[要約] この文書は、リソース制約のあるIoTデバイス向けに、TLS（Transport Layer Security）およびDTLS（Datagram Transport Layer Security）1.2の利用プロファイルを定義します。暗号スイート、資格情報、ハンドシェイク、セッション管理などの選択指針を示し、限られたメモリや電力の下で安全な通信を実現します。
Internet Engineering Task Force (IETF) H. Tschofenig, Ed.
Request for Comments: 7925 ARM Ltd.
Category: Standards Track T. Fossati
ISSN: 2070-1721 Nokia
July 2016
Transport Layer Security (TLS) / Datagram Transport Layer Security (DTLS) Profiles for the Internet of Things
RFC 7925 - モノのインターネット（IoT）向けトランスポート層セキュリティ（TLS）/データグラムトランスポート層セキュリティ（DTLS）プロファイル
Abstract
概要
A common design pattern in Internet of Things (IoT) deployments is the use of a constrained device that collects data via sensors or controls actuators for use in home automation, industrial control systems, smart cities, and other IoT deployments.
モノのインターネット（IoT）の導入でよく用いられる設計パターンは、制約のあるデバイスを利用するものです。このデバイスは、ホームオートメーション、産業制御システム、スマートシティなどのIoT用途で、センサーによるデータ収集やアクチュエーターの制御を行います。
This document defines a Transport Layer Security (TLS) and Datagram Transport Layer Security (DTLS) 1.2 profile that offers communications security for this data exchange thereby preventing eavesdropping, tampering, and message forgery. The lack of communication security is a common vulnerability in IoT products that can easily be solved by using these well-researched and widely deployed Internet security protocols.
このドキュメントでは、このデータ交換に通信セキュリティを提供し、盗聴、改ざん、およびメッセージの偽造を防止するトランスポート層セキュリティ（TLS）およびデータグラムトランスポート層セキュリティ（DTLS）1.2プロファイルを定義します。通信セキュリティの欠如は、よく研究され広く配備されているインターネットセキュリティプロトコルを使用することで簡単に解決できるIoT製品の一般的な脆弱性です。
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この文書はInternet Engineering Task Force（IETF）が作成したものです。IETFコミュニティの合意を示しており、公開レビューを経て、Internet Engineering Steering Group（IESG）の承認を受けて公開されました。インターネット標準について詳しくは、RFC 7841のセクション2を参照してください。
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Table of Contents
目次
1. Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 2. Terminology . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 3. Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 3.1. TLS and DTLS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 3.2. Communication Models . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 3.3. The Ciphersuite Concept . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 4. Credential Types . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 4.1. Preconditions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 4.2. Pre-Shared Secret . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 4.3. Raw Public Key . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 4.4. Certificates . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 5. Signature Algorithm Extension . . . . . . . . . . . . . . . . 32 6. Error Handling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 7. Session Resumption . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34 8. Compression . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35 9. Perfect Forward Secrecy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35 10. Keep-Alive . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36 11. Timeouts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38 12. Random Number Generation . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39 13. Truncated MAC and Encrypt-then-MAC Extension . . . . . . . . 40 14. Server Name Indication (SNI) . . . . . . . . . . . . . . . . 40 15. Maximum Fragment Length Negotiation . . . . . . . . . . . . . 41 16. Session Hash . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41 17. Renegotiation Attacks . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42 18. Downgrading Attacks . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42 19. Crypto Agility . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43 20. Key Length Recommendations . . . . . . . . . . . . . . . . . 44 21. False Start . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45 22. Privacy Considerations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45 23. Security Considerations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46 24. References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47 24.1. Normative References . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47 24.2. Informative References . . . . . . . . . . . . . . . . . 48 Appendix A. Conveying DTLS over SMS . . . . . . . . . . . . . . 56 A.1. Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56 A.2. Message Segmentation and Reassembly . . . . . . . . . . . 57 A.3. Multiplexing Security Associations . . . . . . . . . . . 57 A.4. Timeout . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58 Appendix B. DTLS Record Layer Per-Packet Overhead . . . . . . . 59 Appendix C. DTLS Fragmentation . . . . . . . . . . . . . . . . . 60 Acknowledgments . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60 Authors' Addresses . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61
1. Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
1. はじめに .......................................................4
2. Terminology . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
2. 用語 ...........................................................4
3. Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
3. 概観 ...........................................................5
3.1. TLS and DTLS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
3.1. TLSおよびDTLS ..............................................5
3.2. Communication Models . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
3.2. コミュニケーションモデル ...................................6
3.3. The Ciphersuite Concept . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
3.3. Ciphersuiteのコンセプト ...................................20
4. Credential Types . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
4. 資格情報のタイプ ..............................................21
4.1. Preconditions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
4.1. 前提条件 ..................................................21
4.2. Pre-Shared Secret . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
4.2. 事前共有シークレット ......................................23
4.3. Raw Public Key . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
4.3. 生の公開鍵 ................................................25
4.4. Certificates . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
4.4. 証明書 ....................................................27
5. Signature Algorithm Extension . . . . . . . . . . . . . . . . 32
5. 署名アルゴリズム拡張 ..........................................32
6. Error Handling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
6. エラー処理 ....................................................32
7. Session Resumption . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
7. セッション再開 ................................................34
8. Compression . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
8. 圧縮 ..........................................................35
9. Perfect Forward Secrecy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
9. 完全転送秘密 ..................................................35
10. Keep-Alive . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
10. キープアライブ ................................................36
11. Timeouts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
11. タイムアウト ..................................................38
12. Random Number Generation . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
12. 乱数生成 ......................................................39
13. Truncated MAC and Encrypt-then-MAC Extension . . . . . . . . 40
13. MACの切り詰めとEncrypt-then-MAC拡張 ...........................40
14. Server Name Indication (SNI) . . . . . . . . . . . . . . . . 40
14. サーバー名表示（SNI） .........................................40
15. Maximum Fragment Length Negotiation . . . . . . . . . . . . . 41
15. 最大フラグメント長ネゴシエーション ............................41
16. Session Hash . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
16. セッションハッシュ ............................................41
17. Renegotiation Attacks . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
17. 再交渉攻撃 ....................................................42
18. Downgrading Attacks . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
18. ダウングレード攻撃 ............................................42
19. Crypto Agility . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
19. 暗号アジリティ ................................................43
20. Key Length Recommendations . . . . . . . . . . . . . . . . . 44
20. 鍵長に関する推奨 ..............................................44
21. False Start . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45
21. False Start（早期データ送信） .................................45
22. Privacy Considerations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45
22. プライバシーに関する考慮事項 ..................................45
23. Security Considerations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46
23. セキュリティに関する考慮事項 ..................................46
24. References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
24. 参考文献 ......................................................47
24.1. Normative References . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
24.1. 引用文献 .................................................47
24.2. Informative References . . . . . . . . . . . . . . . . . 48
24.2. 参考文献 .................................................48
Appendix A. Conveying DTLS over SMS . . . . . . . . . . . . . . 56
Appendix A. DTLS over SMSの伝達 ..................................56
A.1. Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56
A.1. 概観 ......................................................56
A.2. Message Segmentation and Reassembly . . . . . . . . . . . 57
A.2. メッセージのセグメンテーションと再組み立て ................57
A.3. Multiplexing Security Associations . . . . . . . . . . . 57
A.3. セキュリティアソシエーションの多重化 ......................57
A.4. Timeout . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58
A.4. タイムアウト ..............................................58
Appendix B. DTLS Record Layer Per-Packet Overhead . . . . . . . 59
Appendix B. DTLSレコードレイヤーのパケットごとのオーバーヘッド ...59
Appendix C. DTLS Fragmentation . . . . . . . . . . . . . . . . . 60
Appendix C. DTLSフラグメンテーション .............................60
Acknowledgments . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60
謝辞 ..............................................................60
Authors' Addresses . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61
著者のアドレス ....................................................61
An engineer developing an Internet of Things (IoT) device needs to investigate the security threats and decide about the security services that can be used to mitigate these threats.
