隨著越來越多的設備接入互聯網,從手機、網關、服務器,到智能家居、汽車、大型機械,連接到網絡空間的設備或“物”的數量將遠遠超過人類,隨之而來的物聯網(Internet of Things,IoT)安全也日益重要。今天,我們就來看一下國際標準ISO/IEC 11889所定義的可信平臺模塊(TPM)是如何在樹莓派平臺上為微軟Azure IoT Hub云服務提供設備接入身份安全性的。
樹莓派具有電腦的所有基本功能,由于其低成本、模塊化和開放的特性,以及微型的外觀與無限創意的可能性,已經成為當前計算機教育領域應用最為廣泛的平臺之一。利用樹莓派平臺,可以很方便地開發搭建出非常豐富的輕量級AIoT終端應用。
樹莓派應用環境準備
應用環境包括:已成為流行ARM CPU嵌入式方案的樹莓派開發平臺;Windows10 IoT Core操作系統;TPM2.0可信模塊,提供全球一致的安全性;微軟Azure IoT Hub云服務,為物聯網設備提供可靠的服務端數據存儲等服務。這些基本上都是行業主流技術應用平臺。
1, 樹莓派3,Raspberry Pi 3Model B;
2, Windows 10 IoT Core操作系統,步驟按照微軟教程說的Step-by-Step;
3, TPM 2.0樹莓派模塊,這里以國民技術Z32H330TC芯片模塊為例;
4, 微軟Azure IoT Hub云服務。

系統配置過程
系統加電運行后,登錄Windows10 IoT設備管理界面,赫然發現TPM Configuration。點擊進去發現這是一個TPM管理的界面,Windows IoT Core需要初始化TPM。
從下拉列標準中選擇相應的TPM進行安裝,這次我們當然選擇“I2C Discrete NationZ TPM on I2C1”,之后點擊Install進行安裝。

當系統重新啟動之后,再次進入TPM Configuration界面,我們看到Windows10 IoT系統發現了國民技術的TPM模組,并且由TPM創建了10個不同的邏輯Device ID,可以向10個不同的服務商注冊設備身份。重點在于提供了針對于Microsoft Azure IoT Hub物聯網云服務的設備接入身份的配置界面,可以用于:
1, 填寫服務商的服務訪問URL;
2, 填寫在服務商注冊的設備身份的標識;
3, 服務商提供給設備商的保護密鑰。
當你點擊Save之后,這些信息全部由TPM保護存儲,這個過程一般是在IoT設備生產線上完成。自此物聯網設備與云服務之間的接入身份驗證基于HMAC密碼算法,設備端的計算在TPM中進行,服務端對計算結果進行驗證,確認接入設備身份。那些針對物聯網設備身份的假冒,對于物聯網設備的釣魚都不好使了。
自此,TPM基于Windows IoT Core接入Azure IoT Hub云服務的物聯網設備身份應用,基本上是即插即用的,充分實現了物理硬件安全,以及端到云的物聯網設備身份應用。
TPM芯片是AIoT身份的理想安全載體
或許有人會問“用其他類型的安全芯片可以嗎?”——答案是肯定的。Azure IoTHub的設備身份認證協議是公開的,任何安全芯片都可以實現此類應用。但是,能夠將應用充分簡化,并提供物聯網終端操作系統In-Box支持的,除了TPM,恐怕沒有其他的了。如果采用其他安全芯片,則需要自己解決安全芯片選型、芯片安全固件、操作系統驅動、配置初始化軟件、云端接入安全協議、云端安全認證機制等等一系列的麻煩。在可用和好用之間,大家都會有自己明智的選擇。
既然ISO/IEC 11889 TPM2.0芯片作為物聯網身份On board Credential如此簡單好用,那就趕快行動吧!
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