414-AWS SAP AWS 「理論・実践・一問道場」 AWS IoT Coreでは、自動登録機能、プロビジョニングテンプレート

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理論

プロビジョニングテンプレートは、AWS IoT Coreでデバイスが自動的に登録されるかどうかを制御する設定です。allow-auto-registrationパラメータを使って、自動登録を有効（true）または無効（false）にできます。

有効化（true）: デバイスが接続すると自動的に登録され、データ送信が可能に。

無効化（false）: デバイスは自動登録されず、手動での検証と承認が必要。

このテンプレートは、デバイス接続時の登録と検証プロセスを管理します。

IoTデバイスのセキュアなAWS接続とプロビジョニングのベストプラクティス

IoT (Internet of Things) は、さまざまなデバイスがインターネットを通じてデータを交換する技術です。小売業におけるIoTセンサーの活用や、AWS（Amazon Web Services）との統合においては、セキュリティと認証が重要な要素となります。特に、センサーがインストールされるまでデータ送信を制限し、インストール後にのみAWSへのデータ送信を許可するという要件に対して、適切なプロビジョニング方法と認証管理を行うことが求められます。

以下では、AWSでのIoTデバイスのセキュアなプロビジョニングに関する汎用的な知識とベストプラクティスを解説します。

1. IoTデバイスの認証とセキュリティ

IoTデバイスがAWSに接続する際、認証とセキュリティは最も重要な考慮点です。AWSでは、デバイス認証にX.509証明書を使用することが一般的です。この証明書は、デバイスがAWS IoT Coreに接続する際に一意の識別子として機能し、セキュアな通信を確保します。

主要な認証方法:

X.509証明書: デバイスごとに発行され、一意の識別子（シリアル番号など）を含む証明書です。

事前プロビジョニング: デバイスがインストールされる前に、証明書が発行され、AWS IoT Coreのデバイス登録が行われます。

デバイスがネットワークに接続する前に正しい認証が行われるようにすることが重要です。

2. AWS IoT Coreによるデバイス管理

AWS IoT Coreは、クラウドでデバイスの接続、管理、セキュリティを簡素化するサービスです。デバイスの登録からデータ送信まで、さまざまな機能を提供しています。

IoT Coreのプロビジョニングフロー:

デバイス証明書の発行: 各デバイスに一意の証明書を発行し、デバイスが認証されるようにします。

プロビジョニングテンプレート: デバイスの構成を定義するテンプレートを作成し、デバイスのプロビジョニング時に適用します。これにより、デバイスごとに異なる設定を適切に適用できます。

3. 事前プロビジョニングとデバイスのインストール管理

要件として「センサーがインストールされるまでAWSにデータを送信できないようにする」ことが挙げられています。この要件を満たすためには、以下の方法が有効です。

方法1: Lambda関数を用いた事前プロビジョニング

事前プロビジョニングフックとしてLambda関数を使用することができます。これにより、デバイスがインストールされる前にAWS IoT Coreにデータ送信を制限するロジックを組み込むことができます。

Lambda関数は、デバイスのシリアル番号を検証し、インストール前に不正なデバイスからのデータ送信を防ぎます。

方法2: Step Functionsを使用したワークフロー管理

複雑なデバイス管理のフローをAWS Step Functionsを使用して定義できます。これにより、複数のプロセスを順序立てて実行し、デバイスがインストールされるタイミングでのみAWS IoT Coreに登録が行われるようにできます。

4. 自動登録と管理

AWS IoT Coreでは、自動登録機能を使って新しいデバイスの登録プロセスを自動化できます。この方法では、センサーがインストールされると、デバイスの証明書を自動的に有効化し、AWS IoT Coreに登録します。

allow-auto-registrationパラメータ: この設定を使用することで、デバイスがインストールされるまで自動的に登録を無効化し、インストール後にのみデータ送信が許可されます。

5. ベストプラクティス

AWSでIoTデバイスを安全かつ効率的に管理するためのベストプラクティスには以下が含まれます：

セキュアな証明書の管理: 証明書は暗号化して保存し、管理する必要があります。証明書のローテーションや失効管理も重要です。

デバイス認証とアクセス管理: IAMポリシーを活用して、デバイスがアクセスできるリソースを制限します。

監視とロギング: AWS CloudWatchやAWS IoT Device Defenderを使用して、デバイスのアクティビティやセキュリティインシデントを監視します。

まとめ

IoTデバイスのセキュアな接続と管理には、AWS IoT Coreと適切な認証機構を利用することが重要です。センサーがインストールされる前にデータ送信を制限するためには、Lambda関数や自動登録機能を利用し、プロビジョニングフローを適切に設定することが求められます。これにより、センサーがインストールされた後にのみデータ送信が許可され、セキュアな環境でのIoTシステム運用が実現できます。

実践

略

一問道場

問題 #414

小売業の会社が、世界中のすべての店舗にIoTセンサーを取り付けています。各センサーの製造中に、会社のプライベート証明書認証局（CA）が一意のシリアル番号を含むX.509証明書を発行します。会社はその後、各証明書をそれぞれのセンサーに展開します。

ソリューションアーキテクトは、センサーがインストールされた後にAWSにデータを送信できるようにする必要があります。センサーはインストールされるまで、AWSにデータを送信できないようにする必要があります。