モノのインターネット（IoT）デバイスを開発するエンジニアは、セキュリティの脅威を調査し、これらの脅威を軽減するために使用できるセキュリティサービスについて決定する必要があります。
Enabling IoT devices to exchange data often requires authentication of the two endpoints and the ability to provide integrity and confidentiality protection of exchanged data. While these security services can be provided at different layers in the protocol stack, the use of Transport Layer Security (TLS) / Datagram Transport Layer Security (DTLS) has been very popular with many application protocols, and it is likely to be useful for IoT scenarios as well.
IoTデバイスがデータを交換するには、多くの場合、両方のエンドポイントを認証し、交換データの完全性と機密性を保護する必要があります。これらのセキュリティサービスはプロトコルスタックのさまざまな層で提供できます。TLS/DTLSは多くのアプリケーションプロトコルで広く使われており、IoTの用途にも有用と考えられます。
Fitting Internet protocols into constrained devices can be difficult, but thanks to the standardization efforts, new profiles and protocols are available, such as the Constrained Application Protocol (CoAP) [RFC7252]. CoAP messages are mainly carried over UDP/DTLS, but other transports can be utilized, such as SMS (as described in Appendix A) or TCP (as currently being proposed with [COAP-TCP-TLS]).
制約のあるデバイスにインターネットプロトコルを実装するのは困難な場合がありますが、標準化の取り組みにより、Constrained Application Protocol（CoAP）[RFC7252]などの新しいプロファイルやプロトコルが利用できます。CoAPメッセージの多くはUDP/DTLSで運ばれますが、付録Aで説明するSMSや、[COAP-TCP-TLS]で提案中のTCPなど、別のトランスポートも利用できます。
While the main goal for this document is to protect CoAP messages using DTLS 1.2 [RFC6347], the information contained in the following sections is not limited to CoAP nor to DTLS itself.
このドキュメントの主な目的は、DTLS 1.2 [RFC6347]を使用してCoAPメッセージを保護することですが、以下のセクションに含まれる情報は、CoAPにもDTLS自体にも限定されません。
Instead, this document defines a profile of DTLS 1.2 [RFC6347] and TLS 1.2 [RFC5246] that offers communication security services for IoT applications and is reasonably implementable on many constrained devices. Profile thereby means that available configuration options and protocol extensions are utilized to best support the IoT environment. This document does not alter TLS/DTLS specifications and does not introduce any new TLS/DTLS extension.
The main target audience for this document is the embedded system developer configuring and using a TLS/DTLS stack. This document may, however, also help those developing or selecting a suitable TLS/DTLS stack for an IoT product. If you are familiar with (D)TLS, then skip ahead to Section 4.
本書の主な対象読者は、TLS/DTLSスタックを構成して使用する組み込みシステム開発者です。また、IoT製品に適したTLS/DTLSスタックを開発または選定する人にも役立ちます。(D)TLSに詳しい場合は、セクション4に進んでください。
The key words "MUST", "MUST NOT", "REQUIRED", "SHALL", "SHALL NOT", "SHOULD", "SHOULD NOT", "RECOMMENDED", "NOT RECOMMENDED", "MAY", and "OPTIONAL" in this document are to be interpreted as described in RFC 2119 [RFC2119].
このドキュメントのキーワード "MUST"、"MUST NOT"、"REQUIRED"、"SHALL"、"SHALL NOT"、"SHOULD"、"SHOULD NOT"、"RECOMMENDED"、"NOT RECOMMENDED"、"MAY"、および "OPTIONAL" は、RFC 2119 [RFC2119] で説明されているように解釈されるものとします。
This specification refers to TLS as well as DTLS and particularly to version 1.2, which is the most recent version at the time of writing.
この仕様は、TLSとDTLSに言及し、特に、執筆時点での最新バージョンであるバージョン1.2に言及しています。
We refer to TLS/DTLS whenever the text is applicable to both versions of the protocol and to TLS or DTLS when there are differences between the two protocols. Note that TLS 1.3 is being developed, but it is not expected that this profile will "just work" due to the significant changes being done to TLS for version 1.3.
テキストがプロトコルの両方のバージョンに適用できる場合は常にTLS/DTLSを参照し、2つのプロトコルの間に相違がある場合はTLSまたはDTLSを参照します。 TLS 1.3は開発中ですが、バージョン1.3のTLSに大幅な変更が加えられているため、このプロファイルが「そのまま機能する」とは予想されていません。
Note that "client" and "server" in this document refer to TLS/DTLS roles, where the client initiates the handshake. This does not restrict the interaction pattern of the protocols on top of DTLS since the record layer allows bidirectional communication. This aspect is further described in Section 3.2.
このドキュメントの「クライアント」と「サーバー」は、クライアントがハンドシェイクを開始するTLS/DTLSロールを指すことに注意してください。レコードレイヤーは双方向通信を許可するため、これはDTLS上のプロトコルの相互作用パターンを制限しません。この点については、セクション3.2で詳しく説明します。
RFC 7228 [RFC7228] introduces the notion of constrained-node networks, which are made of small devices with severe constraints on power, memory, and processing resources. The terms constrained devices and IoT devices are used interchangeably.
RFC 7228 [RFC7228]は、電力、メモリ、および処理リソースに厳しい制約がある小さなデバイスで構成される制約付きノードネットワークの概念を導入しています。制約付きデバイスとIoTデバイスは同じ意味で使用されます。
A trust anchor represents an authoritative entity via a public key and associated data. The public key is used to verify digital signatures, and the associated data is used to constrain the types of information for which the trust anchor is authoritative.
トラストアンカーは、公開鍵と関連データによって権威ある主体を表します。公開鍵はデジタル署名の検証に使用され、関連データは、トラストアンカーが権威を持つ情報の種類を制限するために使用されます。
A trust anchor store is a set of one or more trust anchors stored
in a device.... A device may have more than one trust anchor
store, each of which may be used by one or more applications.
The TLS protocol [RFC5246] provides authenticated, confidentiality-and integrity-protected communication between two endpoints. The protocol is composed of two layers: the Record Protocol and the handshaking protocols. At the lowest level, layered on top of a reliable transport protocol (e.g., TCP), is the Record Protocol. It provides connection security by using symmetric cryptography for confidentiality, data origin authentication, and integrity protection. The Record Protocol is used for encapsulation of various higher-level protocols. The handshaking protocols consist of three subprotocols -- namely, the handshake protocol, the change cipher spec protocol, and the alert protocol. The handshake protocol allows the server and client to authenticate each other and to negotiate an encryption algorithm and cryptographic keys before the application protocol transmits or receives data.
TLSプロトコル[RFC5246]は、2つのエンドポイント間に、認証され、機密性と完全性が保護された通信を提供します。このプロトコルは、レコードプロトコルとハンドシェイクプロトコル群の2層で構成されます。最下層には、信頼性のあるトランスポートプロトコル（TCPなど）の上で動作するレコードプロトコルがあります。これは、対称暗号を用いて機密性、データ発信元認証、完全性を保護し、接続を安全にします。レコードプロトコルは、さまざまな上位層プロトコルをカプセル化するために使われます。ハンドシェイクプロトコル群は、ハンドシェイクプロトコル、Change Cipher Specプロトコル、アラートプロトコルの3つのサブプロトコルから成ります。ハンドシェイクプロトコルでは、アプリケーションプロトコルがデータを送受信する前に、クライアントとサーバーが互いを認証し、暗号化アルゴリズムと暗号鍵を交渉します。
The design of DTLS [RFC6347] is intentionally very similar to TLS. However, since DTLS operates on top of an unreliable datagram transport, it must explicitly cope with the absence of reliable and ordered delivery assumptions made by TLS. RFC 6347 explains these differences in great detail. As a short summary, for those not familiar with DTLS, the differences are:
DTLS [RFC6347]の設計は、意図的にTLSに非常に似ています。ただし、DTLSは信頼性の低いデータグラムトランスポート上で動作するため、TLSによる信頼性の高い順序付けられた配信の前提条件が存在しないことに明示的に対処する必要があります。 RFC 6347はこれらの違いを非常に詳細に説明しています。簡単にまとめると、DTLSに慣れていない人のために、違いは次のとおりです。
o An explicit sequence number and an epoch field is included in the Record Protocol. Section 4.1 of RFC 6347 explains the processing rules for these two new fields. The value used to compute the Message Authentication Code (MAC) is the 64-bit value formed by concatenating the epoch and the sequence number.
