Hur kan vi använda PKI för att lösa IoT-utmaningar?

Public Key Infrastructure (PKI) är ett system av roller, policyer och tekniker som krävs för att skapa, hantera, lagra och återkalla digitala certifikat och publika nycklar för kryptering . För att autentisera identifieringen av användare, enheter eller tjänster utfärdas dessa digitala certifikat. Förekomsten av IoT-prylar (Internet of Things) i våra dagliga liv ökar, från industrimaskiner till smarta hushållsapparater.

Samtidigt ökar efterfrågan på säker kommunikation i takt med att fler och fler enheter är anslutna till internet. Ett sätt att möta denna växande efterfrågan är genom användning av PKI (Public Key Infrastructure). Eftersom PKI möjliggör säker kommunikation och enhetsautentisering för anslutna enheter kan det användas för att hantera en mängd olika problem gällande sakernas internet (IoT).

IoT-enheter är ofta enkla sensorer och aktuatorer med betydande resursbegränsningar. För att kunna delta i en PKI måste de ha mekanismer för initial registrering (dvs. att erhålla det första certifikatet och nyckelparet), återregistrering och certifikatverifiering.

Medan antalet IoT-enheter växer i tiotals miljarder omkring oss, där en person är ansluten till i genomsnitt 3 enheter vardera, är det inte konstigt att vi står inför flera problem och utmaningar gällande IoT. Vi kan effektivt använda PKI för att hantera dem.

En allmän översikt över processen, hur vi kan använda PKI för att lösa IoT-utmaningar

1. Identifiera säkerhetsutmaningarna

   Det första steget i att använda PKI för att lösa IoT-problem är att identifiera de specifika säkerhetsutmaningar som din IoT-implementering står inför. Detta kan inkludera problem som enhetsautentisering, säker kommunikation, enhetshantering och efterlevnad av regelverk.

   Detta är ett avgörande steg eftersom det hjälper dig att avgöra vilken PKI-lösning som passar bäst för din IoT-distribution, och vilka specifika PKI-funktioner du behöver implementera för att hantera dessa utmaningar.

2. Välj en PKI-lösning

   När säkerhetsutmaningarna har identifierats måste du välja en PKI-lösning som är lämplig för din IoT-distribution. Flera PKI-lösningar finns tillgängliga, inklusive kommersiella, öppen källkod och specialbyggda lösningar. Det är viktigt att välja en lösning som är kompatibel med dina enheter och din nätverksinfrastruktur, och som tillhandahåller de funktioner du behöver för att hantera dina specifika säkerhetsutmaningar.

3. Konfigurera PKI-infrastrukturen

   Nästa steg är att konfigurera PKI-infrastrukturen , vilket vanligtvis inkluderar att skapa och konfigurera certifikatutfärdaren (CA ), utfärda digitala certifikat till enheter och servrar, och konfigurera enheterna och servrarna för att använda PKI-infrastrukturen. Detta steg kan innebära att konfigurera hårdvara, till exempel en fysisk server eller virtuell maskin som värd för CA:n, och konfigurera programvara, till exempel själva CA-programvaran.

4. Konfigurera enhetsautentisering

   Att konfigurera enhetsautentisering är nästa steg efter att PKI-infrastrukturen har konfigurerats. Detta innebär normalt att varje enhet utfärdas med ett särskilt digitalt certifikat som kan användas för att autentisera enhetens identitet när den försöker ansluta till ett nätverk eller system. Detta steg kan också innebära att konfigurera nödvändiga förtroendeanslutningar mellan servrarna, enheterna och CA:n, samt att konfigurera enheterna och servrarna för att använda digitala certifikat för enhetsautentisering.

5. Konfigurera säker kommunikation

   När enhetsautentisering har konfigurerats är nästa steg att konfigurera säker kommunikation mellan enheter. Detta innebär vanligtvis att digitala certifikat används för att kryptera kommunikationen mellan enheter för att säkerställa att endast auktoriserade enheter kan läsa kommunikationen.

6. Konfigurera enhetshantering

   Nästa steg är att konfigurera enhetshantering. Detta innebär vanligtvis att använda digitala certifikat för att autentisera enhetshanteringsservern, vilket säkerställer att endast auktoriserade servrar kan komma åt och administrera enheterna. Det inkluderar också att säkerställa att endast auktoriserade programuppdateringar kan installeras på enheterna, vilket minskar risken för att skadlig programvara eller annan skadlig programvara installeras.

7. Övervaka och underhålla PKI-infrastrukturen

   När PKI-infrastrukturen är konfigurerad och i drift är det avgörande att övervaka den för eventuella problem och hantera den så att den fortsätter att fungera som avsett. Detta innebär att regelbundet tillämpa de senaste säkerhetsuppdateringarna på datorer och servrar, hålla utkik efter säkerhetsintrång och återkalla eller ersätta eventuella komprometterade digitala certifikat.

8. Compliance

   Om IoT-enheter hanterar känslig information och enheten behöver följa regler som HIPAA, GDPR etc. är det viktigt att föra register över PKI-infrastrukturens konfiguration, de utfärdade digitala certifikaten och de enheter som har åtkomst till nätverket, för att visa att reglerna följs. Detta inkluderar att hålla reda på enheter, certifikat och andra komponenter i PKI-infrastrukturen , och att säkerställa att alla nödvändiga efterlevnadsdokument är i ordning.

Några av IoT-utmaningarna och hur PKI kan användas för att hantera dem förklaras kortfattat nedan.

