STマイクロエレクトロニクス、マイクロチップ、NXP、ルネサス、テキサス・インスツルメンツ、マキシム・インテグレーテッドといったトップクラスのマイクロコントローラーブランドが、デバイスセキュリティの分野でリードしています。家庭や職場でコネクテッドデバイスが使用されるようになった今、マイクロコントローラーのセキュリティは非常に重要です。IoTは拡大を続け、リスクも増大しています。過去5年間で攻撃やトラブルは増加しています。専門家は、セキュリティがIoTにおける最大の課題であると述べています。データとデバイスを安全に保つには、強力な組み込みセキュリティシステムが必要です。このブログでは、明確なルールを用いて人気ブランドを比較し、ニーズに最適なマイクロコントローラーを選ぶお手伝いをします。
主要なポイント（要点）
STMicroelectronicsやNXPなどの信頼できるブランドのマイクロコントローラを選びましょう。これらのブランドは強力なセキュリティ機能を備えています。マイクロコントローラを選ぶ前に、セキュアブートや暗号化アクセラレータなどの重要なセキュリティ機能を必ず確認してください。ISO 26262などの認証を取得し、マイクロコントローラの安全性とセキュリティを確保しましょう。マイクロコントローラを長期にわたって安全に保つために、ベンダーのサポートとアップデートプランも検討しましょう。プロジェクトのセキュリティ要件を検討し、要件に最適なマイクロコントローラを選びましょう。
マイクロコントローラセキュリティの主要ブランド
トップブランドの概要
マイクロコントローラーを製造している企業は数多くありますが、優れたセキュリティで知られている企業はごくわずかです。専門家によると、組み込みセキュリティにおいて最高峰と言えるのは以下のブランドです。
STマイクロエレクトロニクス
マイクロチップテクノロジー
NXPセミコンダクターズ
ルネサスエレクトロニクス
テキサス·インスツルメンツ
マキシム統合
他にも大手企業がいくつかあります。インフィニオン・テクノロジーズ、インテル、クアルコム、ブロードコム、タレス、ラムバスなどです。これらの企業は研究に多額の資金を投入し、デバイスを攻撃から守るマイクロコントローラーの開発に尽力しています。
選択基準
マイクロコントローラーを比較する際は、速度やメモリ容量だけに注目するのではなく、セキュリティ機能も非常に重要です。専門家は、マイクロコントローラーがシステムをどれだけ保護できるかを判断するために、様々な基準を用いています。以下の表は、確認すべき主な項目を示しています。
基準 | 詳細説明 |
|---|---|
デザインによるセキュリティ | マイクロコントローラには、リスクを低減するためのセキュリティ機能が最初から組み込まれています。 |
安定性 | システムは安定した状態を維持し、安全な選択を行います。 |
セキュリティ | マイクロコントローラはサイバーフィジカル攻撃を検出し、阻止することができます。 |
体系性 | この設計では、サイバー部分と物理部分の両方をリンクして安全性を高めます。 |
機能的と非機能的 | マイクロコントローラは、基本的なセキュリティ ニーズと追加のセキュリティ ニーズの両方を満たします。 |
構成プロセス | セットアップには、チェック、フィルタリング、すべてが連携して動作することの確認などの手順があります。 |
プロジェクトに使用するマイクロコントローラーを選ぶ前に、必ずこれらのルールを確認してください。これにより、データとデバイスを安全に保つデバイスを選択できます。
組み込みセキュリティシステムの重要性
セキュリティ脅威
使用時には多くの危険があります マイクロコントローラー適切な脅威評価を行うことで、何が起こり得るかを把握できます。攻撃者はシステムへの侵入に様々な方法を試します。以下に、知っておくべき一般的なセキュリティ脅威をいくつかご紹介します。
ソフトウェアベースの攻撃は、デバイス上のプログラムを狙っています。ハッカーはマルウェア、パスワードの推測、メモリオーバーフロー、Webサービスへの攻撃などを利用してデバイスを制御します。
ネットワークベースの攻撃は、デバイス同士の通信方法を標的とします。中間者攻撃、セッションハイジャック、DNSポイズニング、DDoS攻撃、信号妨害などが考えられます。
