無線アップデート

スマートフォン、タブレット、その他のデバイスにおける無線アップデートとは、インターネット経由でデバイスにダウンロードされるファームウェアまたはオペレーティングシステムのアップデートのことです。以前は、ユーザーはこれらのデバイスをUSBケーブルでコンピュータに接続してアップデートを実行する必要がありました。これらのアップデートでは、機能の追加、セキュリティ脆弱性の修正、ソフトウェアのバグ修正などが行われる場合があります。主要なモバイルオペレーティングシステムはiOSとAndroidの2つです。

iOS 5で、iOS は無線アップデートのサポートを獲得しました。^{[ 9 ]} iOS のアップデートは Apple によって独占的に配信されるため、広く利用可能で、比較的高い普及率を実現しています。iOS のメジャーリリースは、通常、リリース後数か月以内に iPhone の 60% ～ 70% にインストールされます。^{[ 10 ] [ 11 ] [ 12 ]}

Android の OTA アップデートはデバイスに依存しており、Google ではなくデバイスメーカーや場合によってはワイヤレスキャリアによって配信されます。^{[ 13 ]}このため、アップデートの提供状況が不安定になり、Android の断片化につながっています。^{[ 11 ] [ 12 ]}過去には、断片化によって、ユーザーの携帯電話で最新のソフトウェアフレームワークが安定して利用できないため、Android 用のサードパーティ アプリの開発が複雑になり、 ^{[ 14 ]}セキュリティ アップデートの配信が遅れることでセキュリティ上の懸念が生じました。^{[ 15 ]} Google は、2017 年のProject Trebleによって Android の断片化を軽減しました。Project Trebleでは、OEM が各バージョンのハードウェア ドライバを再テストする必要なく OS アップデートをリリースできます。^{[ 13 ] [ 16 ]}また、2019 年の Project Mainline では、Google が Android コンポーネントを更新し^{[ 16 ]} 、 Play ストアを通じてセキュリティ パッチを配信できます^{[ 17 ]}。完全な OS アップデートは必要ありません。^{[ 16 ]} Project Mainline は、OTA アップデートの配信における仲介者の役割を大幅に低下させます。^{[ 18 ] [ 17 ]} Android 8.0以降、Android OTAアップデートはA/Bパーティション方式を採用しており、アップデートはバックグラウンドで2番目の（「B」）パーティションにインストールされ、電話機は次回の再起動時にそのパーティションに切り替わるため、アップデートのインストールにかかる時間が短縮されます。^{[ 19 ]}

Windows PhoneのOTAアップデートは通常、NokiaなどのOEMメーカー、場合によっては通信事業者によって配信されていました。Microsoft Mobileとラベル付けされたWindows Phoneデバイス向けのOTAアップデートは、通常Microsoftによって配信されていました。

自動車は、車載エンターテインメントシステム、ナビゲーションマップ、テレマティクス制御ユニット、または電子制御ユニット（自動車の動作の大部分を担う車載コンピュータ）のOTAアップデートをサポートできます。^{[ 20 ]}自動車では、テレマティクス制御ユニットがアップデートのダウンロードとインストールを担当し、^{[ 4 ]} OTAアップデートはスマートフォンなどの携帯電話ネットワークを介してダウンロードされます。OTAアップデートのインストール中は、自動車を運転することはできません。アップデートの前に、自動車はアップデートが正規のものであることを確認し、アップデートが完了すると、影響を受けるすべてのシステムの整合性を確認します。^{[ 20 ]}

OTA アップデートにはいくつかの利点があります。過去には、フォルクスワーゲンは車の排出ガス制御ソフトウェアの問題を修正するために 1,100 万台の車両をリコールする必要がありました。また、他のメーカーも、ブレーキやエアバッグに影響を与えるソフトウェアのバグのためにリコールを実施し、影響を受けたすべての顧客がディーラーに出向いてアップデートを受け取る必要がありました。OTA アップデートがあれば、ディーラーを経由する必要がなくなり、メーカーの保証コストが削減され、顧客のダウンタイムが短縮されます。OTA アップデートにより、メーカーは潜在的な新機能やバグ修正をより迅速に展開できるため、市場での車の競争力が高まり、消費者向けの製品改善のペースが速くなります。たとえば、OTA アップデートは、車の運転支援システムを改善し、車の安全性を向上させることができます。^{[ 5 ] : 138–139 [ 20 ]}

