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IoT/M2Mのセキュリティ
~こんなはずじゃ!orz
になる前に知っておきたい IoT/M2M
の落とし穴~
IT&組込み技術ライター
トライアングルエレクトロニクス 代表
久保幸夫
2016/2/11 オープンハードカンファレンス 2016 Tokyo/Winter
サマリ
• IoT/M2Mシステムは、プロトタイプから、実用フェーズへ。でも、そ
の前に大事なことが“セキュリティ”。
• セキュリティと言うと、情報漏洩とかサイバー攻撃とかを思い浮かべ
ますが、“きちんとあたりまえに動く”すなわち“可用性”についても、
考慮が必要です。
• 研究室では、上手く動いても、フィールドでの実証試験や数を増
やしたときに動作しない…
特に、センサーノード(デバイス)とインターネットを接続する”要”
となる、無線や通信のトラブルは、
システムにとって致命傷となる可能性があります。
• このカンファレンスでは、 IoT/M2Mシステムのセキュリティの概要と、
“動かないコンピュータ”にならないためにも、知っておきたい
“無線や通信プロトコル”のことについて、お話をさせていただきます。
講師紹介
• 講師紹介
IT&組込み技術ライター
トライアングルエレクトロニクス 代表 久保幸夫
• 関西の大手電鉄系エンジニアリング会社勤務後、2001年にIT関連セミ
ナー講師として独立。現在は、日経BP社、電波新聞社、CQ出版社、オー
ム社など技術系の出版社で執筆や講演活動を行う。ITや組込み、エレク
トロニクス関連まで、幅広くてがける“何でも屋”。最近は、IoT/M2Mがら
みの執筆仕事や講演・講座が急増中。
• 大阪・日本橋 ROBOBAの住人
– 日本橋でんでんタウン・ロボット連絡会 監事
• 雑誌連載
– 日経ネットワーク誌 ネットワーク実験室シリーズ 2003年4月~
– 電波新聞社 電子工作マガジン 工作記事 2008年~
– オーム社 電気と工事 ネットワークQ&A 20016年4月~
• CQ出版 インタフェース誌 2007年7月~2008年7月 その他
• 日経ネットワーク
2016年1月号
• 連載100回記念
スペシャル
• 無線LANの天敵
を再確認せよ!
こんな雑誌
記事を
ぼちぼち
書いています
もちろん 電子工作も
電子工作マガジン 工作記事連載中
オーディオ工作
初心者向け
パッチン電子工作
アナログ電子工作
IEEE802.15.4
無線ラジコン
IoT/M2Mのセキュリティ
• 1 セキュリティとは?
• 2 IoT/M2Mのセキュリティ
• 3 機密性の面からIoT/M2Mを考える
• 4 完全性の面からIoT/M2Mを考える
• 5 可用性の面からIoT/M2Mを考える
• 6 まとめ
1 セキュリティとは?
• JIS Q 27002 (ISO/IEC 27002)の定義
– 機密性 (confidentiality)
• 情報へのアクセスを認められた者だけが、その情 報にアクセ
スできる状態を確保すること
– 完全性 (integrity)
• 情報が破壊、改ざん又は消去されていない状態を確保す
ること
– 可用性 (availability)
• 情報へのアクセスを認められた者が、必要時に中断す るこ
となく、情報及び関連資産にアクセスできる状態を確保す
ること
– 以上3点(CIA)を維持すること。
1 セキュリティとは?
• JIS Q 27002 (ISO/IEC 27002)の定義
– 機密性 (confidentiality)
• 情報へのアクセスを認められた者だけが、その情 報にアクセ
スできる状態を確保すること
– 完全性 (integrity)
• 情報が破壊、改ざん又は消去されていない状態を確保す
ること
– 可用性 (availability)
• 情報へのアクセスを認められた者が、必要時に中断す るこ
となく、情報及び関連資産にアクセスできる状態を確保す
ること
– 以上3点(CIA)を維持すること。
はあ?
1 セキュリティとは?