サイドチャネル攻撃は、ハードウェアの問題を利用して機密情報を盗み出します。攻撃者は暗号鍵を入手したり、システムを監視することでシステムを乗っ取ったりすることができます。
これらの脅威を阻止するには、組み込みセキュリティシステムが必要です。適切な脅威評価を行うことで、攻撃者よりも先に弱点を見つけることができます。
アプリケーションへの影響
セキュリティ問題 マイクロコントローラの脆弱性は、デバイスやデータに大きな問題を引き起こす可能性があります。ハッカーが攻撃を仕掛けると、情報の盗難やデバイスの停止につながる可能性があります。マルウェア攻撃は急速に増加しています。2018年には、マイクロコントローラベースのデバイスを狙ったマルウェア攻撃が215.7%増加し、32.7万件に達しました。翌年には、攻撃件数は5%増加しました。デバイストラフィックの大部分（約98%）は暗号化されていないため、個人情報や機密データを容易に漏洩させる可能性があります。
設計ミスはシステムに弱点を生じさせます。デバイスやソフトウェアを製造した会社が倒産したために、これらの問題を修正できなくなる場合もあります。これは、組み込みセキュリティシステムを構築する際にはセキュリティに重点を置く必要がある理由を示しています。
強力な脅威評価は、こうしたリスクを回避するのに役立ちます。デバイスを安全に保ち、正常に動作することを保証します。
マイクロコントローラのセキュリティ比較
セキュリティ機能
マイクロコントローラのセキュリティを比較する際には、いくつかの重要な点に注目してください。これらの機能は、デバイスを攻撃から保護し、データの保護にも役立ちます。最も重要なセキュリティ機能は次のとおりです。
ハードウェアベースのセキュリティ基盤
セキュアブートプロセス
暗号化アクセラレーション
ランタイム保護
脅威の検出
セキュアブートは最も重要な機能の一つです。デバイス上で信頼できるソフトウェアのみが実行されるようにします。各ブランドはそれぞれ独自の方法でセキュアブートを実現しています。以下の表は、主要ブランドがセキュアブートやその他のセキュリティ機能をどのように使用しているかを示しています。
マイクロコントローラブランド | 他社とのちがい |
|---|---|
インフィニオンテクノロジーズ | 豊富な選択肢、強力なセキュリティ、グローバルルールに準拠。 |
NXPセミコンダクターズネバダ州 | セキュアブート、ハードウェア暗号化、自動車や工場向けの安全なキー管理。 |
STマイクロエレクトロニクスNV | 工場や医療向けの高速で改ざん防止機能を備えた暗号化アクセラレーション。 |
テキサスインスツルメンツ株式会社 | 自動車、工場、家電製品向けのセキュアマイクロコントローラーが多数あります。 |
ルネサスエレクトロニクス | アジアで強みを持ち、さまざまな用途に安全なソリューションを提供しています。 |
Microchip Technology Inc. | IoT およびバッテリー デバイス向けの低電力で安全なマイクロコントローラーを製造します。 |
シリコン・ラボラトリーズ | IoT向け省エネ・セキュアマイクロコントローラーに注力しています。 |
HSMと呼ばれるハードウェアセキュリティモジュールについても検討する必要があります。ThalesやMarvellなどのブランドは、製品にHSMを搭載しています。Thalesは様々な用途に対応するHSMを多数提供しています。Marvellは、クラウドテクノロジーと連携するLiquidSecurityシリーズにHSM機能を搭載しています。
暗号化アクセラレータも検討してみてください。これらはデバイスの暗号化と復号を高速化します。多くのブランドが、デバイスの高速化と安全性向上のために、これらの機能を搭載しています。
ランタイム保護と脅威検出も重要です。これらの機能は、デバイスが動作中に攻撃を検出し、阻止するのに役立ちます。マイクロコントローラーは起動時だけでなく、常に安全に保つ必要があります。
認定とサポート
認証は、マイクロコントローラーが厳しいセキュリティルールを満たしていることを示します。デバイスを選ぶ前に、必ずこれらを確認してください。
