자습서: 신뢰할 수 AWS IoT Greengrass 있는 플랫폼 모듈(TPM)로 보호 - AWS IoT Greengrass

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자습서: 신뢰할 수 AWS IoT Greengrass 있는 플랫폼 모듈(TPM)로 보호

참고

이 자습서에는 TPM2 칩을 하드웨어 보안 모듈(HSM)로 사용하여 프라이빗 키와 CSR을 생성하는 방법에 대한 지침이 포함되어 있습니다. 에 사용되는 입니다사물 인증서 생성.

이 자습서에서는 PKCS#11 인터페이스를 사용하여 신뢰할 수 있는 플랫폼 모듈(TPM)로 AWS IoT Greengrass 코어 소프트웨어를 구성하여 디바이스 보안을 강화하는 방법을 보여줍니다. 이 TPM 통합은 디바이스 자격 증명 및에 연결하는 데 사용되는 프라이빗 키와 인증서를 변조 방지 하드웨어에 AWS IoT Core 안전하게 저장하여 위장 또는 기타 악의적인 활동을 위한 추출을 방지합니다.

이 통합을 완료하면 Greengrass 코어 디바이스는 ID 및 AWS IoT 서비스와의 통신에 TPM 보호 프라이빗 키를 사용합니다.

Greengrass 디바이스의 보안에 대한 자세한 내용은 섹션을 참조하세요의 보안 AWS IoT Greengrass.

사전 조건

이 자습서를 완료하려면 다음이 필요합니다.

  • TPM 2.0 하드웨어 또는 펌웨어 TPM 2.0이 있는 Linux 호환 디바이스입니다.

  • 이 자습서의 지침은 Ubuntu 24.04 LTS에 대해 정의됩니다.

  • 가 AWS CLI 설치되고 다음에 대한 권한이 구성된 개발자 시스템:

    • AWS IoT 리소스 생성 및 관리

    • IAM 역할 및 정책 생성 및 관리

  • Java 런타임 환경(JRE) 버전 8 이상이 디바이스에 설치되어 있습니다.

  • 디바이스에 설치된 다음 소프트웨어 패키지:

    • curl

    • jg

  • 디바이스에 대한 루트 또는 sudo 권한입니다.

1단계: TPM2 도구 및 종속성 설치

이 단계에서는 필요한 TPM2 소프트웨어 도구 및 라이브러리를 설치합니다.

  1. 다음 명령을 실행하여 패키지 관리자를 업데이트하고 TPM2 도구 및 종속성을 설치합니다.

    sudo apt-get update && sudo apt-get install tpm2-tools \ tpm2-abrmd \ tpm2-tss-engine-tools \ gnutls-bin \ libtpm2-pkcs11-1 \ libtpm2-pkcs11-tools \ libtpm2-pkcs11-1-dev \ python3-tpm2-pkcs11-tools \ libengine-pkcs11-openssl \ libtss2-tcti-tabrmd0
  2. OpenSSL 엔진 3을 사용하는 Ubuntu 24.04에 OpenSSL TPM2 공급자 패키지를 설치합니다.

    sudo apt-get install tpm2-openssl

2단계: PKCS#11 저장 초기화 및 슬롯 생성

  1. 데이터를 저장할 디렉터리를 생성합니다.

    sudo mkdir -p /etc/tpm2_pkcs11
  2. 스토리지 위치를 환경 변수로 설정합니다. 스토어 계층 구조에 대한 자세한 내용은 초기화를 참조하세요.

    export TPM2_PKCS11_STORE=/etc/tpm2_store
  3. 기본 객체로 TPM2 토큰을 초기화합니다.

    sudo tpm2_ptool init

    사용 가능한 옵션은 다음과 같습니다.

    hierarchy-auth HIERARCHY_AUTH

    계층 구조에 기본 객체를 추가하기 위한 권한 부여 암호입니다.

    primary-auth PRIMARY_AUTH

    기존 기본 키 객체에 대한 권한 부여 값입니다.

    기본값은 빈 인증 값입니다.

    primary-handle [PRIMARY_HANDLE]

    기존 기본 키 객체를 사용합니다.

    기본값: 0x81000001

    transient-parents

    지정된 템플릿의 임시 기본 객체를 사용합니다.

    값: tpm2-tools-default,tpm2-tools-ecc-default,tss2-engine-key

    path PATH

    스토어 디렉터리의 위치입니다. 지정된 경우 디렉터리가 있어야 합니다. 지정하지 않으면 환경 변수를 확인하여 검색을 수행합니다TPM2_PKCS11_STORE. 환경 변수가 설정되지 않은 경우를 살펴봅니다/etc/tpm2_pkcs11. 해당 디렉터리를 찾을 수 없거나 생성할 수 없는 경우 기본적으로 현재 작업 디렉터리로 설정됩니다.

