1 ´ 有線通信 10/100 BaseT Ethernet socket ´ 入出力 音声・画像・汎用
- 17. 量量産システムのTOPPERS採⽤用 ´ Linuxで動作確認 ´ 同じ機能をTOPPERS/SSP, TOPPERS/ ASP, TOPPERS/ATK2, TOPPERS/ HRP2で実装 ´ アプリの書き換えが必要ない⼯工夫 ´ TOPPERS/SSPでTCPへの対応
- 19. TOPPERS/SSPでTCPへの対応 ´ TCP(待ちあり)とUDP（待ちなし） ´ TCP対応：待ちの付与 ´ ⾼高橋和浩 https://github.com/alvstakahashi ´ 他のソフトの利利⽤用 ´ ホーム・ネットワークWG 主査 ⻑⾧長島 宏明／コアーズ 株式会社 ´ https://www.slideshare.net/HiroakiNagashima toppers2016
- 22. 1.2.1.3 HAZOP魔法の⾔言葉葉(guide word) ID D1 (no) D0 D2 (reverse) D0 D3 (other than) D4 (more) D5 D5 (less) (quantity) D4 D6 D7 D7 (part of) (quality) D6 D8 (early) D9 D9 (late) (time) D8 DA (before) DB DB (after) (order) DA 22 2017年年 9⽉月 8⽇日 (c)@kaizen_nago ya 安全・安⼼心分析のHAZOPによる統合的運⽤用
- 23. 例例：パスワード パスワード:<事前：利利⽤用者> 誘 guide word 外れ：逸脱(deviation) なぜ：原因(cause) 無 no 忘れた。覚えてない。 いろんなシステムのパスワードがあり、定期的に変更更 と⾔言われる。 逆 reverse 不不正侵⼊入の実績を調べる。 過去の不不正侵⼊入をどう塞塞いでいるかを確かめる。 他 other than パスワードを紙に書いて貼って いる パスワードが複雑ですぐに忘れる ⼤大 more パスワードが⻑⾧長すぎる 短いパスワードだと破られやすい。 ⼩小 less パスワードが短すぎる 正規の経路路から不不正侵⼊入しようとしていて判定できな 類 as well as パスワードが複雑すぎる ⽂文字の種類の組み合わせを強制している 部 part of パスワードに限定した⽂文字しか 利利⽤用できない 作ったシステム設計が古く⼤大⽂文字⼩小⽂文字の区分がなか 早 early パスワードの変更更が早すぎる 過去にパスワードを盗まれたことがあり、犯⼈人がつか ていないため。 遅 late パスワードの変更更が遅すぎる これまでパスワードを盗まれたことがないため、パス ドの変更更は３年年ごとにしている。 前 before パスワードのリセットの前に変 更更登録しようとした パスワードのリセット処理理を認証していて時間がかか 後 after パスワード変更更可能期間の後に 変更更しようとした パスワード変更更可能時間が３０分と短く、その間に割 みの仕事が⼊入った。 2017/09/04HAZOP3.0 safety & security © @kaizen_nagoya 23
- 24. HAZOPセキュリティ対策(1/2) 誘 guide word 外れ：逸脱 (deviation) なぜ：原因(cause) どうする：対策(action)案 無 no セキュリティ対策 がない Raspberry PIをLinuxで動か していることを意識識してい ない 本発表(Raspberry PIセキュリ ティ対策) 逆 reverse 保護すべきデータ がない 公開⽤用システム 公開⽤用システムでも踏み台に されるといけない。システム 管理理部分は保護すべきデータ 他 other than セキュリティ対策 をするくらいなら 使わない 設定が複雑で常時保守する 必要がある 量量産はTOPPERS/SSPを使う ⼤大 more 不不正アクセスが多 すぎる Raspberry PIであることを 知られたため 情報漏漏洩が多すぎ る 無線を利利⽤用しているため 短距離離無線だけにして、電磁 波監視を⾏行行う ⼩小 less 不不正アクセスがす くなすぎる 内部ネットでRaspberry PI をLinuxで動かしていること を知られていなかった 定期的に担当の役割を⾒見見直し 検査し、相互監視ができる体 制をとる