STマイクロエレクトロニクスは、PSA認証レベル3およびSESIP3セキュリティ認証を取得しました。 STM32U5マイクロコントローラこれは強力なサイバー保護を備えていることを意味します。
他のブランドも最高レベルの認証取得に取り組んでいます。例えば、自動車の安全性に関するISO 26262や、車載マイクロコントローラーのASIL B/Dなどが挙げられます。これらの認証を取得したマイクロコントローラーは、システムの安全性を確保するために信頼できます。
マイクロコントローラーのセキュリティにとって、ベンダーのサポートは非常に重要です。アップデートを提供し、問題解決を支援してくれる企業を選ぶことが重要です。以下の表は、いくつかの主要ブランドがアップデートとサポートをどのように提供しているかを示しています。
メーカー | 他社とのちがい | セキュリティアップデート戦略 |
|---|---|---|
ARM | 内蔵ハードウェアセキュリティ、TrustZone、OTAアップデート | 安全なファームウェアのアップグレードと認証情報の保存に重点を置く |
NXPセミコンダクターズ | 車載グレードMCU、ASIL B/D、EdgeLock MCU | ISO 26262 認証済み、OTA アップデートに対応 |
マイクロチップテクノロジー | 長寿命部品、MPLAB X IDEツール、強力な顧客サポート | 製品の長寿命と信頼性に重点を置く |
定期的なアップデートと充実したカスタマーサポートを提供するブランドを選びましょう。そうすることで、セキュリティ機能を最新の状態に保ち、デバイスを安全に使用できます。優れたサポートは、何か問題が発生した場合にも迅速な対応を可能にします。
マイクロコントローラのセキュリティを比較する際には、これらの機能、認証、サポートをすべて確認しましょう。これにより、ニーズに最適なセキュアなマイクロコントローラを選定しやすくなります。
ブランド分析
STマイクロエレクトロニクス
STマイクロエレクトロニクスは、マイクロコントローラのセキュリティにおいて信頼できるブランドです。STM32シリーズは、デバイスを強力に保護します。同社は多層防御によりデータの安全性を確保しています。セキュアブート、暗号化アクセラレータ、耐タンパ性といった機能も備えています。STM32U585はPSA認証レベル3およびSESIP3認証を取得しており、このチップが高度なサイバー脅威にも対処できることを証明しています。
以下は、STMicroelectronics マイクロコントローラの特別なセキュリティ機能を示した表です。
セキュリティ機能 | 詳細説明 |
|---|---|
PSA認定レベル3およびSESIP3 | STM32U585 はサイバー保護に関する厳格なテストに合格しています。 |
改ざん防止機能の強化 | PIN トランザクション セキュリティ (PTS) 機器の PCI SSC ルールに準拠しています。 |
Arm TrustZone®アーキテクチャ | 機密性の高いタスクのための安全なスペースを作成します。 |
暗号化アクセラレータ | 安全なデータ保存とファームウェアの更新を高速化します。 |
内部監視 | 誰かがチップを攻撃しようとした場合、秘密データを消去します。 |
アクティブタンパー検出 | 誰かがデバイスを改ざんした場合に警告します。 |
ハードウェア固有キー | 保存されたデータを不正アクセスから保護します。 |
自律型周辺機器 | メインチップがスリープ状態の間、一部のパーツを動作させて電力を節約します。 |
選択可能な電圧レギュレータ | 電力使用量を 19µA/MHz 未満に低減し、デバイスの効率を高めます。 |
セキュリティと省エネを両立できます。STマイクロエレクトロニクスは、決済システム、ヘルスケア、IoTに最適です。
マイクロチップテクノロジー
Microchip Technologyは、様々な用途に対応する安全で信頼性の高いマイクロコントローラを提供しています。長年にわたるサポート体制と強力なカスタマーサポートにより、セキュアブート、ハードウェア暗号化、安全なキーストレージといった機能を提供します。MicrochipのPICおよびAVRファミリーはTrust Platformを採用しており、デバイスにセキュアエレメントを構築できます。