• C:機密性 (コンフィデンシャリィ)
– (見たらイケない人は)情報を見れない
• 暗号化により、イケない人が見ても意味不明
• I:完全性 (インテグリティ)
– 情報が正しく、書き換えられていないこと
• デジタル署名などにより、改ざんを検知
• A:可用性 (アベイラビリティ)
– 情報にアクセスできること
• (見ても良い人は)必要な時に、情報にアクセスできる
• 要は、いつも使えること
• 以上3点(CIA)を維持すること。
試験に出ます!!
情報セキュリティマネジメント試験
平成28年度春期試験(4月17日[日]実施)
の受験申込み、現在受付中!
http://www.jitec.ipa.go.jp
ちなみに・・・今は…
サイバーセキュリティ月間
2月1日~3月18日
IPA (独立行政法人
情報処理推進機構)
NISC(内閣サイバー
セキュリティセンター)
JNSA(NPO 日本ネット
ワークセキュリティ協会)
2 IoT/M2Mのセキュリティ
• IoT/M2M時代
なんでもかんでも、ネットにつながる時代
• やっぱ、 セキュリティ 大事だよね!
• じゃ、IoT/M2Mのセキュリティについて、3つの観
点から、見直してみよう
C 機密性 (コンフィデンシャリィ)
I 完全性 (インテグリティ)
A 可用性 (アベイラビリティ)
2 IoT/M2Mのセキュリティ
• IoT/M2Mシステムの要素
– データ
• 蓄積・分析・判断 ビッグデータ、機械学習…
– コネクタビリティ
• 無線(PAN、モバイル)、有線
– ノード(デバイス)
– センシング
– コントロール
– 実世界(リアル)
• 計測対象・制御対象
– これらが(これらの中に)情報資産があり
脅威から守るべき対象となる。
情報資産
情報資産
情報資産
情報資産 情報資産
情報資産
情報資産
情報資産
情報資産 情報資産
めっちゃ 広い!
全てカバーできる
人材っているの?
2 IoT/M2Mのセキュリティ
• IoT/M2Mシステムの要素
– データ
• 蓄積・分析・判断 ビッグデータ、機械学習…
– コネクタビリティ
• 無線(PAN、モバイル)、有線
– ノード(デバイス)
– センシング
– コントロール
– 実世界(リアル)
• 計測対象・制御対象
– これらが(これらの中に)情報資産があり
脅威から守るべき対象となる。
2 IoT/M2Mのセキュリティ
• IoT/M2Mシステムの要素
– データ
• 蓄積・分析・判断 ビッグデータ、機械学習…
– コネクタビリティ
• 無線(PAN、モバイル)、有線
– ノード(デバイス)
– センシング
– コントロール
– 実世界(リアル)
– 物理セキュリティ
• IoT/M2Mのセキュリティ
IoT/M2Mのセキュリティ
=サイバーセキュリティ+リアル世界のセキュリティ
ここの、セキュリティは、
結構注目されているような・・・
レイヤが低めの
セキュリティが、
遅れているような・・・
3 機密性の面からIoT/M2Mを考える
• みちゃイヤ!見ないで! と言う人いれば、
それを、見たい! と言う人もいる。
• 見られたくないデータが、外部に漏れたら
– 機密情報
• 企業機密
– 営業ノウハウ、顧客情報・・・
– 個人情報
• 基本的個人情報
• プライバシー
– 恥ずかしい
confidential
3 機密性の面からIoT/M2Mを考える
• こんな IoT/M2M嫌だ!
• 例
– IoT対応Bluetoothヘルスメータのデータが外部に
漏洩したら・・・
• 知らないBluetoothデバイスにペアリングしたら・・・
隣の家のヘルスメータだった・・・
• こんなの嫌だ!