- 25. HAZOPセキュリティ対策(2/2) 誘 guide word 外れ：逸脱(deviation) なぜ：原因(cause) どうする：対策(action)案 類 as well as 装置の種類が複雑に関 係していて統合的にセ キュリティ管理理できて いない Raspberry PIのいくつかの版を 順番に導⼊入したため、デバイス ドライバの管理理のための勉強が 追いつかない ハードウェア、ソフトウェアの 発元、主要なプログラマと情報 換し、連携する組織と提携する 部 part of 装置の⼀一部が熱くなり 適切切にセキュリティ機 能していない可能性が ある データの保存を確認し、電源を とし、少し冷冷ましてから起動し 検査する 早 early セキュリティ対応パッ チの提供が早いものが あり対応できてない 需要ソフトウェアで早期の対応 をしているが、関連するソフト ウェアの同期が取れていないか もしれない ハードウェア、ソフトウェアの 発元、主要なプログラマと情報 換し、整合性を確認する 遅 late セキュリティ対応パッ チで遅いものがあり、 対応が遅れた ハードウェア、ソフトウェアの 発元、主要なプログラマと情報 換し、早期対応を計画する 前 before セキュリティ対応する 前に侵⼊入された 原因分析をHAZOPを使って⾏行行い 公開して再発防⽌止を⾏行行う。 後 after セキュリティ対応後に 侵⼊入された セキュリティ対応の整合性が取 れていなかった ハードウェア、ソフトウェアの 発元、主要なプログラマと情報 換し、セキュリティ対応の整合 を⼆二重に確認する
- 26. TRIZ12プラス(22)で分析 (1/2) 分類 TRIZ HAZOP 外れ・対策 ⽬目的・利利点・その後 空間 分割 逆 システムを⽤用途ごとに分割する 重要な⽤用途が他の⽤用途の影響を 受けないようにする 分離離 逆 システムを⽤用途ごとに異異なる管理理区 分の場所に分離離する 重要な⽤用途⽤用の管理理とそれ以外 を分ける 局所的性質 類 書き換えられると困る情報はROM に配置 ROMから読み込んだデータが書 き換えられたらリブートする ⾮非対称 類 ⼊入⼒力力に厳しい項⽬目と出⼒力力に厳しい項 ⽬目の⼀一覧を作成し対応を検討する ⼊入れ⼦子 類 各種検査は⼊入れ⼦子構造にして⼀一括処 理理できるようにする 無限実⾏行行にならないような⻭歯⽌止 めを つりあい 類 回線速度度に応じた、上り・下りの サービスを提供していく 曲⾯面 類 滑滑らかに状態変数・システム制約を 変えながらシステムの管理理・保守を ⾏行行う アバウト ⼤大⼩小 必要なメモリ、ディスクは⼤大雑把に 確保する メモリ、ディスクが⾜足りなく なったシステムを暫定的に持続 させれる 時間 先取り反作 ⽤用 前 アクセスが集中しそうならアクセス 制限をする 先取り作⽤用 前 アクセスが集中しそうなら回線容量量 を増やす
- 27. TRIZの40の視点（発明の原理理） 割原理理 分離離原理理 局所性質原理理 ⾮非対称性原理理 組合せ原理理 汎⽤用性定理理 ⼊入れ⼦子原理理 つりあい原理理 先取り反作⽤用原理理 先取り作⽤用定理理 事前保護定理理 等位性原理理 逆発想原理理 2017年年 9⽉月 8⽇日 (c)@kaizen_nago ya 27 14 曲⾯面原理理 15 可変性原理理 16 アバウト原理理 17 多次元移⾏行行原理理 18 機械的振動原理理 19 周期的作⽤用原理理 20 連続性原理理 21 ⾼高速実⾏行行原理理 22 禍転じて福となす原理理 23 フィードバック原理理 24 仲介原理理 25 セルフサービス原理理 26 代替原理理 27 使い捨て原理理 28 メカニズムの代替原理理 29 流流体作⽤用原理理 30 薄膜利利⽤用原理理 31 多孔質利利⽤用原理理 32 変⾊色原理理 33 均質性原理理 34 排除・再⽣生原理理 35 パラメータの変更更原理理 36 相変化原理理 37 熱膨張原理理 38 ⾼高濃度度酸素原理理 39 不不活性雰囲気原理理 40 複合材料料原理理 安全分析におけるHAZOP-TRIZ連携の試み 安全・安⼼心分析のHAZOPによる統合的運⽤用
- 28. TRIZ12プラス(22)で分析 (2/2) 類 TRIZ HAZO P 外れ・対策 ⽬目的・利利点・その後 ダイナミック 早遅 アクセス量量に応じて、同じ余裕率率率になるよ うに回線容量量を分配する 周期的作⽤用 前後 周期的にシステムの制約条件を変更更して、 条件違反になる項⽬目を洗い出す 組み合わせ 類 端末と全体のゲートウェイで異異なるファイ ヤウォールシステムを組合せる 事前保護 前 重要な情報は書き換え不不可媒体に記録する 約 逆発想 逆 提携したシステムの縮退モードに対して模 擬攻撃実験を⾏行行う 縮退モードは堅牢牢でないと困る ⾼高速実⾏行行 ⼤大早 ⼀一部セキュリティ機能をハードウェアで検 討 将来の⾼高速化に向けての研究開発 (FPGA) 災い転じて 逆 不不正アクセス等があれば解析して次の対策 に役⽴立立てる セルフ 類 顧客にも⾃自⼰己管理理してもらえるようにする ⻑⾧長寿命 早 対応するLinuxがなくなるかもしれない TOPPERS/SSPを使う（１０年年間保 定） 機械的代替 類 機種を計画的・段階的に⼊入れ替える パラメータ ⼤大⼩小 局⾯面、周期的作⽤用、逆発想などで実施済 左記以外にも検討 相変化 類 複数のシステムで構成し正常運転、縮⼩小運 転、定期検査、停⽌止を順に変化させる
