하드웨어 보안 통합 - AWS IoT Greengrass

하드웨어 보안 통합

참고

이 기능은 Greengrass nucleus 구성 요소의 v2.5.3 이상에서 사용할 수 있습니다. AWS IoT Greengrass는 현재 Windows 코어 디바이스에서 이 기능을 지원하지 않습니다.

PKCS#11 인터페이스를 통해 HSM(하드웨어 보안 모듈)을 사용하도록 AWS IoT Greengrass 코어 소프트웨어를 구성할 수 있습니다. 이 기능을 사용하면 디바이스의 프라이빗 키와 인증서를 소프트웨어에 노출되거나 복제되지 않도록 안전하게 저장할 수 있습니다. 프라이빗 키와 인증서를 HSM 또는 TPM(Trusted Platform Module)과 같은 하드웨어 모듈에 저장할 수 있습니다.

AWS IoT Greengrass 코어 소프트웨어는 프라이빗 키와 X.509 인증서를 사용하여 AWS IoT 및 AWS IoT Greengrass 서비스에 대한 연결을 인증합니다. 보안 암호 관리자 구성 요소는 이 프라이빗 키를 사용하여 Greengrass 코어 디바이스에 배포하는 보안 암호를 안전하게 암호화 및 복호화합니다. HSM을 사용하도록 코어 디바이스를 구성하면 이러한 구성 요소는 HSM에 저장한 프라이빗 키와 인증서를 사용합니다.

Moquette MQTT 브로커 구성 요소 또한 로컬 MQTT 서버 인증서의 프라이빗 키를 저장합니다. 이 구성 요소는 구성 요소의 작업 폴더에 있는 디바이스의 파일 시스템에 프라이빗 키를 저장합니다. 현재 AWS IoT Greengrass에서 이 프라이빗 키 또는 인증서를 HSM에 저장하는 것은 지원되지 않습니다.

작은 정보

AWS 파트너 디바이스 카탈로그에서 이 기능을 지원하는 디바이스를 검색하세요.

요구 사항

Greengrass 코어 디바이스에서 HSM을 사용하려면 다음과 같은 요구 사항을 충족해야 합니다.

  • Greengrass nucleus v2.5.3 이상이 코어 디바이스에 설치되어야 합니다. 코어 디바이스에 AWS IoT Greengrass 코어 소프트웨어를 설치할 때 호환되는 버전을 선택할 수 있습니다.

  • PKCS#11 공급자 구성 요소가 코어 디바이스에 설치되어야 합니다. 코어 디바이스에 AWS IoT Greengrass 코어 소프트웨어를 설치할 때 이 구성 요소를 다운로드하고 설치할 수 있습니다.

  • PKCS#1 v1.5 서명 체계와 RSA-2048 키 크기(또는 그 이상) 또는 ECC 키를 사용하는 RSA 키가 지원되는 하드웨어 보안 모듈.

    참고

    ECC 키와 함께 하드웨어 보안 모듈을 사용하려면 Greengrass nucleus v2.5.6 이상을 사용해야 합니다.

    하드웨어 보안 모듈 및 보안 암호 관리자를 사용하려면 RSA 키가 있는 하드웨어 보안 모듈을 사용해야 합니다.

  • AWS IoT Greengrass 코어 소프트웨어가 런타임에서 로드(libdl 사용)하여 PKCS#11 함수를 간접적으로 호출할 수 있는 PKCS#11 공급자 라이브러리. PKCS#11 공급자 라이브러리는 다음 PKCS#11 API 작업을 구현해야 합니다.

    • C_Initialize

    • C_Finalize

    • C_GetSlotList

    • C_GetSlotInfo

    • C_GetTokenInfo

    • C_OpenSession

    • C_GetSessionInfo

    • C_CloseSession

    • C_Login

    • C_Logout

    • C_GetAttributeValue

    • C_FindObjectsInit

    • C_FindObjects

    • C_FindObjectsFinal

    • C_DecryptInit

    • C_Decrypt

    • C_DecryptUpdate

    • C_DecryptFinal

    • C_SignInit

    • C_Sign

    • C_SignUpdate

    • C_SignFinal

    • C_GetMechanismList

    • C_GetMechanismInfo

    • C_GetInfo

    • C_GetFunctionList

  • 하드웨어 모듈은 PKCS#11 사양에 정의된 것처럼 슬롯 레이블로 확인할 수 있어야 합니다.

  • 프라이빗 키와 인증서를 동일한 슬롯의 HSM에 저장해야 하고, HSM이 객체 ID를 지원하는 경우 동일한 객체 레이블과 객체 ID를 사용해야 합니다.