• IoT/M2Mのシステムを作り、サービスを提供する
ほうも、個人情報への配慮が必要
3 機密性の面からIoT/M2Mを考える
• 個人情報が漏洩したときの代償
– 某、通信教育 会社
• 秘匿性 低
– 基本的情報
» 氏名、住所、性別、年齢・・・
– 500円の商品券/一人
– 下着メーカやエステ
• 秘匿性 高い
– 知られると超!恥ずかしい
» スリーサイズ
» エステの施術コース
– 数万円/一人
–
– 参考
• 弁護士法人みずほ中央法律事務所
– http://www.mc-law.jp/kigyohomu/9055/
3 機密性の面からIoT/M2Mを考える
• IoT/M2M時代
– 家の中、社会の隅々までセンサーノードが
– ねっとにつながる機器が増える
– ウェアラブル機器
• バイタル情報・・・
– 今まで、見えなかったことも、可視化できる
– 恥ずかしいデータも、増える
• 匿名であれば問題無し
• これが、個人を特定できるデータと、紐づけられたら・・・
– しっかりと、対策を考える必要がある
4 完全性の面からIoT/M2Mを考える
• 完全性 (インテグリティ)
– 情報が正しく、書き換えられていないこと
• デジタル署名などにより、改ざんを検知
• と、書くと
– 悪意の第三者(攻撃者)によって、
データが,“改ざん”される
• 書き換えられるのは嫌だ!
• 正しいデータがあってはずの、BigData
– じゃ、デジタル署名やMAC(メッセージ認証符号)
を使って・・・メッセージの認証を・・・
• それも大事であるが、その前に・・・
今日は、オープンハード
カンファレンスなので、
ハードの話も
4 完全性の面からIoT/M2Mを考える
そもそも、そのデータ、正確ですか?
例 Arduinoなどのマイコンに、
アナログ出力の温度センサーをつなぐ
LM35 ANALOG IN
良くある回路!
でも、正確に動きますか
温度
センサー
+5V
GND
Arduinoなどのマイコン
OUT
4 完全性の面からIoT/M2Mを考える
• IoT/M2M あるある
こんな形の
温度センサー
4 完全性の面からIoT/M2Mを考える
• そもそも、そのデータ、正確ですか?
• 動くこともあるが、
思ったように動かないことも
(精度が出ない、ずれが大きい…)
• 原因
– そもそも校正されていない
– AD変換器のインピーダンスミスマッチング
– ブレッドボートからの長い線にノイズがのる
– USB給電 PCの電源ラインからノイズ
– VCC が +5Vよりも低い
– などなど
4 完全性の面からIoT/M2Mを考える
• そもそも、そのデータ、取引に使えますか?
• 計量法
– 計量法第10条第1項は、法定計量単位により取引又
は証明における計量をする者に、正確に計量をするよう
努めることを義務づけています。この規定は、2.で後述
する特定商品以外の商品を取引する場合にも適用され
ます。 ・・・
– 詳しくは 経済産業省
– 計量法における商品量目制度の概要
» http://www.meti.go.jp/policy/economy/hyojun/te
chno_infra/14_gaiyou_ryoumoku.html
4 完全性の面からIoT/M2Mを考える
• こんなIoT/M2M嫌だ!
– 使用電力が、多く計測されるスマートメータ
• 実感よりも、消費電力が多い感じ
• 電気料金高いなあ~
– ぼったくりメータ!は嫌だ!
– 笑い話では、ありません
4 完全性の面からIoT/M2Mを考える
• 1500件を交換、東北電力のスマートメーターに不具合
• http://itpro.nikkeibp.co.jp/atcl/news/16/012100184
• 東北電力は2016年1月20日、同社が設置していたスマートメーター
の一部に不具合があったと発表した。2015年12月から設置を進める
スマートメーターの電子回路に設計ミスあり、正しく電力量を測定できな
かった。不具合があった設置済みのスマートメーターは約1500件。
• 不具合があったスマートメーターは、容量が比較的大きな250アンペ
アの契約をしている顧客向けに、東北電力が2015年10月から設置を
始めたもの。売電設備を持たない顧客で売電用の電力量が測定され
たり、顧客が使用した電力量を正確に測定できないケースがあった。
• 「スマートメーターの電子回路内にある電波のノイズを検知する機能
に、設計時から不具合があったことが原因」(東北電力の広報担当
者)という。12月末に実施した検査の際に、東北電力の社員が不具
合を発見した。
4 完全性の面からIoT/M2Mを考える
• 電気料金を高く取られるのは、嫌だし
– そんないい加減なスマートメータのメータデータをAルートを
使って取集して、 MDMS(メータデータ管理システム)
に集めたビッグデータからデータマイニングして
意味あるの?