MPLAB X IDEツールを使用してセキュリティ設定を制御できます。Microchip社はファームウェアの安全なアップデートも提供しています。これにより、デバイスを長期間にわたって安全に維持できます。Microchip社のMCUは消費電力が少ないため、バッテリー駆動デバイスやIoTデバイスに最適です。セキュリティ、サポート、そして省電力をすべて同時に実現できます。
NXPセミコンダクターズ
NXPセミコンダクターズは、自動車および工場のセキュリティにおけるリーダーです。セキュアブート、ハードウェア暗号化、安全なキー管理といった機能を提供します。EdgeLock MCUがさらなる保護機能を提供します。これらのチップは、ISO 26262およびASIL B/Dの自動車安全規格に準拠しています。
NXPはArm TrustZone®を採用し、セキュアコードと非セキュアコードを分離しています。これにより、重要なデータを安全に保護できます。また、OTA（Over-The-Air）アップデートもサポートされています。つまり、デバイスに触れることなくセキュリティ問題を修正できます。NXPのMCUは、自動車、工場、スマートホームなど、様々な環境で優れた性能を発揮します。
ルネサスエレクトロニクス
ルネサス エレクトロニクスは、安全性とセキュリティを確保するための特別なハードウェアを搭載したマイコンを提供しています。認証済みソフトウェアライブラリを使用することで、データとデバイス機能を保護できます。RX23Wシリーズは、IoTデバイスやワイヤレスデバイスにとって重要なBluetooth® 5.0 Low Energyをサポートしています。
以下は、ルネサス マイクロコントローラのセキュリティ強度を示す表です。
セキュリティ機能 | 詳細説明 |
|---|---|
専用ハードウェア機能 | 最高の安全性とセキュリティを実現する内蔵ブロック。 |
認定ソフトウェアライブラリ | テスト済みのコードを使用してデータとデバイス機能を保護します。 |
Bluetooth® 5.0 低エネルギー | ワイヤレス デバイスと IoT デバイスのセキュリティを追加します。 |
ルネサスのマイコンは、スマートホーム、工場、医療機器など、様々な用途でご利用いただけます。ルネサスは、厳しい安全・セキュリティニーズへの対応を支援します。
テキサス·インスツルメンツ
テキサス・インスツルメンツ（TI）は、数多くのセキュアなマイクロコントローラを提供しています。C2000およびMSP430ファミリには、暗号化アクセラレータ、セキュアブート、ハードウェア・セキュリティ・モジュール（HSM）が搭載されています。TIは、安全なファームウェア更新と強力なランタイム保護をサポートしています。
以下は、TI マイクロコントローラの主なセキュリティ モジュールを示す表です。
主要なセキュリティモジュール | 詳細説明 |
|---|---|
EVITA準拠HSM | 保護を強化するためにハードウェア セキュリティを追加します。 |
安全・セキュリティユニット | システムの安全性とセキュリティ設定を管理します。 |
デュアルコードセキュリティモジュール | コードへの不正アクセスをブロックします。 |
TIのソフトウェア診断ライブラリは安全性向上に役立ちます。リアルタイム制御システムにおけるセキュリティ設定ガイドも提供しています。ハードウェアとソフトウェアの両面で、強力なサポートが得られます。
マキシム統合
Maxim Integratedは、ランタイム保護と業界認証に重点を置いています。MAX17301やMAX17311などのマイクロコントローラには、バッテリー安全機能が搭載されています。これらのチップは、重大な問題を発見した場合、バッテリーの電源をオフにすることができます。SHA-256認証は、偽造バッテリーの防止に役立ちます。
MAX32558 マイクロコントローラは、決済システムの PCI PTS 規則に準拠しています。
認定プロセスは約 6 か月で完了するため、早いと言えます。
Maxim の決済端末認証に関する経験は、製品を迅速に準備するのに役立ちます。
Maxim のサポートとテクノロジーは、セキュア デバイスの認証プロセスを完了するのに役立ちます。
