強化されたプライバシーID

拡張プライバシーID（EPID ）は、プライバシーを保護しながら信頼できるシステムを証明するためのIntel Corporationの推奨アルゴリズムです。2008年以降、いくつかのIntelチップセットに、2011年以降、Intelプロセッサーに組み込まれています。RSAC 2016で、Intelは2008年以降、24億を超えるEPIDキーを出荷したことを明らかにしました。 ^[1] EPIDは、認証のための国際標準ISO / IEC 20008 ^[2] / 20009、^[3]およびTrusted Computing Group（TCG）TPM 2.0に準拠しています。^{[4] Intelは、} RAND-Zの条件でEPIDの知的財産をISO / IECに提供しました。Intelは、モノのインターネット（IoT）のデバイスの認証に使用するために、EPIDを業界全体の標準にすることを推奨しており、2014年12月に、その技術を広く使用できるようにサードパーティのチップメーカーにライセンス供与することを発表しました。^[5]

EPID は、直接匿名証明(DAA) アルゴリズムを拡張したものです。 ^{[6] DAA は匿名性をサポートする}デジタル署名アルゴリズムです。各エンティティが一意の公開検証キーと一意の秘密署名キーを持つ従来のデジタル署名アルゴリズムとは異なり、DAA は多数 (通常は数百万) の一意の秘密署名キーに関連付けられた共通のグループ公開検証キーを提供します。DAA は、デバイスがデバイス ID を提供せずに、外部の当事者にデバイスの種類 (およびオプションでデバイスで実行されているソフトウェア) を証明できるようにするために作成されました。つまり、どのメンバーであるかを明らかにせずに、グループの正規のメンバーであることを証明できます。EPIDは、キー自体が不明な場合でも、そのキーによって作成された署名があれば秘密キーを失効させることができるという追加のユーティリティを提供することで、DAA を拡張します。

1999 年、Pentium III はインターネット上のエンドポイントのセキュリティのために ID を作成する方法としてプロセッサ シリアル番号(PSN) を追加しました。しかし、プライバシー擁護派は特に懸念し、Intel は後のバージョンでこの機能を削除することを選択しました。 ^[7] 時間キーとグループ キーの非対称暗号化を改良して、Intel Labs はプライバシーを保護しながら PSN の利点を得る方法を研究し、標準化しました。

EPID を使用する場合、発行者、メンバー、検証者の 3 つの役割があります。発行者は、グループの各メンバーに一意の EPID 秘密キーを発行するエンティティです。メンバーは、グループのメンバーであることを証明しようとしているエンティティです。検証者は、EPID 署名をチェックして、グループの正規のメンバーであるエンティティまたはデバイスによって署名されたかどうかを確認するエンティティです。Intel による現在の使用法では、Intel Key Generation Facility が発行者、EPID キーが埋め込まれた Intel ベースの PC がメンバー、サーバー (クラウドで実行されている可能性あり) が検証者 (デバイス内の信頼できるコンポーネントと通信していることを確認したい関係者の代理) となっています。

EPID キーの発行は、発行者が EPID キーを作成してメンバーに安全に配信することによって直接行うか、または発行者が EPID 秘密キーを知らないようにブラインド化することができます。出荷前にデバイスに EPID キーを埋め込むと、デバイスが現場に到着したときに EPID が本質的に使用可能になるため、一部の用途では有利です。ブラインド プロトコルを使用して EPID キーを発行すると、発行者がデバイス内の EPID キーを知っていたかどうかについて疑問が生じることがなくなるため、一部の用途では有利です。出荷時にデバイスに 1 つの EPID キーを入れ、そのキーを使用して別の発行者に有効なデバイスであることを証明し、ブラインド発行プロトコルを使用して別の EPID キーを発行するというオプションがあります。

近年、EPID は、保護されたコンテンツのストリーミングや金融取引に使用されるプラットフォームにおけるアプリケーションの認証に使用されています。また、 2015 年に Intel がリリースしたSoftware Guard Extensions (SGX) の認証にも使用されています。プロセッサ チップによる固有のキー配布とオプションのプライバシーの利点が特に重視される IoT では、EPID が普及すると予想されます。

EPID の使用例としては、デバイスが本物のデバイスであることを証明することが挙げられます。部品が本物であることを確認したい検証者は、部品にEPID キーを使用して暗号化 nonceに署名するよう求めます。部品は nonce に署名し、EPID キーが失効していないことの証明も提供します。検証者は署名と証明の有効性を確認した後、部品が本物であることを知ることができます。EPID では、この証明は匿名でリンク不可能です。^[8]

EPID は、プラットフォームが最低限のハードウェア セキュリティを備えているため、デジタル著作権管理(DRM) で保護されたコンテンツを安全にストリーミングできることを証明するために使用できます。Intel Insiderプログラムは、権利保有者に対するプラットフォームの証明に EPID を使用します。

トランザクション用データ保護テクノロジ (DPT) は、EPID キーに基づいて、POS (販売時点管理) 端末とバックエンド サーバー間の双方向認証を行う製品です。EPID 認証に基づくハードウェア ルート オブ トラストを使用すると、POS 端末の初期アクティベーションとプロビジョニングをリモート サーバーで安全に実行できます。一般に、この方法では、暗号化キー マテリアルを無線または有線で安全にプロビジョニングするための基盤として EPID を使用できます。