  • 인증서와 프라이빗 키는 객체 레이블로 확인할 수 있어야 합니다.

  • 프라이빗 키에 다음 권한이 있어야 합니다.

    • sign

    • decrypt

  • (선택 사항) 보안 암호 관리자 구성 요소를 사용하려면 버전 2.1.0 이상을 사용해야 하며, 프라이빗 키에 다음 권한이 있어야 합니다.

    • unwrap

    • wrap

하드웨어 보안 모범 사례

Greengrass 코어 디바이스에서 하드웨어 보안을 구성할 때 다음 모범 사례를 고려하세요.

  • 내부 하드웨어 난수 생성기를 사용하여 HSM에서 직접 프라이빗 키를 생성합니다. 프라이빗 키는 HSM 내에 유지되므로 이 접근 방식은 다른 곳에서 생성한 프라이빗 키를 가져오는 것보다 더 안전합니다.

  • 변경이 불가능하고 내보내기를 금지하도록 프라이빗 키를 구성합니다.

  • HSM 하드웨어 공급업체에서 하드웨어 보호 프라이빗 키를 사용하여 CSR(인증서 서명 요청)을 생성하는 데 권장하는 프로비저닝 도구를 사용하고, AWS IoT 콘솔 또는 API를 사용하여 클라이언트 인증서를 생성합니다.

참고

HSM에서 프라이빗 키를 생성할 때에는 키 교체 관련 모범 사례가 적용되지 않습니다.

하드웨어 보안이 적용된 AWS IoT Greengrass 코어 소프트웨어 설치

AWS IoT Greengrass 코어 소프트웨어를 설치할 때 HSM에서 생성한 프라이빗 키를 사용하도록 구성할 수 있습니다. 이 접근 방식은 보안 모범 사례를 따라 HSM에서 프라이빗 키를 생성하므로 프라이빗 키가 HSM 내에 유지됩니다.

하드웨어 보안이 적용된 AWS IoT Greengrass 코어 소프트웨어를 설치하려면 다음을 수행합니다.

  1. HSM에서 프라이빗 키를 생성합니다.

  2. 프라이빗 키에서 CSR(인증서 서명 요청)을 생성합니다.

  3. CSR에서 인증서를 생성합니다. AWS IoT 또는 다른 루트 CA(인증 기관)에서 서명한 인증서를 생성할 수 있습니다. 다른 루트 CA를 사용하는 방법에 대한 자세한 내용은 AWS IoT Core 개발자 안내서자체 클라이언트 인증서 생성을 참조하세요.

  4. AWS IoT 인증서를 다운로드하고 HSM으로 가져옵니다.

  5. PKCS#11 공급자 구성 요소와 HSM의 프라이빗 키 및 인증서를 사용하도록 지정하는 구성 파일에서 AWS IoT Greengrass 코어 소프트웨어를 설치합니다.

다음 설치 옵션 중 하나를 선택하여 하드웨어 보안이 적용된 AWS IoT Greengrass 코어 소프트웨어를 설치할 수 있습니다.

현재 AWS IoT Greengrass는 자동 리소스 프로비저닝 또는 AWS IoT 플릿 프로비저닝을 사용하여 설치할 때 하드웨어 보안이 적용된 AWS IoT Greengrass 코어 소프트웨어 설치를 지원하지 않습니다.

기존 코어 디바이스에서 하드웨어 보안 구성

코어 디바이스의 프라이빗 키와 인증서를 HSM으로 가져와 하드웨어 보안을 구성할 수 있습니다.

고려 사항
  • 코어 디바이스의 파일 시스템에 대한 루트 액세스 권한이 있어야 합니다.

  • 이 절차에서는 AWS IoT Greengrass 코어 소프트웨어를 종료하므로 하드웨어 보안을 구성하는 동안 코어 디바이스가 오프라인 상태이면서 사용할 수 없습니다.

기존 코어 디바이스에서 하드웨어 보안을 구성하려면 다음을 수행합니다.

  1. HSM을 초기화합니다.

  2. PKCS#11 공급자 구성 요소를 코어 디바이스에 배포합니다.

  3. AWS IoT Greengrass 코어 소프트웨어를 중지합니다.

  4. 코어 디바이스의 프라이빗 키와 인증서를 HSM으로 가져옵니다.

  5. AWS IoT Greengrass 코어 소프트웨어의 구성 파일을 업데이트하여 HSM의 프라이빗 키와 인증서를 사용합니다.

  6. AWS IoT Greengrass 코어 소프트웨어를 시작합니다.

1단계: 하드웨어 보안 모듈 초기화

다음 단계를 완료하여 코어 디바이스에서 HSM을 초기화합니다.