o 明示的なシーケンス番号とエポックフィールドは、レコードプロトコルに含まれています。 RFC 6347のセクション4.1では、これら2つの新しいフィールドの処理ルールについて説明しています。メッセージ認証コード（MAC）の計算に使用される値は、エポックとシーケンス番号を連結して形成される64ビット値です。
o Stream ciphers must not be used with DTLS. The only stream cipher defined for TLS 1.2 is RC4, and due to cryptographic weaknesses, it is not recommended anymore even for use with TLS [RFC7465]. Note that the term "stream cipher" is a technical term in the TLS specification. Section 4.7 of RFC 5246 defines stream ciphers in TLS as follows: "In stream cipher encryption, the plaintext is exclusive-ORed with an identical amount of output generated from a cryptographically secure keyed pseudorandom number generator."
o ストリーム暗号はDTLSでは使用できません。 TLS 1.2に対して定義されている唯一のストリーム暗号はRC4であり、暗号の脆弱性のため、TLS [RFC7465]で使用することも推奨されなくなりました。 「ストリーム暗号」という用語は、TLS仕様の技術用語であることに注意してください。 RFC 5246のセクション4.7は、TLSでのストリーム暗号を次のように定義しています。
o The TLS handshake protocol has been enhanced to include a stateless cookie exchange for Denial-of-Service (DoS) resistance. For this purpose, a new handshake message, the HelloVerifyRequest, was added to DTLS. This handshake message is sent by the server and includes a stateless cookie, which is returned in a ClientHello message back to the server. Although the exchange is optional for the server to execute, a client implementation has to be prepared to respond to it. Furthermore, the handshake message format has been extended to deal with message loss, reordering, and fragmentation.
o TLSハンドシェイクプロトコルは、サービス拒否（DoS）耐性のためのステートレスCookie交換を含むように拡張されました。この目的のために、新しいハンドシェイクメッセージであるHelloVerifyRequestがDTLSに追加されました。このハンドシェイクメッセージはサーバーによって送信され、ClientHelloメッセージでサーバーに返されるステートレスCookieが含まれます。サーバーが実行する交換はオプションですが、クライアントの実装はそれに応答するように準備する必要があります。さらに、ハンドシェイクメッセージ形式は、メッセージの損失、並べ替え、および断片化に対処するために拡張されています。
This document describes a profile of DTLS and, to be useful, it has to make assumptions about the envisioned communication architecture.
本書ではDTLSのプロファイルを説明します。このプロファイルを実用的なものにするため、想定する通信アーキテクチャについて前提を置きます。
Two communication architectures (and consequently two profiles) are described in this document.
このドキュメントでは、2つの通信アーキテクチャ（およびその結果として2つのプロファイル）について説明します。
The communication architecture shown in Figure 1 assumes a unicast communication interaction with an IoT device utilizing a constrained TLS/DTLS client interacting with one or multiple TLS/DTLS servers.
図1の通信アーキテクチャは、制約のあるTLS/DTLSクライアントを搭載したIoTデバイスが、1台以上のTLS/DTLSサーバーとユニキャスト通信する構成を想定しています。
Before a client can initiate the TLS/DTLS handshake, it needs to know the IP address of that server and what credentials to use. Application-layer protocols, such as CoAP, which is conveyed on top of DTLS, may be configured with URIs of the endpoints to which CoAP needs to register and publish data. This configuration information (including non-confidential credentials, like certificates) may be conveyed to clients as part of a firmware/software package or via a configuration protocol. The following credential types are supported by this profile:
クライアントはTLS/DTLSハンドシェイクを開始する前に、接続先サーバーのIPアドレスと使用する資格情報を把握する必要があります。DTLS上で動作するCoAPなどのアプリケーション層プロトコルには、登録先およびデータの公開先となるエンドポイントのURIを設定できます。証明書などの機密でない資格情報を含む構成情報は、ファームウェアやソフトウェアのパッケージ、または構成プロトコルを通じてクライアントに渡される場合があります。このプロファイルでは、次の資格情報をサポートします。
o For authentication based on the Pre-Shared Key (PSK) (see Section 4.2), this includes the paired "PSK identity" and shared secret to be used with each server.
o 事前共有鍵（PSK）に基づく認証（セクション4.2を参照）では、各サーバーで使用する「PSK identity」と共有シークレットの組を含みます。
o For authentication based on the raw public key (see Section 4.3), this includes either the server's public key or the hash of the server's public key.
o 生の公開鍵に基づく認証（セクション4.3を参照）の場合、これにはサーバーの公開鍵またはサーバーの公開鍵のハッシュが含まれます。
o For certificate-based authentication (see Section 4.4), this includes a pre-populated trust anchor store that allows the DTLS stack to perform path validation for the certificate obtained during the handshake with the server.
o 証明書ベースの認証（セクション4.4を参照）の場合、これには、DTLSスタックがサーバーとのハンドシェイク中に取得した証明書のパス検証を実行できるようにする事前入力されたトラストアンカーストアが含まれます。
Figure 1 shows example configuration information stored at the constrained client for use with respective servers.
図1は、それぞれのサーバーで使用するために、制約付きクライアントに保管されている構成情報の例を示しています。
This document focuses on the description of the DTLS client-side functionality but, quite naturally, the equivalent server-side support has to be available.
本書では主にDTLSクライアント側の機能を説明しますが、当然ながら、同等のサーバー側機能も利用できる必要があります。
+////////////////////////////////////+
| Configuration |
|////////////////////////////////////|
| Server A --> PSK Identity, PSK |
| |
| Server B --> Public Key (Server B),|
| Public/Private Key |
| (for Client) |
| |
| Server C --> Public/Private Key |
| (for Client) |
| Trust Anchor Store |
+------------------------------------+
oo
oooooo
o
+-----------+
|Constrained|
|TLS/DTLS |
|Client |-
+-----------+ \
\ ,-------.
,' `. +------+
/ IP-Based \ |Server|
( Network ) | A |
\ / +------+
`. ,'
'---+---' +------+
| |Server|
| | B |
| +------+
|
| +------+
+----------------->|Server|
| C |
+------+
Figure 1: Constrained Client Profile
図1：制約付きクライアントプロファイル
Reuse is a recurring theme when considering constrained environments and is behind a lot of the directions taken in developments for constrained environments. The corollary of reuse is to not add functionality if it can be avoided. An example relevant to the use of TLS is network access authentication, which takes place when a device connects to a network and needs to go through an authentication and access control procedure before it is allowed to communicate with other devices or connect to the Internet.
制約のある環境では、機能の再利用が繰り返し重視され、こうした環境向けの開発方針にも大きく影響しています。再利用から導かれる原則は、避けられる機能追加は行わないことです。TLSの利用に関する例として、ネットワークアクセス認証があります。これは、デバイスがネットワークに接続した際、他のデバイスと通信したりインターネットに接続したりする許可を得る前に、認証とアクセス制御の手続きを行うものです。
Figure 2 shows the network access architecture with the IoT device initiating the communication to an access point in the network using the procedures defined for a specific physical layer. Since credentials may be managed and stored centrally, in the Authentication, Authorization, and Accounting (AAA) server, the security protocol exchange may need to be relayed via the Authenticator, i.e., functionality running on the access point to the AAA server. The authentication and key exchange protocol itself is encapsulated within a container, the Extensible Authentication Protocol (EAP) [RFC3748], and messages are conveyed back and forth between the EAP endpoints, namely the EAP peer located on the IoT device and the EAP server located on the AAA server or the access point. To route EAP messages from the access point, acting as a AAA client, to the AAA server requires an adequate protocol mechanism, namely RADIUS [RFC2865] or Diameter [RFC6733].