• 大丈夫か!スマートメータ!
– 大丈夫か!スマートグリッド
– 大丈夫か!IoT/M2M
• “ビッグデータ”と、言う前に 足元固めないと
気を付けましょう! 時間の関係で
次の話へ・・・
5 可用性の面からIoT/M2Mを考える
• 可用性 (アベイラビリティ)
– 情報にアクセスできること
– (見ても良い人は)必要な時に、情報にアクセスできる
– 使って良い人は、使いたいときに、使える
• 要は、動かないコンピュータ
にならないこと!
5 可用性の面からIoT/M2Mを考える
• よくある可用性対策
– 故障、障害対策
• 信頼性設計
– バックアップ
» システムの2重化(冗長化)
– 縮退運転(フェールソフト、フォールバック)
– 災害対策
• サーバをIDCへ
• データのバックアップ
• 電源
– UPS・・・
– これも、大事 だけど・・・
…そもそも IoT/M2Mの場合
バックアップ
5 可用性の面からIoT/M2Mを考える
• その、IoT/M2Mのシステム
まともにフィールドで動作できるの?
• 例えば
– センサーノードが数個の試験環境では動作した
– 研究室の中では、正常動作が確認できた
– センサーノードが数個の環境では
• 無線も混雑しない
• トラフィックの発生も少ない
5 可用性の面からIoT/M2Mを考える
• 例えば、
– 毎時0分0秒に、データを計測して、無線で上位の
機器(サーバ)に伝送する・・・センサーノード
• 無線でのリトライがなければ、1秒動作して、後の時間は、
デープスリープで省電力
• 無線モジュールのメーカの話では、ボタン電池1個で3年間、
使用可能。
• これが、1個、2個では問題は無いと思うが・・・
5 可用性の面からIoT/M2Mを考える
• 何10、何100、何1000個・・・の
センサーノードのシステムだと???
– 毎時0分0秒に、センサーノードが一斉に無線で送信
• 電波の混雑。当然、干渉の可能性
– 送信に失敗、送信リトライ
– センサーノードのマイコンは、
すぐに、省電力モードに移行できない
» 電池の減りが速くなる
– もし、リトライが起きなかったら、バースト的な
トラフィックが発生
– 毎時0分0秒に、サーバがセンサーノードから
DoS(Denial of Service attack)攻撃受けるみたいなもの
5 可用性の面からIoT/M2Mを考える
• そのIoT/M2Mシステム
– スケーラビリティを考慮して、設計されていますか?
– 例えば、HTTP(REST)で、クラウドのWebサーバへ、
データをアップする、ネットにつながる機器
– 試験での1個、2個のノードではOK
– これが、数100、数1000になると・・・
5 可用性の面からIoT/M2Mを考える
• なぜか、IoT/M2M向けのプロトコルに、
興味にもっていただけないことが多いような…
「HTTP(REST)で、いいんじゃないの?」 的な…
• Webサービスと、相性良いし
• 一応、つながるし・・・
• スケーラビリティの面も、クラウドベースで
スケールアップ、スケールアウトで頑張れは
• M2Mは、ともかく、IoTはHTTP(REST)だね
• 別のプロトコル、覚えるのが大変
5 可用性の面からIoT/M2Mを考える
• HTTP(REST)の落とし穴
– 数バイトのデータを送るだけでも、
最低でも9個のIPパケット
• 1パケット
MACヘッダ 14バイト
IPV4ヘッダ 20バイト
TCP ヘッダ 20バイト
+
HTTPヘッダ・・・
※RFC上は、HTTP GETのURIの長さに上限なしとか
※参考にしたサイト
http://www.autoidlab.jp/wp-content/themes/Autoid2011/rgthesis/hizumi-bachelor-thesis.pdf
5 可用性の面からIoT/M2Mを考える
センサ
WEBサーバ
② 複数のノードがある場合
HTTPクライアント
センサ
センサ
・・・
HTTP
大量のパケットが集中
センサ
HTTPクライアント
HTTP TCP/IP
①HTTP(REST)ノードが1個の場合
GETリクエスト
WEBサーバ
最低9個のパケット
伝送遅延
5 可用性の面からIoT/M2Mを考える
• HTTP GET要求のパケットの例
1063バイトのパケット長
5 可用性の面からIoT/M2Mを考える
• こんなのが、せーのードン!で、数100、数1000きたら、
大変だ!