하드웨어 보안 모듈 초기화
  • HSM에서 PKCS#11 토큰을 초기화하고, 토큰의 슬롯 ID와 사용자 PIN을 저장합니다. HSM의 설명서를 확인하여 토큰을 초기화하는 방법을 알아보세요. 나중에 PKCS#11 공급자 구성 요소를 배포 및 구성할 때 슬롯 ID와 사용자 PIN을 사용합니다.

2단계: PKCS#11 공급자 구성 요소 배포

다음 단계를 완료하여 PKCS#11 공급자 구성 요소를 배포 및 구성합니다. 구성 요소를 하나 이상의 코어 디바이스에 배포할 수 있습니다.

  1. AWS IoT Greengrass 콘솔 탐색 메뉴에서 구성 요소를 선택합니다.

  2. 구성 요소 페이지의 퍼블릭 구성 요소 탭을 선택한 다음 aws.greengrass.crypto.Pkcs11Provider를 선택합니다.

  3. aws.greengrass.crypto.Pkcs11Provider 페이지에서 배포를 선택합니다.

  4. 배포에 추가에서 수정할 기존 배포를 선택하거나 새 배포 생성을 선택하고 다음을 선택합니다.

  5. 새 배포 생성을 선택한 경우 배포의 대상 코어 디바이스 또는 사물 그룹을 선택합니다. 대상 지정 페이지의 배포 대상 에서 코어 디바이스 또는 사물 그룹을 선택하고 다음을 선택합니다.

  6. 구성 요소 선택 페이지의 퍼블릭 구성 요소에서 aws.greengrass.crypto.Pkcs11Provider를 선택하고 다음을 선택합니다.

  7. 구성 요소 구성 페이지에서 aws.greengrass.crypto.Pkcs11Provider를 선택하고 다음을 수행합니다.

    1. 구성 요소 구성을 선택합니다.

    2. 구성 aws.greengrass.crypto.Pkcs11Provider 모달에서 구성 업데이트 아래의 병합할 구성에 다음 구성 업데이트를 입력합니다. 다음 구성 파라미터를 대상 코어 디바이스의 값으로 업데이트합니다. 앞서 PKCS#11 토큰을 초기화한 슬롯 ID와 사용자 PIN을 지정합니다. 나중에 프라이빗 키와 인증서를 HSM의 이 슬롯으로 가져옵니다.

      name

      PKCS#11 구성의 이름입니다.

      library

      AWS IoT Greengrass 코어 소프트웨어가 libdl로 로드할 수 있는 PKCS#11 구현 라이브러리의 절대 파일 경로입니다.

      slot

      프라이빗 키와 디바이스 인증서가 포함된 슬롯의 ID입니다. 이 값은 슬롯 인덱스 또는 슬롯 레이블과 다릅니다.

      userPin

      슬롯 액세스에 사용할 사용자 PIN입니다.

      { "name": "softhsm_pkcs11", "library": "/usr/lib/softhsm/libsofthsm2.so", "slot": 1, "userPin": "1234" }
    3. 확인을 선택하여 모달을 닫고 다음을 선택합니다.

  8. 고급 설정 구성 페이지에서 기본 구성 설정을 유지하고 다음을 선택합니다.

  9. 검토 페이지에서 배포를 선택합니다.

    배포를 완료하는 데 1분 정도 걸릴 수 있습니다.

PKCS#11 공급자 구성 요소를 배포하려면 components 객체에 aws.greengrass.crypto.Pkcs11Provider를 포함하는 배포 문서를 생성하고 구성 요소에 대한 구성 업데이트를 지정합니다. 배포 만들기의 지침에 따라 새 배포를 생성하거나 기존 배포를 수정합니다.

다음 예제 부분 배포 문서를 통해 PKCS#11 공급자 구성 요소를 배포하고 구성하도록 지정합니다. 다음 구성 파라미터를 대상 코어 디바이스의 값으로 업데이트합니다. 프라이빗 키와 인증서를 HSM으로 가져올 때 나중에 사용할 슬롯 ID와 사용자 PIN을 저장합니다.

name

PKCS#11 구성의 이름입니다.

library

AWS IoT Greengrass 코어 소프트웨어가 libdl로 로드할 수 있는 PKCS#11 구현 라이브러리의 절대 파일 경로입니다.

slot

프라이빗 키와 디바이스 인증서가 포함된 슬롯의 ID입니다. 이 값은 슬롯 인덱스 또는 슬롯 레이블과 다릅니다.

userPin

슬롯 액세스에 사용할 사용자 PIN입니다.