図2は、IoTデバイスが特定の物理層向けに定義された手順を使って、ネットワーク内のアクセスポイントとの通信を開始する構成を示します。資格情報はAuthentication, Authorization, and Accounting（AAA）サーバーで一元管理・保存される場合があるため、セキュリティプロトコルの交換をAuthenticator（アクセスポイント上で動作する機能）経由でAAAサーバーに中継する必要が生じることがあります。認証および鍵交換プロトコルは、コンテナであるExtensible Authentication Protocol（EAP）[RFC3748]にカプセル化されます。メッセージは、IoTデバイス上のEAPピアと、AAAサーバーまたはアクセスポイント上のEAPサーバーというEAPエンドポイント間で双方向にやり取りされます。AAAクライアントとして動作するアクセスポイントからAAAサーバーへEAPメッセージをルーティングするには、RADIUS [RFC2865]またはDiameter [RFC6733]などの適切なプロトコルが必要です。
More details about the concepts and a description about the terminology can be found in RFC 5247 [RFC5247].
概念の詳細と用語の説明は、RFC 5247 [RFC5247]にあります。
+--------------+
|Authentication|
|Authorization |
|Accounting |
|Server |
|(EAP Server) |
| |
+-^----------^-+
* EAP o RADIUS/
* o Diameter
--v----------v--
/// \\\
// \\
| Federation |
| Substrate |
\\ //
\\\ ///
--^----------^--
* EAP o RADIUS/
* o Diameter
+-------------+ +-v----------v--+
| | EAP/EAP Method | |
| Internet of |<***************************>| Access Point |
| Things | |(Authenticator)|
| Device | EAP Lower Layer and |(AAA Client) |
| (EAP Peer) | Secure Association Protocol | |
| |<--------------------------->| |
| | | |
| | Physical Layer | |
| |<===========================>| |
+-------------+ +---------------+
Legend:
<****>: Device-to-AAA-Server Exchange
<---->: Device-to-Authenticator Exchange
<oooo>: AAA-Client-to-AAA-Server Exchange
<====>: Physical layer like IEEE 802.11/802.15.4
Figure 2: Network Access Architecture
図2：ネットワークアクセスアーキテクチャ
One standardized EAP method is EAP-TLS, defined in RFC 5216 [RFC5216], which reuses the TLS-based protocol exchange and encapsulates it inside the EAP payload. In terms of reuse, this allows many components of the TLS protocol to be shared between the network access security functionality and the TLS functionality needed for securing application-layer traffic. In the EAP-TLS exchange shown in Figure 3, the IoT device as the EAP peer acts as a TLS client.
標準化された1つのEAP方式は、RFC 5216 [RFC5216]で定義されているEAP-TLSで、TLSベースのプロトコル交換を再利用し、それをEAPペイロード内にカプセル化します。再利用に関しては、これにより、TLSプロトコルの多くのコンポーネントを、ネットワークアクセスセキュリティ機能と、アプリケーション層のトラフィックを保護するために必要なTLS機能との間で共有できます。図3に示すEAP-TLS交換では、EAPピアとしてのIoTデバイスがTLSクライアントとして機能します。
Authenticating Peer Authenticator
------------------- -------------
<- EAP-Request/
Identity
EAP-Response/
Identity (MyID) ->
<- EAP-Request/
EAP-Type=EAP-TLS
(TLS Start)
EAP-Response/
EAP-Type=EAP-TLS
(TLS client_hello)->
<- EAP-Request/
EAP-Type=EAP-TLS
(TLS server_hello,
TLS certificate,
[TLS server_key_exchange,]
TLS certificate_request,
TLS server_hello_done)
EAP-Response/
EAP-Type=EAP-TLS
(TLS certificate,
TLS client_key_exchange,
TLS certificate_verify,
TLS change_cipher_spec,
TLS finished) ->
<- EAP-Request/
EAP-Type=EAP-TLS
(TLS change_cipher_spec,
TLS finished)
EAP-Response/
EAP-Type=EAP-TLS ->
<- EAP-Success
Figure 3: EAP-TLS Exchange
図3：EAP-TLS交換
The guidance in this document also applies to the use of EAP-TLS for network access authentication. An IoT device using a network access authentication solution based on TLS can reuse most parts of the code for the use of DTLS/TLS at the application layer, thereby saving a significant amount of flash memory. Note, however, that the credentials used for network access authentication and those used for application-layer security are very likely different.
本書の指針は、ネットワークアクセス認証にEAP-TLSを使用する場合にも適用されます。TLSベースのネットワークアクセス認証を使うIoTデバイスは、アプリケーション層でDTLS/TLSを使うコードの大部分を再利用でき、フラッシュメモリを大幅に節約できます。ただし、ネットワークアクセス認証用の資格情報とアプリケーション層のセキュリティ用の資格情報は、通常異なります。
When a constrained client uploads sensor data to a server infrastructure, it may use CoAP by pushing the data via a POST message to a preconfigured endpoint on the server. In certain circumstances, this might be too limiting and additional functionality is needed, as shown in Figures 4 and 5, where the IoT device itself runs a CoAP server hosting the resource that is made accessible to other entities. Despite running a CoAP server on the IoT device, it is still the DTLS client on the IoT device that initiates the interaction with the non-constrained resource server in our scenario.
制約のあるクライアントがセンサーデータをサーバー基盤にアップロードするときは、サーバー上に事前設定されたエンドポイントへPOSTメッセージでデータを送るためにCoAPを使用できます。状況によってはこれだけでは不十分で、図4および図5のように、IoTデバイス自体がCoAPサーバーを実行し、他のエンティティからアクセス可能なリソースを提供する必要があります。このシナリオでは、IoTデバイス上でCoAPサーバーが動作していても、制約のないリソースサーバーとのやり取りを開始するのは同デバイス上のDTLSクライアントです。
Figure 4 shows a sensor starting a DTLS exchange with a resource directory and uses CoAP to register available resources in Figure 5. [CoRE-RD] defines the resource directory (RD) as a web entity that stores information about web resources and implements Representational State Transfer (REST) interfaces for registration and lookup of those resources. Note that the described exchange is borrowed from the Open Mobile Alliance (OMA) Lightweight Machine-to-Machine (LWM2M) specification [LWM2M] that uses RD but adds proxy functionality.
図4はセンサーがリソースディレクトリとのDTLS交換を開始する様子を示し、図5はCoAPを使って利用可能なリソースを登録する様子を示します。[CoRE-RD]は、Webリソースの情報を保存し、それらの登録と検索のためのRepresentational State Transfer（REST）インターフェイスを実装するWebエンティティとして、リソースディレクトリ（RD）を定義しています。なお、ここで説明する交換は、RDを使いながらプロキシ機能も追加するOpen Mobile Alliance（OMA）のLightweight Machine-to-Machine（LWM2M）仕様[LWM2M]から採用されています。
The initial DTLS interaction between the sensor, acting as a DTLS client, and the resource directory, acting as a DTLS server, will be a full DTLS handshake. Once this handshake is complete, both parties have established the DTLS record layer. Subsequently, the CoAP client can securely register at the resource directory.
DTLSクライアントとして動作するセンサーと、DTLSサーバーとして動作するリソースディレクトリとの最初のやり取りでは、完全なDTLSハンドシェイクを行います。ハンドシェイクが完了すると、両端でDTLSレコード層が確立されます。その後、CoAPクライアントはリソースディレクトリに安全に登録できます。
After some time (assuming that the client regularly refreshes its registration), the resource directory receives a request from an application to retrieve the temperature information from the sensor. This request is relayed by the resource directory to the sensor using a GET message exchange. The already established DTLS record layer can be used to secure the message exchange.