IoT のセキュリティ保護のために、EPID を使用すると、プライバシーを保護しながら認証を提供できます。製造時にデバイスに配置された EPID キーは、デバイス内の他のサービス用の他のキーをプロビジョニングするのに最適です。EPID キーは、デバイスでサービスに使用できますが、これらのサービスを使用している IoT デバイスによってユーザーが追跡されることはありません。ただし、必要に応じて、アプリケーションとユーザーがトランザクションを明確に認識することを選択 (または要求) する場合は、既知のトランザクションを使用できます (金融トランザクションなど)。EPID は、永続的な ID と匿名性の両方に使用できます。永続的な ID には代替アプローチがありますが、永続的な ID を匿名の ID に変換するのは困難です。EPID は両方の要件を満たすことができ、永続性を可能にする動作モードで匿名の ID を有効にすることもできます。したがって、EPID は、予想される幅広い IoT の用途に最適です。

セキュリティとプライバシーは IoT の基盤です。IoT のセキュリティとプライバシーは Intel プロセッサだけでなく、他のチップメーカーのセンサー用プロセッサにも及ぶため、Intel は 2014 年 12 月 9 日に、モノのインターネット アプリケーション向けに EPID を他のチップメーカーに広くライセンス供与する意向を発表しました。2015 年 8 月 18 日、Intel は Microchip と Atmel への EPID のライセンス供与を共同で発表し、Intel Developers Forum で Microchip マイクロコントローラ上で EPID が動作している様子を披露しました。^[9]

^{モノのインターネットは「ネットワークのネットワーク」 [10]}として説明されており、1 つのネットワークの内部動作をピアまたは外部ネットワークに公開することは適切ではない場合があります。たとえば、冗長または予備の IoT デバイスを含むユース ケースは可用性と保守性の目標を促進しますが、さまざまなデバイスの負荷分散または交換を行うネットワーク操作は、ネットワーク コンテキスト全体でデバイスを「共有」するピアまたは外部ネットワークに反映される必要はありません。ピアは特定の種類のサービスまたはデータ構造を期待しますが、デバイスのフェイルオーバー、交換、または修理について知る必要はない可能性があります。EPID は、冗長性と可用性のために使用される同様のデバイスのグループを記述および証明する共通の公開キーまたは証明書を共有するために使用できますが、特定のデバイスの動きを追跡することはできません。多くの場合、ピア ネットワークは、複数の証明書とデバイスのライフサイクルを含むコンテキストを維持する必要がある可能性があるため、このような動きを追跡したくありません。プライバシーも考慮される場合、デバイスのメンテナンス、フェイルオーバー、負荷分散、および交換の詳細は、認証イベントを追跡することによって推測することはできません。

EPID のプライバシー保護特性により、デバイスが初めて電源を入れた直後に、IoT デバイス ID によってデバイスが IoT サービスに安全かつ自動的にオンボードされるようにすることが理想的です。基本的に、デバイスはセキュア ブートを実行し、次に何よりもまず、インターネットを介して新しい所有者がデバイスの管理に選択した IoT サービスを見つけます。この最初の通信には、EPID 認証が不可欠です。EPID 認証の結果として、デバイスと IoT サービスの間に安全なチャネルが作成されます。EPID 認証により、IoT サービスは実際の IoT デバイスと通信していることを認識します (作成された安全なチャネルを使用すると相互認証が行われ、IoT デバイスは新しい所有者が管理に選択した IoT サービスと通信していることを認識します)。トランザクションごとにキーが変わらない PKI とは異なり、EPID が使用されている場合、ネットワークに潜む敵対者は、使用されるキーによってトラフィックを確認したり相関させたりすることはできません。したがって、オンボーディングのプライバシーは保護され、攻撃者は、将来 IoT デバイスの脆弱性が発見されたときに使用するための攻撃マップを作成するためのデータを収集できなくなります。さらに、追加のキーを無線または有線で安全にプロビジョニングしたり、最新バージョンのソフトウェア (おそらく IoT サービスに固有のもの) をダウンロードしたり、デフォルトのログインを無効にして、オペレーターの介入なしに IoT デバイスを保護したりできます。

2017年10月3日、インテルは、IoTデバイスメーカーとIoTクラウドサービスがIoTデバイスをプライベートに、安全に、迅速にIoTサービスにオンボードするのを支援するソフトウェアソリューションであるIntel Secure Device Onboard ^{[11]を発表しました。その目的は、「優れたオンボーディングエクスペリエンスとエコシステム有効化ROI」のために「あらゆるデバイスをあらゆるIoTプラットフォームに」オンボードすることです。 [12] SDOからのユースケースとプロトコルは、} FIDO Alliance IoTワーキンググループ に提出されています。

• 楕円曲線デジタル署名アルゴリズム
• 楕円曲線暗号
• インターネットの匿名性の喪失
• プライバシー強化技術
• 知識の証明
• 公開鍵暗号
• 信頼できるプラットフォームモジュール

• Puri, Deepak、「IoT セキュリティ: Intel EPID が IoT デバイスの認証を簡素化」、NetworkWorld [1]、2016 年 10 月 10 日取得。
• Xiaoyu Ruan：「第5章 - 次のレベルのプライバシー：Intelの強化されたプライバシー識別（EPID）テクノロジー」、プラットフォーム組み込みセキュリティテクノロジーの公開。Apress Media、LLC、2014年。（[2]）
• E. Brickell と Jiangtao Li: 「ハードウェア認証と証明のための双線形ペアリングによる強化されたプライバシー ID」 IEEE 国際ソーシャルコンピューティング会議 / IEEE 国際プライバシー、セキュリティ、リスク、信頼会議。2010 年。[3] (IACR eprint [4])
• 取引におけるデータ保護技術 [5]
• IDF'16におけるEPIDと「0タッチ」IoTデバイスオンボーディングに関するIntelとMicrosoftのクラスビデオ[6]