Enhetsautentisering

Att se till att endast auktoriserade enheter är anslutna till ett nätverk eller system är en av de största svårigheterna för IoT. IoT-applikationer är ganska mångsidiga, och antalet smarta enheter i vår miljö ökar dramatiskt.

Dessa tillämpningar inkluderar smarta städer, smarta hem och till och med smart sjukvård, vilket kräver ett betydande antal sammankopplade enheter – tiotals miljarder, för att vara exakt. Att veta vem som har behörighet att skicka och ta emot data är avgörande eftersom mycket data skickas och tas emot via internet. På grund av begränsningar i IoT-resurser är typiska kommunikationsprotokoll ineffektiva för IoT-system.

PKI kan användas för att autentisera IoT-enheter genom att utfärda unika digitala certifikat till varje enhet. När en enhet försöker ansluta till ett nätverk eller system kan dessa certifikat användas för att bekräfta enhetens identifiering.

Processen fungerar genom att enheten tillhandahåller sitt certifikat till nätverket eller systemet, som sedan verifierar certifikatets äkthet genom att kontrollera det mot en betrodd certifikatutfärdare (CA). Enheten ges åtkomst till nätverket eller systemet efter att certifikatet har validerats. Detta säkerställer att endast tillåtna enheter kan ansluta till nätverket och hindrar obehöriga enheter från att göra det.

Säker kommunikation

De anslutna enheterna i IoT är mottagliga för attacker från andra enheter. En angripare kan snabbt skada alla andra anslutna enheter i ett hemnätverk, till exempel om de lyckas komma åt bara en enhet i nätverket. Potentialen för en man-in-the-middle-attack (MitM) är en av de mest betydande riskerna som osäker kommunikation medför.

Om din enhet inte använder säkra krypterings- och autentiseringsprotokoll kan hackare enkelt utföra MitM-attacker för att kompromettera en uppdateringsprocedur och få kontroll över din enhet.

PKI kan användas för att säkra IoT-kommunikation genom att kryptera kommunikationen mellan enheter. Detta kan göras genom att låta enheter erhålla och förnya digitala X.509-certifikat som används för att kryptera kommunikationen, vilket säkerställer att endast auktoriserade enheter kan läsa kommunikationen.

För utrustning som medicintekniska produkter eller industriella maskiner som hanterar känsliga data är detta oerhört viktigt. För att säkra patientinformation kan en medicinteknisk produkt till exempel använda PKI för att kryptera kommunikationen mellan enheten och sjukhusets elektroniska patientjournalsystem (EHR).

Nätverkssäkerhet

Nätverksbaserade attacker kan användas för att utnyttja IoT-enheter. Nätverksanslutna enheter ökar en organisations operativa effektivitet och synlighet, men de utgör också allvarliga säkerhetshot och ökar attackytan. Nätverket berör all data och alla arbetsbelastningar efter att enheterna anslutit till det.

Hackare kan använda den här tekniken för att kompromettera system och data i nätverket. Enheterna ansluter till nätverket och nätverket berör all data och arbetsbelastning. Hackare kan använda den här tekniken för att kompromettera system och data i nätverket.

PKI kan användas för att säkra kommunikationen mellan enheterna och nätverket genom att kryptera informationen och säkra nätverkets kommunikationskanal med digitala certifikat. Detta bidrar till att säkerställa att informationen är skyddad under överföring och att den endast är tillgänglig för auktoriserade enheter.

Nätverkssäkerheten underlättas av PKI, som styr utfärdandet av digitala certifikat för att skydda känsliga data och även erbjuder distinkta digitala identiteter för säker end-to-end-kommunikation. Nätverkssäkerheten underlättas av PKI, som styr utfärdandet av digitala certifikat för att skydda känsliga data och även erbjuder distinkta digitala identiteter för säker end-to-end-kommunikation.

OTA-uppdateringar (over-the-air)

När IoT-enheter väl är integrerade kräver de konstant underhåll och uppdateringar för att förbli sofistikerade och tillförlitliga över tid. IoT-enheter används ofta ute i fält och är svåra att nå för programuppgraderingar och underhåll. Därför underhålls IoT-enheter med hjälp av OTA-uppdateringar (Over-The-Air). Alla uppdateringar som distribueras och driftsätts trådlöst kallas OTA-uppdateringar.

PKI kan användas för att säkerställa äktheten och integriteten hos OTA-uppdateringar, för att förhindra obehöriga uppdateringar och för att garantera att enhetens programvara är autentisk. PKI kan användas för att kryptera kommunikationskanalen mellan enheten och uppdateringsservern och för att signera firmware-avbildningar. Genom att göra detta kan enheten bekräfta uppdateringens äkthet och endast acceptera uppdateringar från tillförlitliga källor.

Slutsats

Sammanfattningsvis är Public Key Infrastructure (PKI) ett viktigt system som kan användas för att möta den växande efterfrågan på säker kommunikation och enhetsautentisering i sakernas internet (IoT). Genom att identifiera specifika säkerhetsutmaningar, välja en lämplig PKI-lösning, konfigurera PKI-infrastrukturen, konfigurera enhetsautentisering, säker kommunikation, enhetshantering, övervaka och underhålla PKI-infrastrukturen och säkerställa efterlevnad av regelverk.

PKI kan bidra till att säkerställa att endast auktoriserade enheter är anslutna till ett nätverk eller system, och att kommunikationen mellan dessa enheter är säker. I takt med att antalet anslutna enheter fortsätter att växa kommer PKI att spela en allt viktigare roll för att hantera säkerhetsutmaningarna med IoT.