{ "name": "softhsm_pkcs11", "library": "/usr/lib/softhsm/libsofthsm2.so", "slot": 1, "userPin": "1234" }
{ ..., "components": { ..., "aws.greengrass.crypto.Pkcs11Provider": { "componentVersion": "2.0.0", "configurationUpdate": { "merge": "{\"name\":\"softhsm_pkcs11\",\"library\":\"/usr/lib/softhsm/libsofthsm2.so\",\"slot\":1,\"userPin\":\"1234\"}" } } } }

배포를 완료하는 데 몇 분 정도 걸릴 수 있습니다. AWS IoT Greengrass 서비스를 사용하여 배포 상태를 확인할 수 있습니다. AWS IoT Greengrass 코어 소프트웨어 로그를 확인하여 PKCS#11 공급자 구성 요소가 성공적으로 배포되었는지 확인할 수 있습니다. 자세한 내용은 다음 자료를 참조하세요.

배포에 실패하면 각 코어 디바이스에서 배포 문제를 해결할 수 있습니다. 자세한 내용은 AWS IoT Greengrass V2 문제 해결 단원을 참조하십시오.

3단계: 코어 디바이스에서 구성 업데이트

AWS IoT Greengrass 코어 소프트웨어는 디바이스의 작동 방식을 지정하는 구성 파일을 사용합니다. 이 구성 파일에는 디바이스가 AWS 클라우드에 연결하는 데 사용하는 프라이빗 키와 인증서를 찾을 수 있는 위치가 포함됩니다. 다음 단계를 완료하여 코어 디바이스의 프라이빗 키 및 인증서를 HSM으로 가져오고 HSM을 사용하도록 구성 파일을 업데이트합니다.

하드웨어 보안을 사용하도록 코어 디바이스의 구성 업데이트
  1. AWS IoT Greengrass 코어 소프트웨어를 중지합니다. systemd를 사용하여 AWS IoT Greengrass 코어 소프트웨어를 시스템 서비스로 구성한 경우 다음 명령을 실행하여 소프트웨어를 중지할 수 있습니다.

    sudo systemctl stop greengrass.service
  2. 코어 디바이스의 프라이빗 키 및 인증서 파일을 찾습니다.

    • 자동 프로비저닝 또는 플릿 프로비저닝을 사용하여 AWS IoT Greengrass 코어 소프트웨어를 설치한 경우 프라이빗 키는 /greengrass/v2/privKey.key에 있고, 인증서는 /greengrass/v2/thingCert.crt에 있습니다.

    • 수동 프로비저닝을 사용하여 AWS IoT Greengrass 코어 소프트웨어를 설치한 경우 프라이빗 키는 기본적으로 /greengrass/v2/private.pem.key에 있고, 인증서는 기본적으로 /greengrass/v2/device.pem.crt에 있습니다.

    /greengrass/v2/config/effectiveConfig.yamlsystem.privateKeyPathsystem.certificateFilePath 속성을 확인하여 이러한 파일의 위치를 찾을 수도 있습니다.

  3. 프라이빗 키와 인증서를 HSM으로 가져옵니다. 프라이빗 키와 인증서를 가져오는 방법을 알아보려면 HSM 설명서를 확인하세요. 앞서 PKCS#11 토큰을 초기화한 슬롯 ID와 사용자 PIN을 사용하여 프라이빗 키와 인증서를 가져옵니다. 프라이빗 키와 인증서에 동일한 객체 레이블과 객체 ID를 사용해야 합니다. 각 파일을 가져올 때 지정한 객체 레이블을 저장합니다. AWS IoT Greengrass 코어 소프트웨어 구성을 업데이트하여 HSM의 프라이빗 키와 인증서를 사용할 때 이 레이블을 사용합니다.

  4. AWS IoT Greengrass 코어 구성을 업데이트하여 HSM의 프라이빗 키와 인증서를 사용합니다. 구성을 업데이트하려면 AWS IoT Greengrass 코어 구성 파일을 수정하고 업데이트된 구성 파일로 AWS IoT Greengrass 코어 소프트웨어를 실행하여 새 구성을 적용합니다.

    다음을 따릅니다.

