プラットフォーム ファームウェアのレジリエンス: データセンターを基盤から保護する方法

ニレシュ バドデカール (インフィニオン テクノロジーズ)

データセンターは現代のデジタル インフラの基盤となっていますが、最も重要なセキュリティ層の1つが依然として危険なほど露出したままです。システム初期化からハードウェア構成まであらゆるものを制御するプラットフォーム ファームウェアは、高度なサイバー攻撃の標的となるケースが増えています。ファームウェアへの侵害が成功すると検出が困難で、再起動後も残存し、攻撃者に最も機密性の高いシステムへの永続的な低レベル アクセスを許す可能性があります。AI主導のワークロードがデータセンターの信頼性にこれまで以上の要求を突き付ける中、プラットフォーム ファームウェアのセキュリティ確保はもはや選択肢ではなく、不可欠です。

NIST SP800-193が重要な理由

米国国立標準技術研究所 (NIST) は、プラットフォーム ファームウェアのレジリエンス (PFR) を実現するためのフレームワークであるSP800-193規格によって、この脅威に対処しました。この規格は、相互に関連する3つの原則に基づいて構築されています。

  • 保護: ハードウェアによる強制メカニズムにより、暗号化検証と安全なストレージを通じて、UEFI BIOSおよびBMCファームウェアの不正な変更を防止します。
  • 検出: 暗号ハッシュ検証によるリアルタイムの異常検知により、起動プロセス中または起動後の不正な変更を運用者に通知します。
  • 復旧: 改ざんが検出されると、システムはセキュア メモリに保存された信頼できる「ゴールデン」イメージへシームレスにロールバックし、手動介入なしで通常動作を復元します。

これら3つの柱により、データセンター運用者は、ファームウェア ベースの攻撃が深刻化する前に封じ込めるための体系的な方法を得られます。

セキュア ブートと計測ブート: 相補的な防御

NIST SP800-193準拠の中核となるのは、2つの技術です。セキュア ブートは、コードが実行される前に、ハードウェア ルート オブ トラスト (HRoT) からUEFIイメージ、OSローダーに至るまで、ブート チェーン内のすべてのコンポーネントを暗号学的に検証します。コンポーネントの検証に失敗した場合、システムは停止し、復旧が開始されます。

計測ブートは異なる仕組みで動作します。実行をブロックするのではなく、ファームウェアとブート コンポーネントの暗号ハッシュ値をTrusted Platform Module (TPM) に記録します。これらの測定値は、管理者が事後に確認して異常を特定できる監査可能なアテステーション ログを形成します。

この2つのアプローチは互いに補完し合うように設計されています。セキュア ブートは脅威を入口で阻止し、計測ブートは通過するすべてを記録します。これらを組み合わせることで、能動的な悪用と事後監査の両方に対応する多層防御を実現できます。

Secured boot and measured boot: complementary defenses

図1: セキュアフラッシュを使用したセキュアブートの実現

セキュアNORフラッシュ メモリの重要な役割

NISTの3つの柱すべてをハードウェアで実装するには、シリコン レベルでセキュリティを強制できるメモリ コンポーネントが必要です。セキュアNOR フラッシュ メモリは、ハードウェア ルート オブ トラストを提供し、すべての読み取り操作でリアルタイムの暗号検証を実行してtime-of-check time-of-use (TOCTOU) 攻撃を防止し、復旧イメージ用の保護パーティションを維持します。 重要な点として、このハードウェア統合型アプローチにより、FPGAなどの別個の高価なコンポーネントは不要になります。

Figure 2: Achieving platform firmware resiliency using secured NOR Flash

図2: セキュアNORフラッシュを使用したプラットフォーム ファームウェア レジリエンスの実現

インフィニオンの統合ソリューション

当社は、NIST SP800-193の要件スタック全体に対応する検証済みソリューションを構築しました。当社のSEMPER™ Secure NOR フラッシュ メモリは、ハードウェアによるファームウェア保護、リアルタイムの整合性検証、合理化された復旧機能を、単一コンポーネントで提供します。InsydeH2O UEFI BIOS (トラステッド ブート、セキュア ブート、計測ブートの各機能をカバー) およびSupervyse OPF OpenBMCファームウェアと組み合わせることで、電源投入からOSロードまでのブート シーケンスのすべての段階をカバーします。システム設計者は、複数の未検証ベンダーのセキュリティ層を統合することなく、エンドツーエンドのファームウェア整合性を実現できます。

ファームウェアからデータセンターを保護

プラットフォームファームウェアは、現代のデータセンターにおいて、最も標的とされやすく、かつ最も目に見えにくい攻撃対象領域の一つです。NIST SP800-193フレームワークは設計図を提供します。インフィニオンのSEMPER™ Secure NOR フラッシュは、InsydeH2O UEFI BIOSおよびSupervyse OPF OpenBMCファームウェアとともに、検証済みの実装を提供します。セキュリティは後付けではなく、基盤に組み込まれるべきものです。

SEMPER™ Secure NOR フラッシュの製品ラインアップをご確認いただき、次の設計のセキュリティ確保については、メモリ ソリューションズ チームにご相談ください。