Maxim IntegratedのMCUは、決済端末、バッテリー駆動デバイス、その他の重要なシステムにご利用いただけます。Maximは、デバイスを保護し、業界規則を遵守するためのツールを提供しています。
比較表
マイクロコントローラを選ぶ際には、主要なセキュリティ機能を並べて確認すると便利です。これにより、プロジェクトに最適なものを選択しやすくなります。下の表は、主要ブランドがさまざまなセキュリティ機能にどのように重点を置いているかを示しています。この表を参考に、ニーズに合ったマイクロコントローラを見つけてください。
ブランド | 主要なセキュリティ機能 |
|---|---|
NXPセミコンダクターズ | 幅広いポートフォリオ。S32 シリーズは自動車の安全性と強力な接続性をサポートします。 |
STマイクロエレクトロニクス | STM32マイクロコントローラは汎用性に優れており、多くの自動車システムや産業システムに使用できます。 |
テキサス·インスツルメンツ | TMS570シリーズは、安全性が極めて重要なシステム向けに設計されています。車載用途向けのISO 26262認証を取得しています。 |
シリコン・ラボラトリーズ | MCUにはワイヤレス機能とセキュリティ機能が組み込まれています。コネクテッドデバイスやインフォテインメントに最適です。 |
サイプレス | MCUには強力なセキュリティ機能が搭載されており、多くの人が車載アプリケーションで使用しています。 |
それぞれのブランドには独自の強みがあります。NXPは自動車やスマートデバイス向けに幅広い選択肢を提供しています。STMicroelectronicsは、1つのチップで様々な用途に対応します。Texas Instrumentsは、厳格な安全規則への準拠を支援します。Silicon Labsはワイヤレス機器やスマートガジェットに優れています。Cypressは自動車向けに強力なセキュリティを提供します。
ヒント： マイクロコントローラーが必要な認証を取得しているかどうかを必ず確認してください。例えば、自動車の場合はISO 26262が重要です。スマートホームデバイスを開発している場合は、ワイヤレスセキュリティ機能の有無を確認してください。
また、企業からのサポートがどれだけ受けやすいかも考慮する必要があります。ブランドによっては、より充実したサポートとアップデートを提供しているところもあります。これにより、プロジェクトをより安全かつ容易に進めることができます。
この表をご覧になり、プロジェクトに何が必要か考えてみてください。強力なワイヤレスセキュリティが必要ですか？車載チップが必要ですか？目標に合ったブランドをお選びください。そうすることで、より安全でスマートなデバイスの開発に役立ちます。
組み込みシステムのセキュリティのユースケース
消費者のIoT
家庭では、スマートスピーカー、カメラ、ウェアラブルデバイスを使用しています。これらのデバイスは、情報を安全に保つために強力なセキュリティが必要です。IoTデバイスが増えるにつれて、決済情報や個人情報の保護も必要になります。安全なマイクロコントローラーは、情報の安全を守るのに役立ちます。また、デバイス同士が安全に通信できる方法も必要です。認証は、すべてのIoTガジェットにとって重要です。人々はデータのプライバシーを守りたいと考えているため、安全なソリューションの必要性が高まっています。
用途 | セキュリティ機能 |
|---|---|
家電 | 個人情報、支払い情報、身元情報を安全に保管 |
IoT | 接続されたデバイスの安全な通信、データ保存、認証 |
現在、より多くの家庭やオフィスで安全なマイクロコントローラが使用されています。
これらのソリューションは、医療や自動車における重要なデータも保護します。
産業用および自動車用
工場や自動車は、攻撃を阻止し、機械の稼働を維持するためにセキュリティ対策を講じています。これらのシステムは電力とメモリに限界があるため、スマートなソリューションが必要です。工場や自動車内のデバイスはアクセスしやすい場所に設置されていることが多く、攻撃の標的になりやすいのです。多くの部品が相互に接続されているため、攻撃者が侵入する手段が増えています。一部のシステムでは他社製の部品が使用されており、リスクをもたらす可能性があります。機械や自動車は長寿命であるため、同様に長寿命のソリューションが必要です。