- 29. １０⼤大脅威２０１６への対応 １０⼤大脅威 対策 インターネットバンキングやクレジット カード情報の不不正利利⽤用 銀⾏行行、クレジットカードの番号を記録し ない（メールでも）。 標的型攻撃による情報流流出 機密情報を記録しない。 ランサムウェアを使った詐欺・恐喝 ⼤大事な情報を１箇所だけに置かない。 ウェブサービスからの個⼈人情報の窃取 個⼈人情報を置かない。 ウェブサービスへの不不正ログイン ID、パスワードを単純なものにしない。 ログイン失敗回数で警告を出す。 ウェブサイトの改ざん ウェブサービスを削る。 審査をすり抜け公式マーケットに紛れ込ん だスマートフォンアプリ スマフォアプリを起動しない。（スマ フォシミュレータを⼊入れない） 内部不不正による情報漏漏えいとそれに伴う業 務停⽌止 技術者を⼤大切切にする 巧妙・悪質化するワンクリック請求 ブラウザを削除。 脆弱性対策情報の公開に伴い公知となる脆 弱性の悪⽤用増加 脆弱性対策は迅速に。ただし、脆弱性対 策にも脆弱性がある可能性を忘れない。
- 30. 経路路情報のHAZOP *は別件 がver0.2(20分(0.1)+10分、事前調査4時間+1時間) https://researchmap.jp/joijcpxg7-1826017/#_1826017 ide word 外れ：逸脱(deviation) なぜ：原因(cause) どうする：対策(action)案 正しい経路路情報がない* すべての経路路情報を⾃自分で管理理するのは不不可 能 経路路上の上位と経路路に関する相互監視の協定を ⾃自動および⼿手動による監視を相互に⾏行行う verse 経路路が逆* 設定間違い 設定前に試験しデータを取って確認 her than 従来と違う経路路を指定した 経路路の増加 従来と違う経路路を通過する場合の原因調査と対 を整理理しておく ore 経路路情報が⼤大きすぎる 経路路を細分化したため⼤大きくなりすぎた ⼤大きい経路路情報が来た場合の原因調査の⽅方法と 整理理しておく s 個々の経路路情報が⼩小さすぎる 細かく経路路を制御したいと思いついた⼈人がい るかも 従来より細かい経路路が来た場合の原因調査の⽅方 策を整理理しておく well as ピア設定をした 直接やり取りした⽅方が⾼高速にできる 設定前に試験しデータを取って確認 rt of 経路路の情報が部分に分かれてい た Longest Match ルールで細かい部分を優先した 上位から経路路を細分化する情報が来たら妥当性 上位に依頼する ly 不不必要な経路路情報が伝搬するの が早すぎる 不不必要な経路路情報かどうかの判定をする仕組 みがなかった 上位サイトからの情報も、⾃自分に必要かどうか した後で処理理する e 経路路情報の訂正の伝搬が遅すぎ る 調査のためにルータを停⽌止したり、ルータが 想定外の経路路で⽌止まった ⼤大規模情報はデータの妥当性を先に検査する fore 経路路が妥当であるか判定する前 に伝搬した 処理理時間優先だった 伝搬させる前に相⼿手に必要な情報かどうか判定 er 不不必要な経路路を受け⼊入れた後で 処理理しようとした 上位サイトからの情報を検査していなかった 上位サイトからの情報も、⾃自分に必要かどうか した後で処理理する
- 33. 3.2 実践に向けた ⼿手引き
- 39. 迷惑⾏行行為の種類と分類 ´ 不不正侵⼊入（乗っ取り） ´ 情報の窃取 ´ 改ざん ´ 破壊 ´ 作動停⽌止 ´ 誤動作 ´ 不不正プログラム（ウィルス） 情報 窃取 改ざ ん 破壊 作動 停⽌止 誤動 作 盗聴 O - - - - なりすましO △ △ O O 不不正侵⼊入 O O O O O 不不正プロ グラム O O O O O
- 40. 迷惑⾏行行為（個⼈人と企業で呼び名 が異異なるものと同じもの） ´ 呼び名が同じ ´ なりすまし ´ 乗っ取り ´ 呼び名が異異なる ´ つきまとい(ストーカ）：個⼈人 ´ クレーマ：企業