    1. AWS IoT Greengrass 코어 구성 파일의 백업을 생성합니다. 하드웨어 보안을 구성할 때 문제가 발생하면 이 백업을 사용하여 코어 디바이스를 복원할 수 있습니다.

      sudo cp /greengrass/v2/config/effectiveConfig.yaml ~/ggc-config-backup.yaml
    2. 텍스트 편집기에서 AWS IoT Greengrass 코어 구성 파일을 엽니다. 예를 들어 다음 명령을 실행하여 GNU nano를 사용해 파일을 편집할 수 있습니다. /greengrass/v2를 Greengrass 루트 폴더의 경로로 바꿉니다.

      sudo nano /greengrass/v2/config/effectiveConfig.yaml
    3. system.privateKeyPath의 값을 HSM의 프라이빗 키에 대한 PKCS#11 URI로 바꿉니다. iotdevicekey를 앞서 프라이빗 키와 인증서를 가져온 객체 레이블로 바꿉니다.

      pkcs11:object=iotdevicekey;type=private
    4. system.certificateFilePath의 값을 HSM의 인증서에 대한 PKCS#11 URI로 바꿉니다. iotdevicekey를 앞서 프라이빗 키와 인증서를 가져온 객체 레이블로 바꿉니다.

      pkcs11:object=iotdevicekey;type=cert

    이 단계를 완료한 후 AWS IoT Greengrass 코어 구성 파일의 system 속성은 다음 예제와 비슷해야 합니다.

    system: certificateFilePath: "pkcs11:object=iotdevicekey;type=cert" privateKeyPath: "pkcs11:object=iotdevicekey;type=private" rootCaPath: "/greengrass/v2/rootCA.pem" rootpath: "/greengrass/v2" thingName: "MyGreengrassCore"
  5. 업데이트된 effectiveConfig.yaml 파일에 구성을 적용합니다. --init-config 파라미터로 Greengrass.jar을 실행하여 effectiveConfig.yaml에 구성을 적용합니다. /greengrass/v2를 Greengrass 루트 폴더의 경로로 바꿉니다.

    sudo java -Droot="/greengrass/v2" \ -jar /greengrass/v2/alts/current/distro/lib/Greengrass.jar \ --start false \ --init-config /greengrass/v2/config/effectiveConfig.yaml
  6. AWS IoT Greengrass 코어 소프트웨어를 시작합니다. systemd를 사용하여 AWS IoT Greengrass 코어 소프트웨어를 시스템 서비스로 구성한 경우 다음 명령을 실행하여 소프트웨어를 시작할 수 있습니다.

    sudo systemctl start greengrass.service

    자세한 내용은 AWS IoT Greengrass 코어 소프트웨어 실행 단원을 참조하십시오.

  7. AWS IoT Greengrass 코어 소프트웨어 로그를 확인하여 소프트웨어가 시작되고 AWS 클라우드에 연결되어 있는지 확인합니다. AWS IoT Greengrass 코어 소프트웨어는 프라이빗 키와 인증서를 사용하여 AWS IoT 및 AWS IoT Greengrass 서비스에 연결합니다.

    sudo tail -f /greengrass/v2/logs/greengrass.log

    다음 INFO 수준 로그 메시지는 AWS IoT Greengrass 코어 소프트웨어가 AWS IoT 및 AWS IoT Greengrass 서비스에 성공적으로 연결되었음을 나타냅니다.

    2021-12-06T22:47:53.702Z [INFO] (Thread-3) com.aws.greengrass.mqttclient.AwsIotMqttClient: Successfully connected to AWS IoT Core. {clientId=MyGreengrassCore5, sessionPresent=false}
  8. (선택 사항) AWS IoT Greengrass 코어 소프트웨어가 HSM의 프라이빗 키 및 인증서로 작동하는지 확인한 후 디바이스의 파일 시스템에서 프라이빗 키 및 인증서 파일을 삭제합니다. 다음 명령을 실행하고 파일 경로를 프라이빗 키 및 인증서 파일의 경로로 바꿉니다.

    sudo rm /greengrass/v2/privKey.key sudo rm /greengrass/v2/thingCert.crt

PKCS#11 지원 기능이 없는 하드웨어 사용

PKCS#11 라이브러리는 일반적으로 하드웨어 공급업체가 제공하고 오픈 소스입니다. 예를 들어, 표준 호환 하드웨어(예: TPM1.2)를 사용하면 기존 오픈 소스 소프트웨어를 사용할 수 있습니다. 그러나 하드웨어에 해당하는 PKCS#11 라이브러리 구현이 없는 경우 또는 사용자 지정 PKCS#11 공급자를 쓰려는 경우 통합과 관련해 궁금한 점이 있으면 Amazon Web Services Enterprise Support 담당자에게 문의해야 합니다.

다음 사항도 참조하세요.