• HTTPは、どう考えても 重たすぎる
– データのアップロードには、使えても、
レスポンスを考えると、制御には使いづらい
• IoT/M2M向けの軽くて簡易なプロトコルも考えよう
• 有名どころでは
– 実績がある
• MQTT 元々IBMが考えた、M2Mプロトコル
– Representational State Transfer(REST)
じゃないとダメ、なら
• CoAP(Constrained Application Protocol)がある
WEBサーバ
大量のパケットが集中
5 可用性の面からIoT/M2Mを考える
• MQTT(MQ Telemetry Transport)
• MQはMessage Queueingとの説有
(Queでは無いとの説もあり)
– IoT/M2M向けの軽量なプロトコル
– パブリッシュ/サブスクライブ型のモデル
• メッセージを送信する側
– パブリッシャー (発行者)
• メッセージを受信する側
– サブスクライバー(購読者)
– 中継をするのが、 MQTTサーバ ブローカー
• サブスクライバー(購読者)は、
欲しいデータ(トピックス)のみ、 Subscribeできる。
– 3段階のQoSの確保が可能
– 必要に応じてSSL/TLSで暗号化できる。
5 可用性の面からIoT/M2Mを考える
• Publish/Subscribe
– Publish
• センサー側からMQTTサーバへ送信(発行)
– Subscribe
• MQTTサーバから(購読している)データを転送
• MQTTの特徴
– 相手の状況に関係なく、メッセージを送ることができる。
– サブスクライバー(購読者)側がダウン(スリープ)または、無線等
の回線がダウンしていてもパブリッシャー(発行者)は、メッセージを送
れる。
(ブローカーが保存してくれている。)
– Will(遺言)機能
• サーバはクライアントを定期的に(デフォルト60秒)にPINGで死活を監
視
• サーバがクライアントのダウンを検知すると、事前に設定しておいた、
Will(遺言)メッセージを配信
• 日経ネットワーク
2015年8月号
• IoT向けプロトコ
ルMQTTを
ラズパイで調査
せよ!
こんな
記事を書いて
みました
5 可用性の面からIoT/M2Mを考える
• MQTTを使ったIoT/M2Mシステム
温度センサ
制御対
象機器
MQTTサーバ
MQTTクライアント
MQTTクライアント
1:多の通信可能Publish
1階センサ
パブリッシャーがトピックを名を付けて、ブローカー(サーバ)にメッ
セージを発行(パブリッシュ) ブローカーは、該当しているトピック
を購読しているサブスクライバ(購読者)に、メッセージを送信
パブリッシャー
MQTT
ブローカー
サブスクライバ
(購読者)
湿度センサ
パブリッシャー
温度センサ
湿度センサ
パブリッシャー
温度センサ
湿度センサ
2階センサ
3階センサ
sensors/1f/temphumid
temperature
sensors/1f/humid
全てのトピック
を購読
1階制御機器
HVAC
2階制御機器
監視装置
5 可用性の面からIoT/M2Mを考える
• MQTTのパケットの例
MQTTのPINGで
死活を監視
全体で92バイト
MQTTのメッセージ
HTTPに比べて、オーバーヘッドが
小さく、軽いプロトコル
5 可用性の面からIoT/M2Mを考える
• MQTTの実装は簡単
– Mosquitto の例
pi@raspberrypi ~ $ mosquitto_pub -h lite.mqtt.shiguredo.jp
-u "tentenVVVF@github" -t "tentenVVVF@github/" -P
scLb1m9jhzoe6Dk6 -l –d
Client mosqpub/2412-raspberryp sending CONNECT
Client mosqpub/2412-raspberryp received CONNACK
pub1<RET>
pub2<RET>
pub3<RET>
・・・・
パブリッシャー側
pi@raspberrypi ~ $ sudo mosquitto_sub -h
lite.mqtt.shiguredo.jp -u "tentenVVVF@github" -t