ヒント: ソリューションが安全規則に従っているかどうかを常に確認し、リスクを軽減するために安全なマイクロコントローラーを使用してください。
電力とメモリの制限により、セキュリティがさらに強化されます。
デバイスに簡単にアクセスできる場合、改ざんが容易になります。
接続が増えると、攻撃者が侵入する方法も増えます。
ルールがなければ、解決策は弱くなる可能性があります。
他社の部品を使用すると問題が発生する可能性があります。
古いソリューションは長期間使用されるため、攻撃を受ける可能性があります。
医療およびクリティカルシステム
病院や重要なシステムは、人々の安全を守るために強力なセキュリティを必要としています。これらの施設では、厳格な安全規則に準拠したソリューションが採用されています。AVR SDファミリーなどの一部のマイクロコントローラーは、ASIL CおよびSIL 2規格に準拠しています。これらのマイクロコントローラーは、2つのCPUとメモリチェックを使用して、問題を迅速に発見・解決します。1ミリ秒未満で問題を発見することが求められます。これは、医療用ポンプや運転者支援システムなどで役立ちます。BG29マイクロコントローラーは、強力な暗号化と鍵の安全性を確保するためにSecure Vault Highを採用しています。これらのソリューションは、医療機器を近距離および遠距離からの攻撃から保護します。
注: 問題を迅速に発見し、強力な暗号化を使用することで、医療システムや重要なシステムの安全性が向上します。
コストとセキュリティ
ソリューションを選ぶ際には、コストとセキュリティについて考える必要があります。安価なマイクロコントローラーはコストを節約できますが、セキュリティが十分でない可能性があります。低コストのオプションを選ぶ前に、リスクについてよく考えてください。セキュリティの高いソリューションはコストは高くなりますが、データとデバイスをより強力に保護します。IoT、自動車、医療といった分野に携わっている場合は、セキュリティに多額の投資をすることで、後々大きな問題を防ぐことができます。
セキュリティのニーズと予算に合ったソリューションを選択してください。
安全なソリューションは、データの損失やデバイスの問題を防ぐのに役立ちます。
今、セキュリティに多額の投資をすれば、後でコストを節約できます。
STマイクロエレクトロニクスとNXPは、認証取得と自動車の安全性においてトップクラスです。マイクロチップは長期サポートと簡単なアップデートでお客様をサポートします。テキサス・インスツルメンツとマキシム・インテグレーテッドは、デバイスの動作安全性確保と決済セキュリティの強化に取り組んでいます。プロジェクトのニーズに合ったマイクロコントローラを選びましょう。セキュアブート、暗号化アクセラレータ、そして各社からの充実したサポート体制もご確認ください。セキュリティに関する新たな動向にも注目しましょう。
AIと機械学習が脅威の発見に役立つ
企業は量子耐性技術を持つ他社を買収する
一部のブランドはアップデートやヘルプのためにサブスクリプションを利用しています
新しいトレンドに合わせて変化するソリューションを選択することで、常に準備を整えることができます。
FAQ
マイクロコントローラのセキュア ブートとは何ですか?
セキュアブートは、デバイスの起動前にソフトウェアをチェックします。信頼できるコードのみがデバイス上で実行されるため、ハッカーによる不正なプログラムの侵入を阻止できます。
マイクロコントローラにとって認証が重要なのはなぜですか?
認証とは、マイクロコントローラーが安全性とセキュリティのルールに準拠していることを意味します。認証済みのチップは、データとデバイスの安全を守る上で信頼できます。
プロジェクトに適したマイクロコントローラを選択するにはどうすればよいですか?
セキュリティ機能、認証、ベンダーサポートなどを検討し、プロジェクトに必要なものを書き留めてください。目標に合ったチップを選びましょう。
購入後にマイクロコントローラーのセキュリティを更新できますか?
はい！多くのブランドではファームウェアのアップデートが可能です。セキュリティ上の問題を修正したり、新機能を追加したりできます。購入前に、チップがアップデートに対応しているか必ずご確認ください。