3단계: 토큰 및 키 생성

  1. PKCS#11 토큰을 생성합니다.

    sudo tpm2_ptool addtoken —pid=1 —userpin=USERPIN —sopin=SOPIN —label=greengrass

    사용 가능한 옵션은 다음과 같습니다.

    --pid PID

    이 토큰과 연결할 기본 객체 ID입니다.

    --sopin SOPIN

    관리자 핀입니다. 이 핀은 객체 복구에 사용됩니다.

    --userpin USERPIN

    사용자 핀입니다. 이 핀은 객체 사용을 위한 인증에 사용됩니다.

    --label LABEL

    사용 중인 프로파일을 식별하기 위한 고유 레이블은 고유해야 합니다.

    --hierarchy-auth HIERARCHY_AUTH

  2. ECC 키 객체를 생성합니다.

    sudo tpm2_ptool addkey —algorithm=ecc256 —label=greengrass —userpin=****** —key-label=greenkey
    --label LABEL

    키를 가져오기 위한 토큰 레이블입니다.

    --key-label KEY_LABEL

    가져온 키의 레이블입니다. 기본값은 정수 값입니다.

    --id ID

    키 ID입니다. 기본값은 임의의 8바이트의 16진수입니다.

    --attr-always-authenticate

    CKA_ALWAYS_AUTHENTICATE 속성을 CK_TRUE로 설정합니다.

    --hierarchy-auth HIERARCHY_AUTH

    임시 객체에 필요한 hierarchyauth입니다.

    --sopin SOPIN

    관리자 핀입니다.

    --userpin USERPIN

    사용자 핀입니다.

    --algorithm

    {rsa1024,rsa2048,rsa3072,rsa4096,aes128,aes256,ecc224,ecc256,ecc384,ecc521,hmac:sha1,hmac:sha256,hmac:sha384,hmac:sha512}

    키의 유형입니다.

  3. 토큰에서 TPM2-TSS 객체를 내보내 인증 데이터를 캡처합니다.

    yaml_ecc0=$(sudo tpm2_ptool export —label="greengrass" —key-label="greenkey" —userpin="******")

    출력 예시:

    > echo $yaml_ecc0 object-auth: 706c1cad8a5238871b30149705255926 primary-object: auth: '' hierarchy: owner is_transient: false
    참고

    또한이 명령을 실행한 디렉터리의 TSS2 프라이빗 키인 `greenkey.pem`이라는 파일도 찾을 수 있습니다. 이를 사용하여 tpm2 openssl 공급자로 CSR을 생성합니다. TSS2 PRIVATE KEY 파일은 TPM으로 보호되며 다른 시스템에서 사용할 수 없습니다. OpenSSL을 사용하는 TSS2 키에 대한 자세한 내용은 프라이빗 또는 퍼블릭 키 저장을 참조하세요.

  4. TSS 프라이빗 키의 인증 데이터를 캡처합니다.

    auth_ecc0=$(echo "$yaml_ecc0" | grep "object-auth" | cut -d' ' -f2-)

4단계: 인증서 서명 요청(CSR) 생성

이 단계에서는 TPM2-protected 프라이빗 키를 사용하여 CSR을 생성합니다.

  1. TPM2 공급자를 사용하여 CSR을 생성합니다.

    sudo openssl req -new -provider tpm2 -provider base -key greenkey.pem -passin "pass:$auth_ecc0" -out "$H"$HOSTNAME".csr

    메시지가 표시되면 다음을 포함하여 CSR에 필요한 정보를 제공합니다.

    • 국가 이름(2자 코드)

    • 주 또는 지방 이름

    • 시 이름

    • 조직 이름

    • 조직 단위 이름

    • 일반 이름

    • 이메일 주소

    또는 무인 생성을 위한 OpenSSL 구성 파일을 제공할 수 있습니다. 자세한 내용은 OpenSSL 설명서를 참조하세요.

  2. 동일한 시스템에서 CSR을 생성하지 않는 경우 생성된 CSR을 AWS 자격 증명이 구성된 시스템에 복사합니다.

5단계: 사물 인증서 생성

AWS IoT 사물 인증서를 생성합니다. 사물 인증서를 생성하는 방법에 대한 자세한 내용은 섹션을 참조하세요사물 인증서 생성.

