Den richtigen Wi-Fi MCU für Industrial IoT wählen: Wichtige Überlegungen

Wi-Fi MCU als vielseitiges SoC für IIoT

In einem kürzlich auf ElectronicProducts.com veröffentlichten Artikel beleuchtet Alex Li – Product Line Manager in der Wireless Solutions Group bei Microchip Technology – die Wichtigkeit des Wi-Fi MCU im Zusammenhang mit der Integration immer mehr Funktionen in den kleinstmöglichen Raum und mit minimalen Komponenten.

Li argumentiert, dass dies zunehmend wichtiger wird, da der IoT-Trend nun dahin geht, Rechenleistung an die äußeren Ränder des Netzwerks zu verlagern, statt ausschließlich in Cloud-Rechenzentren. Er beschreibt, wie der Wi-Fi MCU eines der vielseitigeren SoCs für Design-Ingenieure ist und weit dazu beiträgt, diese Leistung zu erbringen: Integration mehrerer Funktionen in einem einzelnen Gerät statt in diskreten Komponenten.

Glücklicherweise kann die eigentliche Integration dieser Geräte in ein eingebettetes IoT-Subsystem recht einfach sein – vorausgesetzt, die richtigen Ressourcen stehen vom Wi-Fi-MCU-Hersteller zur Verfügung. Die Schlüsselfaktoren sind: hohes Sicherheitsniveau, vereinfachte Provisionierungsmethode für Cloud-Service-Provider-Anforderungen und eine intelligente, gut durchdachte IDE, die den Designer vom Prototyp bis zur Produktion führt.

Auszug aus Lis Artikel:

Sicherheit beginnt im Inneren

Sicherheit ist für jede IoT-Anwendung essenziell, aber industrielle Szenarien sind missionskritisch. Einmal in ein IIoT-Netzwerk eingedrungen, kann eine Bedrohung sich durch eine gesamte Anlage und möglicherweise ein ganzes Unternehmen bewegen. Die erste erforderliche Sicherheitsebene liegt im integrierten Crypto-Engine des MCU, wo Verschlüsselung und Authentifizierung entweder sequenziell oder parallel durchgeführt werden. Chiffren sollten AES-Verschlüsselung mit Schlüssellängen bis 256 Bit, DES und Triple DES umfassen; Authentifizierung sollte SHA-1, SHA-256 und MD-5 einschließen.

Eine der anspruchsvollsten Aufgaben für Designer ist die Provisionierung ihrer Produkte für einen Cloud-Service. Jeder Cloud-Provider hat eigene Zertifikate und Keys, was die Provisionierung komplex macht und beträchtliches Crypto-Wissen erfordert.

Glücklicherweise machen einige Hersteller – darunter Microchip Technology – diesen Prozess einfach und sparen enorme Mengen an Zeit und Geld. Wichtig: Die meisten Wi-Fi MCUs speichern Credentials im Flash-Speicher, wo Daten zugänglich und anfällig für Software- und physische Angriffe sind. Höchstes Sicherheitsniveau wird durch Speicherung in einem hartkodierten Security Element erreicht, da die Daten darin von keiner externen Software gelesen werden können. Beispiel: Microchips Wi-Fi MCUs wie der WFI32 (siehe Abb. 2) nutzen diesen Ansatz in der Trust&GO-Plattform für sichere Provisionierung der MCUs für Verbindung zu AWS IoT, Google Cloud, Microsoft Azure und Drittanbieter-TLS-Netzwerken.

Die Zeit- und Verwirrungsreduktion durch diesen Ansatz kann nicht hoch genug eingeschätzt werden. Wochen oder mehr können vom Designprozess abgezogen werden, während sichergestellt wird, dass alle Sicherheits- und Provisionierungsanforderungen mit einem bewährten und verifizierbaren Ansatz erfüllt sind.

Vor-provisionierte, vorkonfigurierte oder benutzerdefinierte Secure Elements speichern Credentials, die in den Hardware Secure Modules (HSMs) des Geräts bei der Fertigung generiert werden, isoliert von Exposition während und nach der Produktion. Die Trust&Go-Plattform erfordert nur ein kostengünstiges Microchip Development Kit, in dem der Designer innerhalb der enthaltenen Design Suite mit Tutorials und Codebeispielen die erforderliche Manifest-Datei erstellt. Sobald der C-Code für das Secure Element in der Anwendung funktioniert, kann das Design in die Produktion gehen.

Die andere erforderliche Sicherheitsform ist die neueste Wi-Fi-Sicherheit, zertifiziert von der Wi-Fi Alliance. Die neueste Version ist WPA3, die auf WPA2 aufbaut, aber Features zur Vereinfachung der Wi-Fi-Sicherheit hinzufügt. Sie ermöglicht robustere Authentifizierung, erhöhte kryptografische Stärke und erhält Netzwerkresilienz.

Alle neuen Geräte müssen WPA3-zertifiziert sein, um das Wi-Fi-Alliance-Logo zu nutzen, daher sollte jeder Wi-Fi-Chip und Wi-Fi-MCU für höchste Sicherheit WPA3-zertifiziert sein. Dennoch prüfen, ob der Wi-Fi MCU WPA3-zertifiziert ist.

Vollständigen Artikel lesen: What to know when specifying a Wi-Fi MCU for industrial IoT