- 41. ⼿手法の⽐比較 名称 ⼿手法 ⽤用語の具体性 枠組み 網羅羅性 種 ⽂文献 HAZOP 誘導語 抽象的 FMEAの枠組み利利⽤用 空間・時間* 分 1 TRIZ 誘導語 具体的（解決技術） 枠組み多数 技術・仕様 対 2 4M5E 誘導語 体系的 ⼆二次元 ⼈人・物・媒体・管理理 分 3 FMEA 枠組 抽象的 詳細な枠組み 汎⽤用・ボトムアップ 両 1 なぜなぜ 記法 抽象的 論論理理模型記述 *他の⼿手法と併⽤用 分 3 FTA 記法 抽象的 論論理理模型記述 事故・トップダウン 両 1 GSN 記法 抽象的 論論理理模型記述 汎⽤用・⽬目標 対 4 UML 記法 やや抽象的 模型記述 時間・順番 対 1 STAMP 記法 具体的(制御） 模型記述(STAMP/ SPA 制御(時間・順番) 対 5 FRAM 記法 やや具体的 模型記述 前提・資源・時間・制御 対 5
- 42. 参考⽂文献(1) Energy1/2, https://www.denso.com/jp/ja/csr/environment-report/energy/, ミニマムCO2モノづくり, ダントツ⼯工場（⾃自動化の追求・検査のスリム化・物流流合理理化・⻑⾧長時間稼働設備 速ライン・無停⽌止ライン・1/n加⼯工機）, 1/n設備,（N分の１ライン), https://www.denso.com/jp/ja/csr/ vironment-report/energy/energy02 1/n小型生産ラインの構築による高付加価値生産体制の実現 RASPBERRY PI FOUNDATION, https://www.raspberrypi.org ISO/IEC 23360-1:2006 Linux Standard Base (LSB) core specification 3.1 - Part 1: Generic specification, ISO,2006 手のひらLinux でハイパー電子工作, Interface 2013 年 12 月号, CQ 出版, 2013 K．Ashton, That 'Internet of Things' Thing, Jun 22, 2009 http://www.rfidjournal.com/articles/view?4986 TOPPERS/SSP, 杉本明加, 斉藤直希,2017, http://www.toppers.jp/ssp-kernel.html 髙橋和浩, raspberry pi 用ssp カーネルシュリンク版の紹介,名古屋市工業研究所カーネルソース勉強会,2014,https hub.com/alvstakahashi/RPI-SHRINKSSP-FULL ] 髙橋和浩,小川清, カーネルソースの歩き方 RaspberryPi 演習,SWEST,2015 http://swest.toppers.jp/SWEST17/ gram.html ]安全分析,状態記述と形式手法に着目した安全教育とスキル,堀武司, 小川清,斉藤直希,渡部謹二,森川聡久,服部 全工学シンポジウム, 2009
- 43. 参考⽂文献(2) ´ [12] 堀良良彰, 岩波講座インターネット2 ネットワークの相互接続, 岩波書店,2001 ´ [13] RFC3530, Network File System (NFS) version 4 Protocol, 2003 ´ [14] RFC search, RFC Editor, https://www.rfc-editor.org/search/ ´ [15] インターネットRFC事典, マルチメディア通信研究会,アスキー,1998 ´ [16] RFC 791, Internet Protocol, IETF, 1981 ´ [17] 情報セキュリティ10 ⼤大脅威2016 ´ [18] 端末間経路路選択のための⽚片⽅方向遅延測定⽅方式, ⼩小川清,静岡⼤大学博⼠士論論⽂文, 2005 ´ [19] IPA, つながる世界と開発指針, 2016, http://www.ipa.go.jp/sec/reports/2016 0324.htm ´ [20] 『つながる世界の開発指針』の実践に向けた⼿手引き［IoT⾼高信頼化機能編］, SECBOOKS IPA, 2017 ´ [21] TOPPERSカンファレンス ホーム・ネットワークWG 主査 ⻑⾧長島 宏明／コアーズ株式会社 https://www.slideshare.net/HiroakiNagashima1/toppers2016 ´ [22] ⽥田中⼀一成, プロセス分析はどこまで簡単にできるだろうか？, NSPICE conference, 2017 ´ [23] ⼩小川明秀,⼩小川清, 安全分析における HAZOP-¬TRIZ連携の試み, 安全⼯工学シンポジウム, 20 ´ [24] ⼩小川清, ⻫斉藤直希, RaspberryPI の安全と安⼼心対策, 安全⼯工学シンポジウム, 2017