しばらくすると（クライアントが定期的に登録を更新すると想定）、リソースディレクトリはアプリケーションからリクエストを受け取り、センサーから温度情報を取得します。このリクエストは、GETメッセージ交換を使用してリソースディレクトリからセンサーにリレーされます。すでに確立されているDTLSレコード層を使用して、メッセージ交換を保護できます。
Resource
Sensor Directory
------ ---------
+---
|
| ClientHello -------->
| #client_certificate_type#
F| #server_certificate_type#
U|
L| <------- HelloVerifyRequest
L|
| ClientHello -------->
D| #client_certificate_type#
T| #server_certificate_type#
L|
S| ServerHello
| #client_certificate_type#
H| #server_certificate_type#
A| Certificate
N| ServerKeyExchange
D| CertificateRequest
S| <-------- ServerHelloDone
H|
A| Certificate
K| ClientKeyExchange
E| CertificateVerify
| [ChangeCipherSpec]
| Finished -------->
|
| [ChangeCipherSpec]
| <-------- Finished
+---
Note: Extensions marked with "#" were introduced with RFC 7250.
注：「＃」でマークされた拡張機能は、RFC 7250で導入されました。
Figure 4: DTLS/CoAP Exchange Using Resource Directory:
Part 1 -- DTLS Handshake
Figure 5 shows the DTLS-secured communication between the sensor and the resource directory using CoAP.
図5は、CoAPを使用したセンサーとリソースディレクトリ間のDTLSで保護された通信を示しています。
Resource
Sensor Directory
------ ---------
[[==============DTLS-Secured Communication===================]]
+--- ///+
C| \ D
O| Req: POST coap://rd.example.com/rd?ep=node1 \ T
A| Payload: \ L
P| </temp>;ct=41; \ S
| rt="temperature-c";if="sensor", \
R| </light>;ct=41; \ R
D| rt="light-lux";if="sensor" \ E
| --------> \ C
R| \ O
E| \ R
G| Res: 2.01 Created \ D
| <-------- Location: /rd/4521 \
| \ L
+--- \ A
\ Y
* \ E
* (time passes) \ R
* \
+--- \ P
C| \ R
O| Req: GET coaps://sensor.example.com/temp \ O
A| <-------- \ T
P| \ E
| Res: 2.05 Content \ C
G| Payload: \ T
E| 25.5 --------> \ E
T| \ D
+--- ///+
Figure 5: DTLS/CoAP Exchange Using Resource Directory:
Part 2 -- CoAP/RD Exchange
Note that the CoAP GET message transmitted from the resource server is protected using the previously established DTLS record layer.
リソースサーバーから送信されたCoAP GETメッセージは、以前に確立されたDTLSレコードレイヤーを使用して保護されることに注意してください。
Section 3.2.1 illustrates a deployment model where the TLS/DTLS client is constrained and efforts need to be taken to improve memory utilization, bandwidth consumption, reduce performance impacts, etc. In this section, we assume a scenario where constrained devices run TLS/DTLS servers to secure access to application-layer services running on top of CoAP, HTTP, or other protocols. Figure 6 illustrates a possible deployment whereby a number of constrained servers are waiting for regular clients to access their resources. The entire process is likely, but not necessarily, controlled by a third party, the authentication and authorization server. This authentication and authorization server is responsible for holding authorization policies that govern the access to resources and distribution of keying material.
セクション3.2.1では、TLS/DTLSクライアントに制約がある構成を示しました。この構成では、メモリ使用量や帯域幅の削減、性能への影響の軽減などが必要です。本節では、制約のあるデバイスがTLS/DTLSサーバーとして動作し、CoAP、HTTPなどの上位層プロトコル上で動くアプリケーションサービスへのアクセスを保護する構成を想定します。図6は、複数の制約付きサーバーが通常のクライアントからリソースへのアクセスを待つ例です。全体の処理は、認証・認可サーバーという第三者が制御する可能性が高いものの、必ずしもそうとは限りません。このサーバーは、リソースへのアクセスを管理する認可ポリシーと鍵素材の配布を担います。
+////////////////////////////////////+
| Configuration |
|////////////////////////////////////|
| Credentials |
| Client A -> Public Key |
| Server S1 -> Symmetric Key |
| Server S2 -> Certificate |
| Server S3 -> Public Key |
| Trust Anchor Store |
| Access Control Lists |
| Resource X: Client A / GET |
| Resource Y: Client A / PUT |
+------------------------------------+
oo
oooooo
o
+---------------+ +-----------+
|Authentication | +-------->|TLS/DTLS |
|& Authorization| | |Client A |
|Server | | +-----------+
+---------------+ ++
^ | +-----------+
\ | |Constrained|
\ ,-------. | Server S1 |
,' `. +-----------+
/ Local \
( Network )
\ / +-----------+
`. ,' |Constrained|
'---+---' | Server S2 |
| +-----------+
|
| +-----------+
+-----------------> |Constrained|
| Server S3 |
+-----------+
Figure 6: Constrained Server Profile
図6：制約付きサーバープロファイル
A deployment with constrained servers has to overcome several challenges. Below we explain how these challenges can be solved with CoAP, as an example. Other protocols may offer similar capabilities. While the requirements for the TLS/DTLS protocol profile change only slightly when run on a constrained server (in comparison to running it on a constrained client), several other ecosystem factors will impact deployment.
制約のあるサーバーを使用した展開では、いくつかの課題を克服する必要があります。以下では、例として、CoAPを使用してこれらの課題を解決する方法を説明します。他のプロトコルが同様の機能を提供する場合があります。 TLS/DTLSプロトコルプロファイルの要件は、制約付きサーバーで実行した場合（制約付きクライアントで実行した場合と比較して）ほんのわずかしか変化しませんが、他のいくつかのエコシステム要素が展開に影響を与えます。
There are several challenges that need to be addressed:
対処する必要があるいくつかの課題があります。
Discovery and Reachability:
発見と到達可能性：
A client must first and foremost discover the server before initiating a connection to it. Once it has been discovered, reachability to the device needs to be maintained.
クライアントは、サーバーへの接続を開始する前に、まずサーバーを検出しなければなりません。検出後は、そのデバイスへの到達可能性を維持する必要があります。
In CoAP, the discovery of resources offered by servers is accomplished by sending a unicast or multicast CoAP GET to a well-known URI. The Constrained RESTful Environments (CoRE) Link Format specification [RFC6690] describes the use case (see Section 1.2.1) and reserves the URI (see Section 7.1). Section 7 of the CoAP specification [RFC7252] describes the discovery procedure. [RFC7390] describes the use case for discovering CoAP servers using multicast (see Section 3.3) and specifies the protocol processing rules for CoAP group communications (see Section 2.7).
CoAPでは、サーバーによって提供されるリソースの検出は、既知のURIにユニキャストまたはマルチキャストCoAP GETを送信することによって行われます。制約付きRESTful環境（CoRE）リンク形式の仕様[RFC6690]は、ユースケースを記述し（セクション1.2.1を参照）、URIを予約します（セクション7.1を参照）。 CoAP仕様[RFC7252]のセクション7では、検出手順について説明しています。 [RFC7390]は、マルチキャスト（セクション3.3を参照）を使用してCoAPサーバーを検出するための使用例を説明し、CoAPグループ通信（セクション2.7を参照）のプロトコル処理ルールを指定します。
The use of RD [CoRE-RD] is yet another possibility for discovering registered servers and their resources. Since RD is usually not a proxy, clients can discover links registered with the RD and then access them directly.
RD [CoRE-RD]の使用は、登録済みサーバーとそのリソースを検出するためのもう1つの可能性です。通常、RDはプロキシではないため、クライアントはRDに登録されているリンクを検出し、それらに直接アクセスできます。
Authentication:
認証：
The next challenge concerns the provisioning of authentication credentials to the clients as well as servers. In Section 3.2.1, we assume that credentials (and other configuration information) are provisioned to the device, and that those can be used with the authorization servers. Of course, this leads to a very static relationship between the clients and their server-side infrastructure but poses fewer challenges from a deployment point of view, as described in Section 2 of [RFC7452]. In any case, engineers and product designers have to determine how the relevant credentials are distributed to the respective parties. For example, shared secrets may need to be provisioned to clients and the constrained servers for subsequent use of TLS/DTLS PSK. In other deployments, certificates, private keys, and trust anchors for use with certificate-based authentication may need to be utilized.