6단계: 사물 인증서를 TPM으로 가져오기

  1. 사물 인증서를 디바이스에 복사합니다.

  2. Greengrass 토큰에 사물 인증서를 추가합니다.

    sudo tpm2_ptool addcert --label=greengrass --key-label=greenkey device.pem.crt

    사용 가능한 옵션은 다음과 같습니다.

    --help

    이 도움말 메시지를 표시하고 종료합니다.

    --label LABEL

    제거할 프로필 레이블입니다.

    --key-label KEY_LABEL

    연결된 프라이빗 키 레이블입니다.

    --key-id KEY_ID

    16진수의 연결된 프라이빗 키 ID입니다.

    cert

    추가할 x509 PEM 인증서입니다.

7단계: PKCS#11 객체 URL 캡처

gnutls-bin 패키지에서 p11tool 제공된를 사용하여 PKCS#11 토큰 URL 및 객체 URLs 가져옵니다.

  1. Greengrass 토큰의 토큰 URL을 캡처합니다.

    TOKEN=sudo p11tool --list-token-urls | grep "token=greengrass"
  2. Greengrass 토큰의 객체 URLs을 가져옵니다. 3단계에서 사용한 것과 동일한 핀을 사용합니다.

    sudo p11tool --login --list-all "${TOKEN}"

    출력 예시:

    Token 'greengrass' with URL 'pkcs11:model=SLB9672%00%00%00%00%00%00%00%00%00;manufacturer=Infineon;serial=0000000000000000;token=greengrass' requires user PIN Enter PIN: WARNING: Needed CKA_VALUE but didn't find encrypted blob Object 0: URL: pkcs11:model=SLB9672%00%00%00%00%00%00%00%00%00;manufacturer=Infineon;serial=0000000000000000;token=greengrass;id=%39%32%37%65%61%64%61%39%31%32%35%31%61%35%37%31;object=greenkey;type=private Type: Private key (EC/ECDSA-SECP256R1) Label: greenkey Flags: CKA_PRIVATE; CKA_NEVER_EXTRACTABLE; CKA_SENSITIVE; ID: 39:32:37:65:61:64:61:39:31:32:35:31:61:35:37:31 Object 1: URL: pkcs11:model=SLB9672%00%00%00%00%00%00%00%00%00;manufacturer=Infineon;serial=0000000000000000;token=greengrass;id=%39%32%37%65%61%64%61%39%31%32%35%31%61%35%37%31;object=greenkey;type=public Type: Public key (EC/ECDSA-SECP256R1) Label: greenkey ID: 39:32:37:65:61:64:61:39:31:32:35:31:61:35:37:31 Object 2: URL: pkcs11:model=SLB9672%00%00%00%00%00%00%00%00%00;manufacturer=Infineon;serial=0000000000000000;token=greengrass;id=%39%32%37%65%61%64%61%39%31%32%35%31%61%35%37%31;object=greenkey;type=cert Type: X.509 Certificate (EC/ECDSA-SECP256R1) Expires: Fri Dec 31 18:59:59 2049 Label: greenkey ID: 39:32:37:65:61:64:61:39:31:32:35:31:61:35:37:31
  3. 프라이빗 키 및 인증서의 객체 URL을 캡처합니다.

8단계: TPM2 지원으로 Greengrass 구성 및 설치

  1. 사물 인증서를 구성합니다. 자세한 내용은 사물 인증서 구성을 참조하세요.

  2. 의 HSM에서 프라이빗 키와 인증서를 사용하여 AWS IoT Greengrass 코어 소프트웨어를 설치하는 지침을 완료합니다AWS IoT Greengrass 코어 소프트웨어 설치. 그런 다음 다음 단계에 따라 PKCS#11 인터페이스를 통해 TPM2를 활용하도록 설치를 구성합니다.

  3. PKCS#11 공급자 구성 요소가 다운로드되어 Greengrass 설치 관리자 위치에 저장되었는지 확인합니다.

  4. 텍스트 편집기를 사용하여 config.yaml 구성 파일을 생성하고 설치 관리자에 제공합니다. 예를 들어 Linux 기반 시스템에서 다음 명령을 실행하여 GNUnano를 사용하여 파일을 생성할 수 있습니다.

    nano GreengrassInstaller/config.yaml
  5. 다음 YAML 내용을 파일에 복사합니다. 이 부분 구성 파일은 시스템 파라미터, Greengrass nucleus 파라미터 및 PKCS#11 공급자 파라미터를 지정합니다.