"tentenVVVF@github/" -P scLb1m9jhzoe6Dk6 -d
Client mosqsub/2450-raspberryp sending CONNECT
Client mosqsub/2450-raspberryp received CONNACK
Client mosqsub/2450-raspberryp sending SUBSCRIBE
(Mid: 1, Topic: tentenVVVF@github/, QoS: 0)
Client mosqsub/2450-raspberryp received SUBACK
Subscribed (mid: 1): 0
Client mosqsub/2450-raspberryp received PUBLISH (d0,
q0, r0, m0, 'tentenVVVF@github/', ... (4 bytes))
pub1
Client mosqsub/2450-raspberryp sending PINGREQ
Client mosqsub/2450-raspberryp received PINGRESP
・・・・
pub2
・・・・
サブスクライバー側
“pub1”をパブリッシュ
mosquittoの
パブリッシュ コマンド
5 可用性の面からIoT/M2Mを考える
• CoAP(コープ)を使う方法も
• Webiop で、簡単にCoAPを使用できる
CoAPを使用して、
GPIOを制御できる
5 可用性の面からIoT/M2Mを考える
• CoAPクライアント側
CoAPクライアント側の
Raspberry Pi
Pythonで記述したスプリクト
Python2の実行環境を
( Python Shell)呼出し
5 可用性の面からIoT/M2Mを考える
from webiopi.clients import *
from time import sleep
# Create a WebIOPi client
#client = PiHttpClient("192.168.0.7")
#client = PiMixedClient("192.168.0.7")
client = PiCoapClient("192.168.0.7")
#client = PiMulticastClient()
client.setCredentials("webiopi", "raspberry")
# RPi native GPIO
gpio = NativeGPIO(client)
gpio.setFunction(25, "out")
state = True
while True:
# toggle digital state
state = not state
gpio.digitalWrite(25, state)
sleep(1)
繰り返し
1秒ごとに、GPIO25に論理1、論理0を交
互に出力
WebIOPのクライアント側で
CoAPを使う設定
汎用IOポートの25番(GPIO25)を出力
モードに設定
CoAPクライアント側のRaspberry Pi Pythonスプリクト
5 可用性の面からIoT/M2Mを考える
サーバ側の負荷や、レスポンスが気になる方は
• HTTP(REST)の代わりに、
MQTTやCoAPを使うことも、積極的に考えてみ
てください。
• もっとも・・・
TLS/SSLで暗号化すると
パケット数、データ量は増えてしまう・・・
課題もあり
5 可用性の面からIoT/M2Mを考える
• IoT/M2Mでは無線を使うシステムが多い。
• しかし…
2.4GHz帯の無線の混雑状況を考えると
正常に動作するのか?
• 2.4GHz帯の無線
– Bluetooth・BLE
(Bluetooth Low Energy)
– IEEE802.15.4/ZigBee
– 無線LAN(WiFi)
– 小電力無線
– デジタルコードレス電話
– ラジコン
– 電子レンジ
– ワイヤレスマイク
– 医療器具・・・・
電波が混雑すると、
伝送遅延
伝送エラー
回線の切断
等が発生する
事例
Bluetoothが
ペアリング
できない
• 2013年 第2回ものアプリハッカソン
129個のAP
メディアを含め100人以上の人
が集まった
ほとんどの人が、スマホ
タブレット、PCを使用
テザリングや無線ルータも使用
事例 WiFiの使用の自粛おねがい後
43個に減った!