どのソリューションがこれらの要件を満たしますか？

A. シリアル番号を検証できるAWS Lambda関数を作成します。AWS IoT Coreプロビジョニングテンプレートを作成します。パラメータセクションにSerialNumberパラメータを含めます。Lambda関数を事前プロビジョニングフックとして追加します。製造中に、RegisterThing API操作を呼び出し、テンプレートとパラメータを指定します。

B. シリアル番号を検証できるAWS Step Functionsステートマシンを作成します。AWS IoT Coreプロビジョニングテンプレートを作成します。パラメータセクションにSerialNumberパラメータを含めます。パラメータを検証するためにStep Functionsステートマシンを指定します。インストール時にStartThingRegistrationTask API操作を呼び出します。

C. シリアル番号を検証できるAWS Lambda関数を作成します。AWS IoT Coreプロビジョニングテンプレートを作成します。パラメータセクションにSerialNumberパラメータを含めます。Lambda関数を事前プロビジョニングフックとして追加します。CAをAWS IoT Coreに登録し、プロビジョニングテンプレートを指定してallow-auto-registrationパラメータを設定します。

D. AWS IoT Coreプロビジョニングテンプレートを作成します。パラメータセクションにSerialNumberパラメータを含めます。テンプレート内でパラメータ検証を含めます。CAを使用して各デバイスに対してクレーム証明書と秘密鍵を発行します。AWS IoT Coreサービスに、プロビジョニング中にAWS IoT Thingを更新する権限を付与します。

解説

この問題では、IoTセンサーがインストールされる前にAWSへのデータ送信を制限し、インストール後にデータ送信を許可するための適切なソリューションを選ぶことが求められています。それぞれの選択肢を詳しく解説します。

オプションA: Lambda関数とプロビジョニングテンプレート

内容: シリアル番号を検証できるLambda関数を作成し、AWS IoT CoreプロビジョニングテンプレートにSerialNumberパラメータを追加します。Lambda関数を事前プロビジョニングフックとして使用し、製造中にRegisterThing APIを呼び出します。

評価:

Lambda関数を使ってシリアル番号を検証することは適切です。
RegisterThing APIは、デバイスの登録を行うために使われますが、インストールされる前にデータ送信を制限することには適していません。製造中にデバイスを登録することは、インストール前にデータ送信を制限する要件に合致しません。
不適切な選択肢: 登録段階でインストール後のデータ送信の制御には不十分です。

オプションB: Step Functionsとプロビジョニングテンプレート

内容: Step Functionsステートマシンでシリアル番号を検証し、AWS IoT Coreプロビジョニングテンプレートを使ってSerialNumberパラメータを含めます。インストール時にStartThingRegistrationTask APIを呼び出します。

評価:

Step Functionsを使うことで、複雑な処理や条件に基づくフローを実現できますが、この方法ではインストール前にデータ送信を制限する機能が不足しています。
StartThingRegistrationTaskは、デバイス登録プロセスを開始しますが、インストール前にデータ送信を制限する要件には合いません。
不適切な選択肢: こちらもインストール前のデータ送信制限に対して十分ではありません。

オプションC: Lambda関数とプロビジョニングテンプレート + CA登録

内容: シリアル番号を検証するLambda関数を使い、AWS IoT Coreプロビジョニングテンプレートを作成。SerialNumberパラメータを含め、Lambda関数を事前プロビジョニングフックとして追加します。CAをAWS IoT Coreに登録し、allow-auto-registrationパラメータを設定します。

評価:

Lambda関数でシリアル番号を検証する方法は正しいアプローチです。
allow-auto-registrationの設定により、センサーがインストールされるタイミングでのみAWS IoT Coreに自動登録されるようにできます。これにより、インストール前にデータ送信を制限することが可能になります。
適切な選択肢: これが最も要件に合致しています。

オプションD: プロビジョニングテンプレートとCAの使用

内容: プロビジョニングテンプレートにSerialNumberパラメータを含め、テンプレート内でパラメータ検証を行います。CAを使って証明書を発行し、AWS IoT Coreにデバイスを登録します。

評価:

この選択肢では、証明書発行や登録が行われますが、インストール前にデータ送信を制限するメカニズムが不足しています。
具体的に、インストールされる前にデータ送信を制限するためのフックや設定が不足しており、要件に完全には適合しません。
不適切な選択肢: インストール前のデータ送信制限には不十分です。

結論:

オプションCが最適な選択肢です。Lambda関数を用いてシリアル番号を検証し、インストール前にデータ送信を制限するためにallow-auto-registrationパラメータを活用する方法が、要件を最も効果的に満たします。

センサーがインストールされる前:

allow-auto-registrationが無効化（false）の場合、デバイスは自動的にAWS IoT Coreに登録されません。この設定が無効の場合、センサーがインストールされても、デバイスは自動的に登録されず、手動で登録する必要があります。

センサーがインストールされる後:

allow-auto-registrationが有効化（true）の場合、インストールされたデバイスが、事前に設定された証明書を使用してAWS IoT Coreに接続すると、自動的に登録が行われます。この場合、証明書やシリアル番号が正当なものであれば、デバイスは自動的にAWS IoT Coreに登録され、その後AWSにデータを送信できるようになります。