하드웨어 보안, IIoT에서 변조방지·신속출시·강력보호로 제조·운송·유틸리티 선도

산업 자동화는 2019년 IoT 환경에서 가장 큰 지출 부문이 될 것으로 예상됩니다. 모든 제조사에게 중요한 질문은: 이러한 시스템을 네트워크에 연결하는 디바이스의 신뢰성을 어떻게 보장할 것인가입니다. 이 기사는 하드웨어 기반 보안이 IIoT에 가장 신뢰할 수 있는 솔루션으로 부상하는 이유를 살펴봅니다. 강력한 보호뿐만 아니라 더 빠른 시장 출시, 더 큰 확장성, 향상된 제조 유연성도 제공하기 때문입니다.

시장 전망 및 위협 증가

IDC 최신 예측에 따르면 제조, 운송, 유틸리티가 올해 IoT 투자를 주도할 것입니다. 글로벌 지출은 7,450억 달러에 달할 것으로 예상되며, 이산형 제조(1,190억), 공정 제조(780억), 운송(710억), 유틸리티(610억)가 선두입니다. 제조사는 운영 간소화와 생산 자산 관리에, 운송 부문은 예산의 절반 이상을 화물 모니터링에, 유틸리티는 전력, 가스, 물 스마트 그리드 기술을 우선시합니다.

하드웨어 조달은 2,500억 달러에 달할 전망이며, 주로 모듈과 센서에 2,000억 달러 이상이 투입됩니다. 이 시장이 확대됨에 따라 사이버 공격의 위협 표면도 함께 커집니다. 시스템 통합업체는 하드웨어와 소프트웨어 옵션을 저울질하며 보안 기술을 신속하게 배포해야 합니다. 결정적 요소는 종종 각 접근법의 취약성 프로필입니다.

소프트웨어 vs 하드웨어 보안

소프트웨어 솔루션은 본질적으로 더 노출되어 있습니다. 공격자는 코드를 분석하여 약점을 찾을 수 있습니다. 반면 하드웨어 보안 칩은 변조 저항성을 위해 설계되어 암호화된 메모리, 내결함성, 보호된 코드 실행을 특징으로 합니다. 이러한 하드웨어에서 소프트웨어가 실행되면 읽기, 복사, 변조로부터 보호되는 차폐된 환경을 상속받습니다.

표준이 말하는 것

주요 업계 표준(IEC 62443, NIST, 산업 인터넷 컨소시엄 IIC)은 최고 보증 수준에 하드웨어 보안을 의무화합니다. NIST의 '플랫폼 펌웨어 복원력 가이드라인'은 신뢰의 뿌리(RoT)와 신뢰의 사슬(CoT)이 호스트 프로세서에서 실행되는 모든 소프트웨어로부터의 변조를 견뎌야 함을 강조합니다. 가이드라인은 호스트 소프트웨어에서 플랫폼 펌웨어로 전달되는 모든 데이터를 신뢰할 수 없는 것으로 취급해야 한다고 명시합니다.

RoT는 산업 제어 시스템의 복원력 기반을 형성하고 신뢰의 사슬을 고정합니다. 각 후속 구성요소는 RoT가 확립한 신뢰를 보존하기 위해 협력하여 디바이스 업데이트 같은 보안 기능을 가능하게 합니다. 작업을 완료한 후 RoT나 CoT는 권한을 포기하거나 더 낮은 신뢰 요소에 제어를 넘길 수 있습니다.

RoT가 중요한 보안 기능을 수행하므로 설계 시부터 안전해야 합니다. RoT에 대한 신뢰는 철저한 공격 표면 분석과 효과적인 완화에 달려 있습니다. 벤더는 RoT를 불변으로 만들거나 업데이트 적용 전 변경 사항의 무결성과 진위성을 검증하여 RoT를 보호해야 합니다. RoT는 종종 더 높은 권한 수준의 격리된 환경에서 작동하거나 잠재적 수정 노출 전에 기능을 완료합니다.

보안 이상의 가치 제공

Infineon Technologies 수석 수석 엔지니어 Steve Hanna는 하드웨어 보안이 가장 복원력 있을 뿐만 아니라 추가 가치를 제공하는 이유를 설명합니다. "하드웨어 기반 보안은 변조 저항성, 가속화된 시장 출시, 확장성, 성능을 제공합니다. 또한 공급망 전반에 걸친 도난과 위조로부터 보호합니다."라고 말합니다. 독립 연구소에서 엄격하게 테스트되고 국제 기구에서 인증된 전용 보안 칩은 암호화 연산을 수행하여 설계를 단순화하고 구현 시간을 수개월에서 수주로 단축합니다.

IoT 보안 재단 이사이자 Secure Thingz CEO인 Haydn Povey는 불변 부트 경로의 중요성을 강조합니다. "하드웨어는 신뢰의 뿌리, 감사 가능성, 알려진 양호한 상태를 강제할 수 있는 보안 엔클레이브에 필요한 제어를 제공합니다."라고 언급합니다. 그는 실리콘 벤더가 웨이퍼 레벨에서 대량으로 보안 요소를 프로비저닝할 수 있고, Arrow 같은 유통업체가 소량 배치에 대해 보안 키를 프로그래밍하여 신뢰할 수 있는 생태계를 형성할 수 있다고 덧붙입니다.

Infineon의 Hanna는 즉시 사용 가능한 인증된 보안 칩으로 설계자가 디바이스 인증, 공급업체 키 보호, 기타 신뢰 기능을 최소한의 노력으로 임베딩할 수 있다고 강조합니다. 이는 가파른 IIoT 보안 학습 곡선을 고려할 때 특히 가치 있습니다.

확장성, 성능, 제조 유연성

2019년 IIoT 채택이 가속화됨에 따라 시장 출시 시간과 확장성이 중요해집니다. 하드웨어 보안 모듈은 다양한 성능, 보안, 플랫폼 요구사항에 맞게 조정되어 단일 디스크리트 컨트롤러로 전체 제품 포트폴리오를 보호할 수 있습니다. 여러 디바이스에서 일관된 보안 구현은 고객과 규제 당국 모두의 신뢰를 높입니다.

보안 추가는 디바이스 성능과 전력 소비에 영향을 줄 수 있습니다. 하드웨어 솔루션은 안전한 스토리지와 암호화 계산에서 뛰어납니다. 변조 방지 칩은 보호된 환경에서 단일 패스로 키 연산을 실행하는 반면, 소프트웨어 구현은 여러 난독화 단계를 요구하여 성능을 저하시키고 전력 사용을 증가시킬 수 있습니다.

공급망 보안은 또 다른 주요 관심사입니다. 디바이스는 고유한 키 쌍(공개 및 비공개)을 받아 신원과 접근 권리를 확립합니다. 제조나 배송 중 비공개 키가 가로채지면 위조 디바이스가 네트워크에 침투할 수 있습니다. 하드웨어 보안 칩은 가치 사슬 전반에 걸친 추적성을 제공하여 각 단계에서 진위성 검증을 가능하게 하고 위조 위험을 줄입니다.

결국 Hanna는 하드웨어 보안이 IIoT 디바이스와 시스템에 상당한 이점을 제공한다고 주장합니다. "공격자가 접근하더라도 칩의 연산을 쉽게 해독할 수 없습니다. 우리 기술은 취약점을 찾거나 악용하는 것을 극도로 어렵게 만듭니다."라고 말합니다.