Bluetooth
ペアリングOK!
会場の参加者に
無線LANテザリングや
無線ルータの使用の
自粛を要請した
2.4GHz(ISMバンド)の電波の解析
電波が
干渉する
ZigBeeWiFi
Bluetooth
Wi-Spy DBx & Chanalyzer
こんな
記事を書いて
みました
ネットワーク実験室
• やってみた!
無線LAN混雑時のBluetoothの実験
日経ネットワーク 2014年7月号
Bluetoothが切れる原因を
突き止めろ
2.4GHz帯無線のBluetoothへの影響
• 実験してみた
AP BT
機
器
ペアリング(接続)や
音声の伝送への影響は?
複数の2.4GHz帯の無線の通信
AP
ス
マ
ホ
Wifiテザリング
RWifiルータ
Bluetooth
AP
BT
機
器
♪
ペアリングして
接続する
♪
Bluetoothオーディオレシーバー
♪
♪
BluetoothでMP3の
音楽データを送信
するandroidスマホ
Bluetooth
オーディオレシーバー
(USBで電源を供給)
ペアリングして
接続する
Bluetooth V.3.0+EDR
A2DP V1.2
実験環境
AP
AP
AP
AP
ス
マ
ホandroid
BT
ア
ン
プ
Bluetooth
オーディオレシーバー
♪
♪
♪
WARPSTAR-ACF318 300Mbps 6ch+10ch
logitec53 450Mbps 3ch+7ch
その他のAP(外部のAP)
携帯電話会社のオフロード用APを始め
複数の無線LANが入り乱れている
Pingや
ファイルの転送
で負荷をかける
Bluetooth
♪
logitec53 11n /3ch+7 450Mbps 3ストリームMIMO
logitec66 11n /12ch 150Mbps 2ストリームMIMO
WARPSTAR-ACF318 11n /6ch+10ch 300Mbps 2ストリームMIMO
AP
logitec66 150Mbps 12ch
AP
元から設置してある
無線ブロードバンド
ルータ
130Mbps/10ch
PC_A
PC_B
PC_C
L2SW
実験2~4
実験4
実験環境
R0024382
logitec53 11n/3ch+7 450Mbps 3ストリームMIMO
logitec66 11n/12ch+8ch 300Mbps 2ストリームMIMO
WARPSTAR-ACF318 11n/6ch+10ch 300Mbps 2ストリームMIMO
3台のAPを用意
Wi-SPY
Chanalyzer
APとBluetooth
オーディオレ
シーバーの距
離は、見通し
約7~8M
Bluetooth
オーディオレシーバー
Bluetoothの邪魔
をする2.4GHz帯の
無線LANを搭載した
パソコン
Bluetoothで
音楽を送信するスマホ
(移動させて実験)
実験1 電波が空いている状態
BTが周波数ホッピングしている
Bluetoothが周波数をホッピングしながら、電
波を出している様子が、チラチラと見える
無線LANの電波が強い所は、
Bluetoothの電波が少ない(避けている)
実験2、3 APを2個追加
無線LANの隙間を縫うように狭い範囲で周波数ホッピングを行うBluetooth
実験2
実験3
特にBLEに注意!
• 実験2・3 無線LANが混雑すると
たまに、音が途切れる
• さらに、混雑させてみたら 実験4
– 接続が解除
– 再度、ペアリングもなかなかできない状態に!
• ※極端な例とも言えるが、100以上の無線LAN
アクセスポイントが、立つような状況では、あり得
る話
実験4 さらにAPを1個追加
実験4
接続が解除 ペアリングできない
特にBLEに注意!
• BLE(Bluetooth Low Energy)は、
Bluetooth(クラシックBluetooth )よりも、
無線LANの混雑の影響を受けやすい
BLE内蔵マイコンモジュール mbed
HRM1017
1 ?
• 日経ネットワーク
2015年7月号
• 電波が混雑した
環境でのBLEの接
続性を検証せ
よ!
