De juiste Wi-Fi MCU kiezen voor industriële IoT: Belangrijke overwegingen

In een recent artikel gepubliceerd op ElectronicProducts.com, bespreekt Alex Li – een product line manager in de Wireless Solutions Group bij Microchip Technology – het belang van de Wi-Fi MCU met betrekking tot de incorporatie van meer (en meer) functies in de minste hoeveelheid ruimte en componenten.

Li stelt dat dit een steeds belangrijker overweging wordt naarmate de trend in IoT nu beweegt naar het plaatsen van verwerkingskracht aan de uiteinden van het netwerk, in tegenstelling tot uitsluitend in cloud-gebaseerde datacenters. Hij beschrijft hoe de Wi-Fi MCU een van de meer veelzijdige SoCs is die beschikbaar zijn voor ontwerpingenieurs en een lange weg gaat in het helpen bereiken van deze klus; namelijk het integreren van meerdere functies in een enkel apparaat in plaats van in specifieke discrete componenten.

Wat gelukkig is, is het feit dat de daadwerkelijke integratie van deze apparaten in een embedded IoT-subsysteem redelijk simpel kan zijn, dat is uiteraard, mits de juiste middelen beschikbaar zijn van de Wi-Fi MCU-fabrikant. De sleutels hier zijn een hoog niveau van beveiliging, een gestroomlijnde methode van provisioning om de behoeften van cloud service providers te voldoen, en een intelligente, goed doordachte IDE die de ontwerper leidt van prototype naar productie.

Het volgende is een uittreksel uit Li's artikel:

Beveiliging begint binnenin

Beveiliging is essentieel voor elke IoT-toepassing, maar industriële scenario's zijn mission-critical. Een keer een dreiging binnendringt in een IIoT-netwerk, kan het zich door een heel faciliteit en mogelijk een heel bedrijf voortbewegen. Het eerste vereiste beveiligingsniveau zit in de geïntegreerde crypto-engine van de MCU, waar encryptie en authenticatie worden uitgevoerd, hetzij sequentieel, hetzij in parallel. Ciphers moeten AES-encryptie met sleutelgrootten tot 256 bits, DES en Triple DES omvatten, en authenticatie moet SHA-1, SHA-256, en MD-5 omvatten.

Een van de meest uitdagende taken voor ontwerpers is het provisioneren van hun producten voor een cloud service. Elke cloud service provider heeft zijn eigen certificering en sleutels, dus het provisioneren van het apparaat wordt complex, wat aanzienlijke kennis over crypto vereist.

Gelukkig maken sommige fabrikanten, inclusief Microchip Technology, dit proces simpel, wat enorme hoeveelheden tijd en geld bespaart. Het is belangrijk om te noteren dat de meeste Wi-Fi MCUs credentials opslaan in flash-geheugen waar de data toegankelijk en kwetsbaar is voor software- en fysieke aanvallen. De hoogste beveiliging wordt bereikt door deze informatie op te slaan in een hard-coded security element, omdat de data erin niet gelezen kan worden door externe software. Bijvoorbeeld, Microchip's Wi-Fi MCUs zoals de WFI32 (Zie Fig. 2) gebruiken deze benadering in het bedrijfs Trust&GO platform voor het veilig provisioneren van hun MCUs voor verbinding met AWS IoT, Google Cloud, Microsoft Azure, en derde-partij TLS-netwerken.

De reductie in tijd en verwarring die voortvloeit uit deze benadering kan niet genoeg benadrukt worden. Weken of meer kunnen van het ontwerpproces afgeknot worden terwijl alle beveiligings- en provisioning-vereisten worden voldaan met een bewezen en verifieerbare benadering.

Pre-provisioned, preconfigured, of custom secure elements slaan credentials op die gegenereerd zijn binnen de Hardware Secure Modules (HSMs) van het apparaat toen het geproduceerd werd, wat ze isoleert van blootstelling tijdens en na productie. Het Trust&GO-platform vereist alleen een goedkope Microchip-ontwikkelkit waarin de ontwerper werkt binnen de inbegrepen design suite met tutorials en codevoorbeelden om het vereiste manifest-bestand te creëren. Zodra de C-code voor het secure element in de applicatie werkt, kan het ontwerp naar productie gestuurd worden.

De andere vorm van vereiste beveiliging is de meest recente Wi-Fi-beveiliging gecertificeerd door de Wi-Fi Alliance. De nieuwste versie is WPA3, die opvoert op zijn voorganger WPA2, maar functies toevoegt om Wi-Fi-beveiliging te vereenvoudigen. Het stelt ook robuustere authenticatie in, levert verhoogde cryptografische kracht, en behoudt netwerkweerbaarheid.

Alle nieuwe apparaten moeten WPA3-gecertificeerd zijn om het Wi-Fi Alliance-logo te mogen gebruiken, dus elke Wi-Fi-chip en Wi-Fi MCU zou gecertificeerd moeten zijn voor de utmost beveiliging. Toch, check om zeker te zijn dat de Wi-Fi MCU WPA3-gecertificeerd is.

Lees het artikel in het geheel: What to know when specifying a Wi-Fi MCU for industrial IoT