Armの組み込みLinux「Mbed Linux OS」が目指すセキュアな世界：Arm最新動向報告（4）（2/3 ページ）

「Arm TechCon 2018」で発表された「Mbed」関連の最大のネタといえば、Armが提供する組み込みLinux「Mbed Linux OS」だろう。

[大原雄介，MONOist]

なぜArmが組み込みLinuxを投入するのか

　さて、説明に戻ろう。Mbed Linux OSを簡単に言うと、「Cortex-A」向けの組み込みOS「Mbed OS」になる（図1）。Mbed OSの特徴を、LinuxベースとしながらそのままCortex-Aに持ち込んだのがMbed Linux OSということだ（図2）。

図1　複雑なIoTデバイス（ゲートウェイやセンサーハブ、産業機器向け制御など）では「Cortex-A」クラスの性能が必要だが、標準的なソフトウェアプラットフォームがない、とする（クリックで拡大）

図2　実はセキュリティ以外の機能は「Mbed Client」でもある程度は実装可能である。あえてここで新規にOSを導入する理由はセキュリティとして良いだろう（クリックで拡大）

　そのMbed Linux OSのメリットは？　というのがこちら（図3）。組み込み機器向けのLinuxである「Yocto Linux」をベースとしており、すぐに取り掛かりやすいのが主な特徴とされる。ArmのIoT（モノのインターネット）プラットフォーム「Arm Pelion IoT Platform（以下、Pelion）」との融合もポイントであり、ArmからすればPelionの普及の促進もこれで見込める。

図3　接続性はともかくとして、問題はそれ以外のデバイスのサポートということになるような気もする（クリックで拡大）

　ではMbed OSとの違いは？　というのがこちらで（図4）、なんとなく順序が間違っている気はするが、ハードウェアの違いを無視してあえて比較すればこういうことになる。

図4　普通はハードウェア側で「Cortex-M」か「Cortex-A」かをまず決めるわけで、「Mbed OS」と「Mbed Linux OS」の特徴の差でどちらを使うか決めるということは普通あり得ない（クリックで拡大）

　ここで、なぜMbed Linux OSが必要かという根本の話に戻ると、セキュリティの確保が目的になっている（図5）。このためにMbed Linux OSが利用するのは「Trusted Firmware」である（図6）。Trusted Firmwareがブートローダーの「U-Boot」を起動し、その後U-BootがMbed Linux OSを起動。そしてMbed Linux OSが「Trusted Application」を起動するという形で、アプリケーションやOSが不正でないことを担保する。

図5　個々の問題に対する解決策はもちろんいろいろあるわけだが、それを個別にアプリケーション開発者が実装するのではなく「Mbed OS」の枠の中でまとめて提供しよう、という話（クリックで拡大）

図6　右下に示されている通り、黄色の箇所が“Signed by Trusted World Signing Authority”、水色の箇所が“Signed by Normal World Signing Authority”、緑いろの箇所が“Signed by Application Signing Authority”である（クリックで拡大）

　また、信頼できる実行環境（Trusted Execution Environment）の提供も必要である（図7）。またTrusted Firmwareには署名を必要とさせる（図8）とか、プログラム自身も分離を可能にする（図9）ことが求められる。

図7　これは、「U-Boot」が起動する前に「OP-TEE（Open Portable Trusted Execution Environment）」を起動し、信頼性が必要となる処理（キーとかユーザーデータを扱うもの）はOP-TEE側で分離して実行するという仕組み（クリックで拡大）

図8　不正なファームウェアが動作されることを防止するための仕組み（クリックで拡大）

図9　ここで「TrustZone」を使う以外にサンドボックスなどの方法も考えられるが、とにかく何かを用意する必要がある（クリックで拡大）