こんな記事を
書いてみた
実験環境
R0027046
Wi-SPY+Chanalyzer(チャナライザ)で
電波解析
BLE内蔵マイコンモジュール
mbed HRM1017
https://www.switch-science.com/catalog/1755/
実験2で、邪魔をする無線LAN AP
Chanalyzer(チャナライザ)
図 実験環境
A
P
1
A
P
2
1ch+5ch 13ch BLE Windows8.1
クラシック
Bluetooth
実験2で使用
設定用PC
実験2は、無線LANの影響下でBLE
とBluetoothの接続性を確かめる
実験1では、電波が混雑していない状態
でBLEとBluetoothの接続性を確かめる
Wi-SPYで電波解析
BLEのアドバタイズチャンネル もとからある
無線LANの電波
IEEE802.11 b/g の10ch
BLEのアドバタイズチャンネル
• Bluetooth LE入門スマホにつながる低消費電力無線センサの
開発をはじめよう
• 単行本 – 2014/6/19 鄭 立 (著) より
• BLEのアドバタイズチャンネルが、無線LANのチャネルと被っている
電波が混雑した状態
1ch+5ch +13ch
電波混雑時 ペアリング失敗
• Orz… 大事なときに
無線問題の対策
• 無線LANの2.4GHz帯の電波は混雑が激しい
• 根本的対策
– サブギガ帯 920MHzなどへ移行
– 特にミッションクリティカルなシステムはサブギガ帯の使
用を考える と言っても急には無理なはなし
• 運用面
– 紹介したツールなどを使ってモニタリング
– 無線LANは5GHzに移行し、2.4GHzの使用を減らす
– 人が集まる場合、
無線LANや、 Bluetoothの使用を減らすための
お願いをする
• 特に、WiFiテザリングや無線ルータ
• 代わりに、その限りの公衆無線LANなどを用意しておく
これ大事!結構有効!
問題解決には、まず知ること
• 電波は見えないだけに やっかい
– 見えない電波を知ること
– 見えない電波を調べること
– みんなに 見えない電波 を 知ってもらうこと
• 節度をもって使えば、最高に便利なツール
• 見えないことを良いことに、
各自が好き勝手やれば、最悪なツール
• 電波の有効利用を考えて、
みんなが HAPPY になりたいものですね
その他…
IoT/M2Mのセキュリティ
=サイバーセキュリティ+リアル世界のセキュリティ
リアル世界のセキュリティ
センサーノードやネットにつながる機器のセキュリティ
装置の盗難、破壊、いたずら
誤操作、誤動作…
自然の脅威 温度、風雨、水、振動、直射日光…
動植物 鳥、獣、樹木に埋もれて発電できない
脅威は、いたるところにある
それからどうシステムを守るか
従来のITの知見だけではダメ 人材が必要
まとめ
• IoT/M2Mのセキュリティ
IoT/M2Mのセキュリティ
=サイバーセキュリティ+リアル世界のセキュリティ
– 幅広い分野での対策が必要
• 特に、通信、デバイス、フィジカル面
• 全体がわかる人がいない
– 人材育成が急務
– 機密性・完全性・可用性 に分類して整理
• 動かないコンピュータ にならないように
可用性の確保も大事
• 通信プロトコル
» HTTP(REST)以外の選択肢も
• 無線の混雑 に注意
» 運用の工夫やモニタリングも大切
ご清聴ありがとうございました
つながるだけのIoTだけじゃなく
セキュリティも確保して
ハッピーなIoT/M2Mの時代を
目指して行きましょう!
IT&組込み技術ライター
トライアングルエレクトロニクス 代表 久保幸夫
お問い合わせ
講演・執筆・IoT/M2M等の講習会
無線LANの調査等のご依頼は
Tw:@tentenV3
FB: 久保幸夫 で検索
または
http://triangle-ele.com/ のフォームから
大阪・日本橋(にっぽんばし) Roboba では
毎月 「ロボット連絡会」例会(勉強会)
を開催しております
http://roboba.jp
こっちもよろしくお願い致します
電子工作マガジン 連載中!

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