    --- system: certificateFilePath: "pkcs11:model=SW%20%20%20TPM%00%00%00%00%00%00%00%00;manufacturer=IBM;serial=0000000000000000;token=greengrass;id=%34%35;object=greenkey;type=cert" privateKeyPath: "pkcs11:model=SW%20%20%20TPM%00%00%00%00%00%00%00%00;manufacturer=IBM;serial=0000000000000000;token=greengrass;id=%34%35;object=greenkey;type=private" rootCaPath: "/greengrass/v2/AmazonRootCA1.pem" rootpath: "/greengrass/v2" thingName: "myThing" services: aws.greengrass.Nucleus: componentType: "NUCLEUS" version: "2.14.0" configuration: awsRegion: "us-east-1" iotRoleAlias: "GreengrassCoreTokenExchangeRoleAlias" iotDataEndpoint: "device-data-prefix-ats.iot.us-west-2.amazonaws.com" iotCredEndpoint: "device-credentials-prefix.credentials.iot.us-west-2.amazonaws.com" aws.greengrass.crypto.Pkcs11Provider: configuration: name: "tpm2_pkcs11" library: "/usr/lib/x86_64-linux-gnu/pkcs11/libtpm2_pkcs11.so" slot: 1 userPin: "123456"
  6. 설치에 특정한 파라미터로 파일을 편집합니다.

    1. 7단계에서 캡처한 PKCS#11 URL certificateFilePath privateKeyPath을 사용하여 certificateFilePath 및 privateKeyPath를 업데이트합니다.

    2. 엔드포인트를 기반으로 iotDataEndpoint 및 iotCredEndpoint를 업데이트합니다 AWS IoT .

    3. aws.greengrass.crypto.Pkcs11Provider 구성에서 플랫폼을 기반으로 라이브러리를 업데이트합니다.

      참고

      표시된 예제는 X86_64용입니다. 파일 경로는 ARM64 디바이스와 유사합니다.

  7. 에서 Greengrass 설치 단계를 완료합니다AWS IoT Greengrass 코어 소프트웨어 설치.

9단계: 설치 확인

이 단계에서는 Greengrass가 TPM2 통합을 통해 제대로 실행되고 있는지 확인합니다.

  1. Greengrass 서비스 상태를 확인합니다.

    sudo systemctl status greengrass.service
  2. Greengrass 로그를 보고 오류가 없는지 확인합니다.

    sudo tail -f /greengrass/v2/logs/greengrass.log
  3. 디바이스가 AWS IoT 콘솔에 연결된 것으로 나타나는지 확인합니다.

    1. AWS IoT Greengrass 콘솔에 로그인합니다.

    2. 관리에서 Greengrass 디바이스를 확장하고 코어 디바이스를 선택합니다.

    3. 디바이스가 연결되어 있는지 확인합니다. 디바이스 상태가 연결HEALTHY되었는지 표시됩니다. 자세한 내용은 Greengrass 코어 디바이스 상태 확인 단원을 참조하십시오.

문제 해결

TPM2-enabled Greengrass 디바이스를 설정하거나 작동하는 동안 문제가 발생하면 다음 문제 해결 단계를 시도하세요.

  • 기본 Greengrass 로그 파일을 확인합니다.

    sudo tail -f /greengrass/v2/logs/greengrass.log
  • PKCS#11 공급자 구성을 확인합니다.

    sudo cat /greengrass/v2/config/effectiveConfig.yaml
  • TPM2 서비스가 실행 중인지 확인합니다.

    sudo systemctl status tpm2-abrmd.service
  • TPM2 키에 액세스할 수 있는지 확인합니다.

    sudo pkcs11-tool —module /usr/lib/x86_64-linux-gnu/pkcs11/libtpm2_pkcs11.so -l -p 123456 —list-objects
  • Clevis 또는 systemd-cryptenroll과 같은 TPM2 스토리지 루트 키를 사용한 전체 디스크 암호화로 OS를 설정한 경우 이러한 도구에서 사용하는 것과 동일한 영구 핸들을 사용하고 있지 않은지 확인합니다. 동일한 영구 핸들을 사용하면 디스크 암호화 메커니즘에 영향을 미칠 수 있습니다. 생성 및 사용된 영구 핸들을 모두 확인하려면 다음 명령을 실행합니다.

    sudo tpm2_getcap handles-persistent

다음 단계

이제 Greengrass 코어 디바이스를 TPM2와 성공적으로 통합했으므로 다음을 수행할 수 있습니다.

Greengrass 디바이스의 보안에 대한 자세한 내용은 섹션을 참조하세요의 보안 AWS IoT Greengrass.