次の課題は、クライアントとサーバーへの認証資格情報のプロビジョニングです。セクション3.2.1では、資格情報（およびその他の構成情報）がデバイスに事前配布され、それを認可サーバーとの通信に使用できると想定しました。[RFC7452]のセクション2で説明されているように、この方式ではクライアントとサーバー側の基盤との関係が非常に固定的になりますが、展開時の課題は少なくなります。いずれにしても、エンジニアと製品設計者は、関係する資格情報を各当事者にどう配布するかを決める必要があります。たとえば、TLS/DTLSのPSKを使うため、共有シークレットをクライアントと制約付きサーバーに事前配布する場合があります。別の構成では、証明書ベースの認証に使う証明書、秘密鍵、トラストアンカーを配布する場合があります。
Practical solutions use either pairing (also called imprinting) or a trusted third party. With pairing, two devices execute a special protocol exchange that is unauthenticated to establish a shared key (for example, using an unauthenticated Diffie-Hellman (DH) exchange). To avoid man-in-the-middle attacks, an out-of-band channel is used to verify that nobody has tampered with the exchanged protocol messages. This out-of-band channel can come in many forms, including:
実用的な解決策には、ペアリング（imprintingとも呼ばれます）と信頼できる第三者の利用があります。ペアリングでは、2台のデバイスが未認証のプロトコル交換を行い、共有鍵を確立します（たとえば、未認証のDiffie-Hellman（DH）交換を使います）。中間者攻撃を防ぐため、帯域外チャネルを使って、交換したプロトコルメッセージが改ざんされていないことを確認します。この帯域外チャネルには、次のような形態があります。
* Human involvement by comparing hashed keys, entering passkeys, and scanning QR codes
* ハッシュ値の比較、パスキーの入力、QRコードの読み取りなど、人による操作
* The use of alternative wireless communication channels (e.g., infrared communication in addition to Wi-Fi)
* 代替ワイヤレス通信チャネルの使用（例：Wi-Fiに加えて赤外線通信）
* Proximity-based information
* 近接性に基づく情報
More details about these different pairing/imprinting techniques can be found in the Smart Object Security Workshop report [RFC7397] and various position papers submitted on that topic, such as [ImprintingSurvey]. The use of a trusted third party follows a different approach and is subject to ongoing standardization efforts in the Authentication and Authorization for Constrained Environments (ACE) working group [ACE-WG].
これら各種のペアリング/インプリンティング技術の詳細については、Smart Object Security Workshopレポート [RFC7397]、およびそのトピックに関して提出されたさまざまなポジションペーパー（[ImprintingSurvey] など）に記載されています。信頼できる第三者（サードパーティ）の利用は異なるアプローチを採用しており、Authentication and Authorization for Constrained Environments（ACE）ワーキンググループ [ACE-WG] で現在進められている標準化作業の対象となっています。
Authorization
認可
The last challenge is the ability for the constrained server to make an authorization decision when clients access protected resources. Pre-provisioning access control information to constrained servers may be one option but works only in a small scale, less dynamic environment. For a finer-grained and more dynamic access control solution, the reader is referred to the ongoing work in the IETF ACE working group.
最後の課題は、クライアントが保護対象のリソースにアクセスしたとき、制約付きサーバーが認可を判断できるようにすることです。制約付きサーバーにアクセス制御情報を事前配布する方法もありますが、小規模で変化の少ない環境にしか適しません。より細粒度で動的なアクセス制御の解決策については、IETF ACEワーキンググループで進行中の作業を参照してください。
Figure 7 shows an example interaction whereby a device, a thermostat in our case, searches in the local network for discoverable resources and accesses those. The thermostat starts the procedure using a link-local discovery message using the "All CoAP Nodes" multicast address by utilizing the link format per RFC 6690 [RFC6690]. The IPv6 multicast address used for CoAP link-local discovery is FF02::FD. As a result, a temperature sensor and a fan respond. These responses allow the thermostat to subsequently read temperature information from the temperature sensor with a CoAP GET request issued to the previously learned endpoint. In this example we assume that accessing the temperature sensor readings and controlling the fan requires authentication and authorization of the thermostat and TLS is used to authenticate both endpoints and to secure the communication.
図7は、デバイス（この例ではサーモスタット）がローカルネットワークで検出可能なリソースを探し、それらにアクセスする例を示します。サーモスタットはRFC 6690 [RFC6690]のリンク形式に従い、「All CoAP Nodes」マルチキャストアドレス宛てにリンクローカル探索メッセージを送信して処理を開始します。CoAPのリンクローカル探索に使うIPv6マルチキャストアドレスはFF02::FDです。その結果、温度センサーとファンから応答が返ります。サーモスタットは応答を受け、先に判明したエンドポイントへCoAP GET要求を送り、温度センサーから温度情報を読み取ります。この例では、温度センサーの読み取り値へのアクセスとファンの制御にサーモスタットの認証および認可が必要であり、TLSを使って両エンドポイントを認証し、通信を保護すると想定します。
Temperature
Thermostat Sensor Fan
---------- --------- ---
Discovery
-------------------->
GET coap://[FF02::FD]/.well-known/core
CoAP 2.05 Content
<-------------------------------
</3303/0/5700>;rt="temperature";
if="sensor"
CoAP 2.05 Content
<--------------------------------------------------
</fan>;rt="fan";if="actuation"
+~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~+
\ Protocol steps to obtain access token or keying /
\ material for access to the temperature sensor and fan. /
+~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~+
Read Sensor Data
(authenticated/authorized)
------------------------------->
GET /3303/0/5700
CoAP 2.05 Content
<-------------------------------
22.5 C
Configure Actuator
(authenticated/authorized)
------------------------------------------------->
PUT /fan?on-off=true
CoAP 2.04 Changed
<-------------------------------------------------
Figure 7: Local Discovery and Resource Access
図7：ローカル検出とリソースアクセス
TLS (and consequently DTLS) support ciphersuites, and an IANA registry [IANA-TLS] was created to register the suites. A ciphersuite (and the specification that defines it) contains the following information:
TLS（およびそれを基にしたDTLS）は暗号スイートをサポートしており、これらを登録するためにIANAレジストリ[IANA-TLS]が設けられました。暗号スイートとそれを定義する仕様には、次の情報が含まれます。
o Authentication and key exchange algorithm (e.g., PSK)
o 認証および鍵交換アルゴリズム（PSKなど）
o Cipher and key length (e.g., Advanced Encryption Standard (AES) with 128-bit keys [AES])
o 暗号とキーの長さ（128ビットキーを使用したAdvanced Encryption Standard（AES）[AES]など）
o Mode of operation (e.g., Counter with CBC-MAC (CCM) mode for AES) [RFC3610]
o 動作モード（AES用のCBC-MAC付きカウンターモード（CCM）など）[RFC3610]
o Hash algorithm for use with pseudorandom functions (e.g., HMAC with the SHA-256)
o 擬似ランダム関数で使用するハッシュアルゴリズム（SHA-256を使用したHMACなど）
o Misc information (e.g., length of authentication tags)
o その他の情報（認証タグの長さなど）
o Information whether the ciphersuite is suitable for DTLS or only for TLS
o 暗号スイートがDTLSに適しているか、TLSにのみ適しているかに関する情報
The TLS ciphersuite TLS_PSK_WITH_AES_128_CCM_8, for example, uses a pre-shared authentication and key exchange algorithm. [RFC6655] defines this ciphersuite. It uses the AES encryption algorithm, which is a block cipher. Since the AES algorithm supports different key lengths (such as 128, 192, and 256 bits), this information has to be specified as well, and the selected ciphersuite supports 128-bit keys. A block cipher encrypts plaintext in fixed-size blocks, and AES operates on a block size of 128 bits. For messages exceeding 128 bits, the message is partitioned into 128-bit blocks, and the AES cipher is applied to these input blocks with appropriate chaining, which is called mode of operation.