しかし、OTAアップデートはハッカーにとって新たな攻撃経路となる可能性もある。アップデートプロセスにおけるセキュリティ脆弱性を悪用して、ハッカーが遠隔操作で車両を制御する可能性があるからだ。過去にハッカーはこうした脆弱性を発見しており、多くの自動車メーカーは脆弱性開示プログラム（バグ報奨金プログラムとも呼ばれる）を導入することで対応してきた。[ 20 ^{] [ 21 ] OTAアップデート}特有の攻撃経路には、「なりすまし、改ざん、否認攻撃、情報漏洩、サービス拒否攻撃」 、「リプレイ攻撃」、および「権限昇格攻撃」などがある。例えば、ハッカーが進行中のアップデートを妨害することに成功し（「フラッシュ失敗」と呼ばれる）、車両のコンピュータシステムを破損させ、後々車両が誤作動を起こす可能性がある。また、「任意のフラッシュ」というシナリオでは、ハッカーが車両を騙して悪意のあるOTAアップデートをインストールさせる。^{[ 5 ]： 141-142}

無線センサーネットワークやモノのインターネット（IoT）といった新しい概念では、ネットワークは数百または数千のノードで構成されており、OTAは新たな方向へと進んでいます。OTAは初めて非免許周波数帯（868  MHz、900  MHz、2400 MHz）を使用し、 802.15.4やZigbee などのプロトコルを使用して低消費電力かつ低データレートで伝送されます。^{[ 22 ]}

センサーノードは、遠隔地やアクセスが困難な場所に設置されることが多い。例えば、LibeliumはZigbee WSNデバイス向けにOTAプログラミングシステムを実装している。このシステムにより、物理的なアクセスを必要とせずにファームウェアのアップグレードが可能になり、ノードの再プログラミングが必要な場合に時間とコストを節約できる。^{[ 23 ]}

OTAは、ケーブルモデムなど、他の量産型家電製品で使用されているファームウェア配信方法と似ています。ケーブルモデムはTFTPを使用してリモートで新しいプログラムを受信するため、デバイスの所有者とユーザーの両方がメンテナンスに費やす時間を削減できます。

無線環境では、無線プロビジョニング（OTAP）も利用可能です（ただし、セキュリティ上の理由からデフォルトでは無効になっています）。OTAPを使用すると、アクセスポイント（AP）はコントローラのIPアドレスを検出できます。有効にすると、コントローラは他のAPに対し、無線リソース管理パケット（RRM）に追加情報を含めるように指示します。この情報は、新しいアクセスポイントがコントローラを学習するのに役立ちます。ただし、この情報は平文で送信されるため、傍受される危険性があります。そのため、デフォルトでは無効になっています。

無線プロビジョニング(OTAP) は、携帯電話ネットワーク事業者が携帯電話 (業界用語ではクライアントまたはモバイルステーションと呼ばれる) をリモートでプロビジョニングし、 SIM カードに保存されている携帯電話ネットワーク設定を更新できる OTA 更新の一形態です。これは、電話の電源が入っている間はいつでも実行できます。無線パラメータ管理(OTAPA) という用語は同義です。^{[ 24 ] [ 25 ]} OTA プロビジョニングにより、携帯電話ネットワーク事業者がネットワークに変更を加えた場合でも、携帯電話は適切に構成されたままになります。また、WAP (モバイル Webの初期形態)、MMSメッセージング、セルラーデータ(アクセス ポイント名の構成が必要) など、特定の機能にアクセスするために必要な設定で電話を構成します。

類似の用語である無線サービスプロビジョニング(OTASP) は、電話機の無線初期プロビジョニング (「アクティベーション」) を具体的に指します。アクティベーション中、携帯電話機には電話番号、モバイル識別番号、システム IDなどのパラメータがプロビジョニングされ、セルラーネットワークへの初期アクセスが許可されます。OTASP は、無線アクティベーションまたは無線ブートストラップと呼ばれることもあります。OTA ブートストラップの代替手段は SIM ブートストラップで、電話機はSIM カードに保存されているネットワーク設定を読み取ります。SIM ブートストラップには制限があります。SIM カードに保存されている設定は、SIM が製造されてから使用されるまでの間に古くなってしまう可能性があります。また、一部の電話機 (およびその他のセルラークライアント機器) は SIM カードを使用しません。^{[ 25 ] [ 26 ]}

さまざまな標準化団体がOTAプロビジョニング標準を発行しています。2001年にWAP ForumはWAP Client Provisioning標準を公開しました。Open Mobile AllianceがWAP Forumを吸収合併した後、この標準はOMA Client Provisioning（OMA CP）として知られるようになりました。OMA CPでは、携帯電話ネットワークから送信される「目に見えない」SMSメッセージによって電話機がプロビジョニングされ、必要な設定が含まれています。OMA CPに続いて、SMSベースのプロビジョニングの異なる形式（「OMA Push」と呼ばれる）を使用する新しい標準であるOMA Device Management（OMA DM）が登場しました。OMA DMセッションは常にクライアントによって開始されます。「目に見えない」SMSには構成設定は含まれておらず、代わりに電話機（「DMクライアント」）にDMサーバー（携帯電話ネットワークプロバイダーによって運営されている）に接続するように指示します。接続されると、DMサーバーはクライアントに構成コマンドを送信します。^{[ 26 ]}