HTTPS化(マイコンＨＴＴＰサーバー)

最終更新日：2024/6/19
作成日：2021/4/7

※2022年12月22日　ブラウザに登録されたリンクが　HTTPS://　と置き換わってしまうのでマイコンのWebServerもHTTPS対策が必要です。

monoist 2018年09月18日の記事で『組み込み技術者向けTLS1.3基礎解説（前編）：まずはSSL/TLSについて知ろう』と云うのがあります。IoTデバイスでもセキュア化は必然の流れのようです。

マイコンにWebserverを構築したときもHTTPS化が出来るのか？結論的には出来るようです。

クライアントブラウザに重要な情報を入力させサーバにpostするような仕組みが使われていた場合、気にしておくべきです。
Localだから大丈夫という考えがどこまで通用するのか判りませんが、方法論だけは検討しておきたいです。

W5500にはsecureボードがあります。

W5500 Ethernet Shield Sと云うボードです。内部にMS1000というセキュアCHIPが搭載されていてSSL化された事になるようです。

ESP32のライブラリにははじめからSSL化に付いてのサンプルスケッチがありました。
STM32もSSL出来るライブラリがあるようです。

https://github.com/khoih-prog/EthernetWebServer_SSL_STM32
に登録されているライブラリはBluePill＋W5500で実現出来るライブラリのようです。
2022年12月22日　ブラウザに登録されたリンクが　HTTPS://　と置き換わってしまうのでマイコンのWebServerもHTTPS対策が必要です。

Braveブラウザで　http://192.168.0.199/　というローカルのNTPd／WebServerにアクセスしたところ、Braveのカレントページに登録されました。このときURLは httpｓ://192.168.0.199/　と置き換わってしまい、そのまま実行すると　ERR_CONNECTION_REFUSED　となります。当然、手動で　http://192.168.0.199/　と修正すれば期待通りの表示となります。
つまりマイコンもWebServer側でHTTPS対策が必要なのだと感じました。
外部サーバにアクセスするのは問題があるので、鍵処理の出来るChip追加で実現したいです。MS1000というチップが安直に利用できるといいのですが、、、

2023年1月19日　Arduino-PicoのExampleを久しぶりに漁っていたところ、BearSSL_serverというExampleスケッチを見つけました。作者はEarle F. Philhower, III氏です。期待できます。ちょっと調査します。

まずExampleに掲載されていたコメントを解釈しますと、
シンプルな HTTPS サーバーは、Pico W の自己署名証明書を使用して実装されています。
これは、Pico W に HTTPS Web サイトを実装する最良の方法ではありません。
これを行うより良い方法については、ESP8266WebServerBearSSL の例を参照してください。

SSL 証明書に関する重要な注意事項

1. 独自の証明書を使用/生成する
サンプルの自己署名証明書がこの例に含まれていますが、実際の展開では独自の SSL 証明書を
使用することが絶対に不可欠です。
証明書とキーを持っている人なら誰でもトラフィックを復号化できる可能性があるため、
独自のキーは安全な方法で保管し、パブリック ネットワークからアクセスできないようにする
必要があります。

2. 独自の証明書/キー ペアを生成する方法
OpenSSL を使用して自己署名証明書を生成するのは簡単です 
openssl req -x509 -nodes -newkey rsa:2048 -keyout key.pem -out cert.pem -days 4096
もちろん、商用の信頼できる SSL プロバイダーを使用して証明書を生成することもできます。
この例には、*SAMPLE* 証明書とキーが含まれています。
それらはリポジトリのすべてのコピーと共有されるため、安全ではありません。
そのため、独自のプロジェクトでサンプル証明書、キー、または CAS を使用しないでください!!!
この例を実行してから、サーバー https://IP に接続してみてください。
この例は、パブリック ドメインにリリースされています。
ソースコードを見ると、ソースコード内に

server_private_key[]

server_cert[]

server_private_key[]

が埋め込まれています。手始めに仕組みを学ぶ為のスケッチという事でしょう。しかし実装には向かないと云うことかと思います。
また、なぜかPicoW用なのです。Webserver構築のサンプルではありますが、W5500-EVB-Picoに対しては素直に移植出来ないみたいで残念です。

ところで　BearSSL　について検索すると　https://bearssl.org/　のサイトがヒットしました。このライブラリは、Cで記述されたSSL / TLSプロトコルの実装とあります。このライブラリを使用するには約20キロバイトのコンパイル済みコードが搭載でき、25キロバイトのRAMが利用できる必要があるようです。25kBRAMということで、BluePillでの実装は出来ないけどPicoなら実装出来るという事が判ります。

Earle F. Philhower, III氏が書かれているように、まずはExampleスケッチがそのままビルド出来実行確認出来る環境を検討しないと先に進むのは大変そうです。
TPM2.0というセキュリティモジュール

現在Windows11について調査しています。実はまだWin11に移行しておらず、Win11環境のPCを所有していません。その理由の一つにハードウエアにTPM2.0を要求することがあります。自分の所有するPCはTPM2.0搭載機はなく、また、TPM2.0モジュール用のソケットすら存在しないからです。

そこで、TPM2.0モジュールについてちょっと調べてみようと思いました。丁度マイコンに於けるHTTPS化に通じるモノがあります。

TPMはTrusted Platform Moduleの略で、安全な暗号処理を実現するための、ハードウェア耐タンパー性を持つセキュリティチップのことで以下の様な構造になっているとの事です。

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