たとえば、TLS暗号スイートTLS_PSK_WITH_AES_128_CCM_8は、事前共有鍵による認証および鍵交換アルゴリズムを使用します。[RFC6655]はこの暗号スイートを定義しています。このスイートはブロック暗号であるAESを使用します。AESは128、192、256ビットなど複数の鍵長をサポートするため、鍵長も指定する必要があります。この暗号スイートが選ぶ鍵長は128ビットです。ブロック暗号は固定長ブロック単位で平文を暗号化し、AESのブロック長は128ビットです。128ビットを超えるメッセージは128ビットのブロックに分割され、適切な連鎖方式で各ブロックにAES暗号を適用します。この連鎖方式を動作モードと呼びます。
Some AEAD ciphersuites have shorter authentication tags (i.e., message authentication codes) and are therefore more suitable for networks with low bandwidth where small message size matters. The TLS_PSK_WITH_AES_128_CCM_8 ciphersuite that ends in "_8" has an 8-octet authentication tag, while the regular CCM ciphersuites have, at the time of writing, 16-octet authentication tags. The design of CCM and the security properties are described in [CCM].
一部のAEAD暗号スイートは認証タグ（メッセージ認証コード）が短いため、メッセージサイズを小さくすることが重要な低帯域幅ネットワークに適しています。名前が「_8」で終わるTLS_PSK_WITH_AES_128_CCM_8暗号スイートの認証タグは8オクテットです。一方、執筆時点で通常のCCM暗号スイートの認証タグは16オクテットです。CCMの設計とセキュリティ特性については[CCM]で説明されています。
TLS 1.2 also replaced the combination of MD5/SHA-1 hash functions in the TLS pseudorandom function (PRF) used in earlier versions of TLS with ciphersuite-specified PRFs. For this reason, authors of more recent TLS 1.2 ciphersuite specifications explicitly indicate the MAC algorithm and the hash functions used with the TLS PRF.
TLS 1.2では、以前のバージョンのTLSで使用されていたTLS疑似ランダム関数（PRF）のMD5/SHA-1ハッシュ関数の組み合わせも、暗号スイート指定のPRFに置き換えられました。このため、最近のTLS 1.2 ciphersuite仕様の作成者は、TLS PRFで使用されるMACアルゴリズムとハッシュ関数を明示的に示しています。
The mandatory-to-implement functionality will depend on the credential type used with IoT devices. The subsections below describe the implications of three different credential types, namely pre-shared secrets, raw public keys, and certificates.
実装に必須の機能は、IoTデバイスで使用される資格情報の種類によって異なります。以下のサブセクションでは、3つの異なる資格情報タイプ、つまり事前共有シークレット、生の公開鍵、証明書の影響について説明します。
All exchanges described in the subsequent sections assume that some information has been distributed before the TLS/DTLS interaction starts. The credentials are used to authenticate the client to the server, and vice versa. What information items have to be distributed depends on the chosen credential types. In all cases, the IoT device needs to know what algorithms to prefer, particularly if there are multiple algorithm choices available as part of the implemented ciphersuites, as well as information about the other communication endpoint (for example, in the form of a URI) a particular credential has to be used with.
以降の各節で説明するやり取りでは、TLS/DTLSの通信開始前に必要な情報が配布されていると想定します。資格情報は、クライアントをサーバーに対して、またサーバーをクライアントに対して認証するために使います。配布する情報は、選択した資格情報の種類によって異なります。いずれの場合も、IoTデバイスは、実装した暗号スイートに複数のアルゴリズム候補があるときにどれを優先するかを把握する必要があります。また、各資格情報をどの通信相手（たとえばURIで示される相手）に使うかも把握する必要があります。
Pre-Shared Secrets: In this case, a shared secret together with an identifier needs to be made available to the device as well as to the other communication party.
事前共有シークレット：この場合、識別子と共有シークレットを、デバイスと通信相手の両方が利用できるようにしておく必要があります。
Raw Public Keys: A public key together with a private key are stored on the device and typically associated with some identifier. To authenticate the other communication party, the appropriate credential has to be known. If the other end uses raw public keys as well, then their public key needs to be provisioned (out of band) to the device.
Raw Public Keys（生公開鍵）: 公開鍵は秘密鍵とともにデバイスに格納され、通常は何らかの識別子に関連付けられます。相手方の通信当事者を認証するには、適切な認証情報を知っている必要があります。相手側も生公開鍵を使用している場合、その公開鍵を（帯域外で）デバイスにプロビジョニングしておく必要があります。
Certificates: The use of certificates requires the device to store the public key (as part of the certificate) as well as the private key. The certificate will contain the identifier of the device as well as various other attributes. Both communication parties are assumed to be in possession of a trust anchor store that contains CA certificates and, in case of certificate pinning, end-entity certificates. Similar to the other credentials, the IoT device needs information about which entity to use which certificate with. Without a trust anchor store on the IoT device, it will not be possible to perform certificate validation.
証明書: 証明書を使用する場合、デバイスは秘密鍵だけでなく公開鍵（証明書の一部として）も保存する必要があります。証明書には、デバイスの識別子およびその他のさまざまな属性が含まれます。双方の通信当事者は、CA証明書を含むトラストアンカーストア（証明書ピニングの場合はエンドエンティティ証明書を含む）を保持していると想定されます。他の認証情報と同様に、IoTデバイスはどのエンティティに対してどの証明書を使用するかに関する情報を必要とします。IoTデバイスにトラストアンカーストアがなければ、証明書の検証を実行することはできません。
We call the above-listed information "device credentials" and these device credentials may be provisioned to the device already during the manufacturing time or later in the process, depending on the envisioned business and deployment model. These initial credentials are often called "root of trust". Whatever process is chosen for generating these initial device credentials, it MUST be ensured that a different key pair is provisioned for each device and installed in as secure a manner as possible. For example, it is preferable to generate public/private keys on the IoT device itself rather than generating them outside the device. Since an IoT device is likely to interact with various other parties, the initial device credential may only be used with some dedicated entities, and configuring further configuration and credentials to the device is left to a separate interaction. An example of a dedicated protocol used to distribute credentials, access control lists, and configure information is the LWM2M protocol [LWM2M].
上記の情報を「デバイス資格情報」と呼びます。想定するビジネスモデルや展開モデルに応じて、製造時またはその後の工程でデバイスにプロビジョニングされる場合があります。これらの初期資格情報は「root of trust」と呼ばれることがあります。初期デバイス資格情報の生成方法にかかわらず、デバイスごとに異なる鍵ペアをプロビジョニングし、可能な限り安全な方法でインストールしなければなりません (MUST)。たとえば、公開鍵と秘密鍵はデバイスの外部で生成するより、IoTデバイス自体で生成する方が望ましいです。IoTデバイスはさまざまな相手と通信する可能性が高いため、初期資格情報を特定の相手との通信にだけ使い、その後の設定や追加資格情報の配布は別のやり取りに委ねる場合があります。資格情報、アクセス制御リスト、構成情報を配布する専用プロトコルの例として、LWM2M [LWM2M]があります。
For all the credentials listed above, there is a chance that those may need to be replaced or deleted. While separate protocols have been developed to check the status of these credentials and to manage these credentials, such as the Trust Anchor Management Protocol (TAMP) [RFC5934], their usage is, however, not envisioned in the IoT context so far. IoT devices are assumed to have a software update mechanism built-in, and it will allow updates of low-level device information, including credentials and configuration parameters. This document does, however, not mandate a specific software/firmware update protocol.
上記のすべての資格情報について、それらを置き換えるか削除する必要がある可能性があります。 Trust Anchor Management Protocol（TAMP）[RFC5934]など、これらの資格情報のステータスをチェックし、これらの資格情報を管理するための個別のプロトコルが開発されていますが、現在のところ、IoTコンテキストでの使用は想定されていません。 IoTデバイスにはソフトウェア更新メカニズムが組み込まれていると想定されており、資格情報や構成パラメーターなどの低レベルのデバイス情報を更新できます。ただし、このドキュメントでは、特定のソフトウェア/ファームウェア更新プロトコルを義務付けていません。
With all credentials used as input to TLS/DTLS authentication, it is important that these credentials have been generated with care. When using a pre-shared secret, a critical consideration is using sufficient entropy during the key generation, as discussed in [RFC4086]. Deriving a shared secret from a password, some device identifiers, or other low-entropy sources is not secure. A low-entropy secret, or password, is subject to dictionary attacks. Attention also has to be paid when generating public/private key pairs since the lack of randomness can result in the same key pair being used in many devices. This topic is also discussed in Section 12 since keys are generated during the TLS/DTLS exchange itself as well, and the same considerations apply.
