Howto

SE050 を使用して AWS IoT Core へ接続する

2020年10月6日
2021年7月7日
対象製品
Armadillo-IoT G3
カテゴリ
AWS
セキュアエレメント
SE050

Howtoは、Armadilloシリーズを有効に活用するための参考資料です。使用ソフトウェアのバージョンなど諸条件の差異によって、記載内容と実際の動作が異なる場合があります。また、すべての機能検証や長期の動作試験を行ったものではありませんので、必ずご使用目的に適合した検証・試験を行ってください。

本 Howto では、 Armadillo IoT ゲートウェイ G3M1 に搭載されている、
セキュアエレメント SE050 を使用し AWS IoT Core へ接続するデモの動作方法を説明します。

以下の手順を参考にしております。
参考 URL

事前に、Howto: SE050 ミドルウェア (Plug&Trust MW) ビルド手順 を参照し、
NXP 社提供の SE050 ミドルウェアをビルドしておいてください。

AWS の設定

アカウントの作成

AWS アカウントの作成方法については、 こちら を参照してください。

IAMユーザー作成

AWSマネジメントコンソールへログインし、サービス一覧からIAMを選択してください。
その後、ユーザータブを開き、「ユーザーを追加」をクリックします。

下記の通り入力、選択し「次のステップ: アクセス権限」に進みます。

  • ユーザー名
  • AWSアクセスの種類を両方選択
  • コンソールのパスワードは自動生成パスワードを選択
  • 「パスワードのリセットが必要」にチェックを入れる

「アクセス許可の設定」画面では、
下記の手順でポリシーをアタッチし、「次のステップ: タグ」に進みます。

  • 「既存のポリシーを直接アタッチ」を選択
  • ポリシーのフィルタにAWSIoTConfigAccessと入力
  • 表示されたAWSIoTConfigAccessにチェック

「タグの追加」画面では、何もせず「次のステップ:確認」に進みます。

「確認」画面では、内容を確認し「ユーザーの作成」に進みます。

「ユーザーの作成」画面では、csv のダウンロードをクリックし、
new_user_credentials.csv をダウンロードし、左下の閉じるをクリックします。

ポリシーの作成

  1. IoT Core へ移動し、「ポリシー」→「作成」を選択します。


  2. ポリシーの名前を入力し、「アドバンスモード」を選択します。
    ここでは、ポリシー名を "my_test_policy" としています。
    このポリシー名は後程使用しますので、メモしておいてください。


  3. ポリシー構文に以下の様に入力します。

{
  "Version": "2012-10-17",
  "Statement": [
    {
       "Effect": "Allow",
       "Action": "iot:*",
       "Resource": "*" 
    }
  ]
}

モノの作成

  1. AWS IoT Coreの「モノ」→「単一のモノを作成する」を選択します。


  2. モノの名前を入力し「次へ」を選択します。
    ここでは、モノの名前を "my_armadillo001" としています。
    このモノの名前は後程使用しますので、メモしておいてください。


  3. 「証明書なしでモノを作成」を選択します。

Armadillo 側の手順

GPIO 73 を high に設定する

SE050 へアクセスするには GPIO 73 を high にする必要があります。
以下にスクリプトの例を記載しますのでご利用ください。

#!/bin/sh

GPIO_EXPORT="/sys/class/gpio/export"
GPIO_NUM="73"
GPIO_DIRECTION="/sys/class/gpio/gpio$GPIO_NUM/direction"
GPIO_VALUE="/sys/class/gpio/gpio$GPIO_NUM/value"

if [ ! -e $GPIO_VALUE ]; then
        echo $GPIO_NUM > $GPIO_EXPORT
fi

echo out > $GPIO_DIRECTION

echo 1 > $GPIO_VALUE

sleep 0.3

if ! i2cdetect -y 3;
then
        echo "not detect slave addr"
        echo "NG"
fi

ssscli のインストール

コマンドツール ssscli をインストールします。

# apt install python3
# apt install python3-pip3
# apt install libffi-dev
# cd ~/simw-top/pycli/
root@armadillo:~/simw-top/pycli# pip3 install -r requirements.txt
root@armadillo:~/simw-top/pycli# pip3 install --editable src

aws-cli のインストール

aws-cli をインストールします。

# pip3 install awscli --upgrade --user
# export PATH=/root/.local/bin:$PATH

aws-cli のバージョンは以下のコマンドで確認できます。

# aws --version
aws-cli/1.18.139 Python/3.7.3 Linux/4.9.112-at2-dirty botocore/1.17.62

AWS のコンフィグレーションを実施する

AWS のコンフィグレーションが未実施の場合、 aws configure コマンドを実行します。

# aws configure

各パラメーターは以下の通りに設定します。

  • AWS Access Key ID [None]: new_user_credentials.csv の Password 列に記載されている文字列
  • AWS Secret Access Key [None]: new_user_credentials.csv の Access 列に記載されている文字列
  • Default region name [None]: ご利用の region
  • Default output format [None]: json

例えば、Password が AWS123 で Access が AWS/access で
ご利用の region が ap-northeast-1 の場合、以下のようになります。

# aws configure
AWS Access Key ID [None]: AWS123
AWS Secret Access Key [None]: AWS\access
Default region name [None]: ap-northeast-1
Default output format [None]: json

証明書を AWS IoT Core へ登録する

SE050 から証明書を取り出します。

# cd
root@armadillo:~# mkdir certs
root@armadillo:~# cd certs
root@armadillo:~/certs# ssscli connect se050 t1oi2c /dev/i2c-3:0x48
root@armadillo:~/certs# ssscli get cert 0xF0000101 se050_device_cert0_ecc.cer
root@armadillo:~/certs# ssscli refpem ecc pair 0xF0000100 se050_device_key_ref0_ecc.pem
root@armadillo:~/certs# ssscli disconnect

証明書を AWS IoT Core へ登録します。

root@armadillo:~/certs# aws iot register-certificate-without-ca --certificate-pem file://se050_device_cert0_ecc.cer --status ACTIVE

{
    "certificateArn": "MY-ARN",
    "certificateId": "MY-CERTIFICATED-ID"
}

MY-ARN をメモしておいてください。

ポリシーのアタッチ

ポリシーをアタッチします。
"my_test_policy” は、ポリシーの作成 で設定したポリシー名です。

# aws iot attach-policy --target arn:[my-arn] --policy-name my_test_policy

エンドポイント取得

以下のコマンドでエンドポイントを取得します。
MY-ENDPOINT-ADDRESS は後で使用しますので、メモしておいてください。

root@armadillo:~/certs# aws iot describe-endpoint --endpoint-type iot:Data-ATS
{
    "endpointAddress": "MY-ENDPOINT-ADDRESS" 
}

デモのビルド

デモのビルドに git が必要なのでインストールします。

# apt install git

~/simw-top/demos/linux/aws_eou/ へ移動します。

# cd ~/simw-top/demos/linux/aws_eou/

~/simw-top/demos/linux/aws_eou/buildScript.sh の "git checkout v4_beta" を "git checkout v4_beta_deprecated" に変更します。

...前略...
git clone https://github.com/aws/aws-iot-device-sdk-embedded-C.git
cd aws-iot-device-sdk-embedded-C
-git checkout v4_beta
+git checkout v4_beta_deprecated
git submodule update --init --recursive
mkdir build
cp ../aws_c_sdk_eou.patch .
git apply aws_c_sdk_eou.patch
cd  build
cmake ../.
cmake -DIOT_NETWORK_USE_OPENSSL:BOOL=ON .
make iot_demo_mqtt -j
cp ../../AmazonRootCA1.pem output/bin/

buildScript.sh に実行権限を付与しビルドします。

root@armadillo:~/simw-top/demos/linux/aws_eou# chmod +x buildScript.sh
root@armadillo:~/simw-top/demos/linux/aws_eou# ./buildScript.sh

デモ実行

sscli で使用する i2c のポートを export します。

root@armadillo:# export EX_SSS_BOOT_SSS_PORT=/dev/i2c-3:0x48

SE050 用の OPENSSL 設定ファイルのパスを export します。

root@armadillo:# export OPENSSL_CONF=/root/simw-top/demos/linux/common/openssl11_sss_se050.cnf

証明書を ~/simw-top/demos/linux/aws_eou/aws-iot-device-sdk-embedded-C/build/output/bin へコピーします。

# cp ~/certs/se050_device* ~/simw-top/demos/linux/aws_eou/aws-iot-device-sdk-embedded-C/build/output/bin/.

以下のコマンドを実行すると、iotdemo/# のトピックが更新されます。
"my_armadillo001" は、モノの作成 で設定したモノの名前です。

root@armadillo:~/simw-top/demos/linux/aws_eou/aws-iot-device-sdk-embedded-C/build/output/bin# ./iot_demo_mqtt -i "my_armadillo001" -h "MY-ENDPOINT-ADDRESS" -r AmazonRootCA1.pem -c  se050_device_cert0_ecc.cer -k se050_device_key_ref0_ecc.pem

注釈

本 Howto では、 サンプルプログラムの都合でローカルに証明書 (se050_device_cert0_ecc.cer) を配置しておりますが、
実際の運用ではセキュアエレメント内に証明書を格納したままで、プログラム内で取得・操作された方が安全です。