TLS/DTLS認証の入力として使うすべての資格情報は、慎重に生成することが重要です。事前共有シークレットを使う場合、[RFC4086]で説明されているように、鍵の生成時に十分なエントロピーを確保することが重要です。パスワード、デバイス識別子などの低エントロピーな情報から共有シークレットを導出するのは安全ではありません。エントロピーの低いシークレットやパスワードは、辞書攻撃の対象になります。公開鍵と秘密鍵のペアを生成するときも注意が必要です。乱数が不十分だと、複数のデバイスで同じ鍵ペアが使われるおそれがあります。この点はセクション12でも説明します。TLS/DTLSのやり取り自体でも鍵を生成し、同じ考慮事項が当てはまるためです。
The use of raw public keys with TLS/DTLS, as defined in [RFC7250], is the first entry point into public key cryptography without having to pay the price of certificates and a public key infrastructure (PKI). The specification reuses the existing Certificate message to convey the raw public key encoded in the SubjectPublicKeyInfo structure. To indicate support, two new extensions had been defined, as shown in Figure 9, namely the server_certificate_type and the client_certificate_type.
[RFC7250]で定義されているTLS/DTLSでの生の公開鍵の利用は、証明書や公開鍵基盤（PKI）のコストを負担せずに公開鍵暗号を使うための最初の手段です。この仕様は既存のCertificateメッセージを再利用し、SubjectPublicKeyInfo構造に符号化した生の公開鍵を伝えます。サポートを示すため、図9のとおりserver_certificate_typeとclient_certificate_typeという2つの拡張が定義されました。
Client Server
------ ------
ClientHello -------->
#client_certificate_type#
#server_certificate_type#
ServerHello
#client_certificate_type#
#server_certificate_type#
Certificate
ServerKeyExchange
CertificateRequest
<-------- ServerHelloDone
Certificate
ClientKeyExchange
CertificateVerify
[ChangeCipherSpec]
Finished -------->
[ChangeCipherSpec]
<-------- Finished
Note: Extensions marked with "#" were introduced with RFC 7250.
注：「＃」でマークされた拡張機能は、RFC 7250で導入されました。
Figure 9: DTLS Raw Public Key Exchange
図9：DTLS生の公開鍵交換
The CoAP-recommended ciphersuite for use with this credential type is TLS_ECDHE_ECDSA_WITH_AES_128_CCM_8 [RFC7251]. This AES-CCM TLS ciphersuite based on elliptic curve cryptography (ECC) uses the Ephemeral Elliptic Curve Diffie-Hellman (ECDHE) as the key establishment mechanism and an Elliptic Curve Digital Signature Algorithm (ECDSA) for authentication. The named DH groups [FFDHE-TLS] are not applicable to this profile since it relies on the ECC-based counterparts. This ciphersuite makes use of the AEAD capability in DTLS 1.2 and utilizes an 8-octet authentication tag. The use of a DH key exchange provides perfect forward secrecy (PFS). More details about PFS can be found in Section 9.
この認証情報タイプで使用するためにCoAPで推奨される暗号スイートは、TLS_ECDHE_ECDSA_WITH_AES_128_CCM_8 [RFC7251]です。楕円曲線暗号（ECC）に基づくこのAES-CCM TLS暗号スイートは、鍵確立メカニズムとしてEphemeral Elliptic Curve Diffie-Hellman（ECDHE）を使用し、認証には楕円曲線デジタル署名アルゴリズム（ECDSA）を使用します。名前付きDHグループ[FFDHE-TLS]は、ECCベースの対応物に依存しているため、このプロファイルには適用されません。この暗号スイートは、DTLS 1.2のAEAD機能を利用し、8オクテットの認証タグを利用します。 DH鍵交換を使用すると、Perfect Forward Secrecy（PFS）が提供されます。 PFSの詳細については、セクション9を参照してください。
[RFC6090] provides valuable information for implementing ECC algorithms, particularly for choosing methods that have been available in the literature for a long time (i.e., 20 years and more).
[RFC6090] provides valuable information for implementing ECC algorithms, particularly for choosing methods that have been available in the literature for a long time (i.e., 20 years and more).
A device compliant with the profile in this section MUST implement TLS_ECDHE_ECDSA_WITH_AES_128_CCM_8 and follow the guidance from this section.
このセクションのプロファイルに準拠するデバイスは、TLS_ECDHE_ECDSA_WITH_AES_128_CCM_8を実装し、このセクションのガイダンスに従わなければなりません (MUST)。
The use of mutual certificate-based authentication is shown in Figure 10, which makes use of the "cached_info" extension [RFC7924]. Support of the "cached_info" extension is REQUIRED. Caching certificate chains allows the client to reduce the communication overhead significantly, otherwise the server would provide the end-entity certificate and the certificate chain with every full DTLS handshake.
相互の証明書ベース認証を図10に示します。この認証では「cached_info」拡張[RFC7924]を使用します。「cached_info」拡張への対応は必須です (MUST)。証明書チェーンをキャッシュすると、クライアントは通信量を大幅に削減できます。キャッシュしない場合、サーバーは完全なDTLSハンドシェイクのたびにエンドエンティティ証明書と証明書チェーンを送信します。
Client Server
------ ------
ClientHello -------->
*cached_info*
ServerHello
*cached_info*
Certificate
ServerKeyExchange
CertificateRequest
<-------- ServerHelloDone
Certificate
ClientKeyExchange
CertificateVerify
[ChangeCipherSpec]
Finished -------->
[ChangeCipherSpec]
<-------- Finished
Note: Extensions marked with "*" were introduced with RFC 7924.
注：「*」でマークされた拡張機能は、RFC 7924で導入されました。
Figure 10: DTLS Mutual Certificate-Based Authentication
図10：DTLS相互証明書ベースの認証
TLS/DTLS offers a lot of choices when selecting ECC-based ciphersuites. This document restricts the use to named curves defined in RFC 4492 [RFC4492]. At the time of writing, the recommended curve is secp256r1, and the use of uncompressed points follows the recommendation in CoAP. Note that standardization for Curve25519 (for ECDHE) is ongoing (see [RFC7748]), and support for this curve will likely be required in the future.
A device compliant with the profile in this section MUST implement TLS_ECDHE_ECDSA_WITH_AES_128_CCM_8 and follow the guidance from this section.
このセクションのプロファイルに準拠するデバイスは、TLS_ECDHE_ECDSA_WITH_AES_128_CCM_8を実装し、このセクションのガイダンスに従わなければなりません (MUST)。
The algorithm for verifying the service identity, as described in RFC 6125 [RFC6125], is essential for ensuring proper security when certificates are used. As a summary, the algorithm contains the following steps:
RFC 6125 [RFC6125]で説明されているように、サービスIDを検証するアルゴリズムは、証明書が使用されるときに適切なセキュリティを確保するために不可欠です。要約すると、アルゴリズムには次のステップが含まれます。
1. The client constructs a list of acceptable reference identifiers based on the source domain and, optionally, the type of service to which the client is connecting.
1. クライアントは、ソースドメインと、オプションで、クライアントが接続しているサービスのタイプに基づいて、受け入れ可能な参照識別子のリストを作成します。
2. The server provides its identifiers in the form of a PKIX certificate.
2. サーバーは、PKIX証明書の形式で識別子を提供します。
3. The client checks each of its reference identifiers against the presented identifiers for the purpose of finding a match.
3. クライアントは、一致を見つけるために、提示された識別子に対して各参照識別子をチェックします。
4. When checking a reference identifier against a presented identifier, the client matches the source domain of the identifiers and, optionally, their application service type.
4. 提示された識別子に対して参照識別子をチェックするとき、クライアントは識別子のソースドメインと、オプションでそれらのアプリケーションサービスタイプを照合します。
For various terms used in the algorithm shown above, consult RFC 6125. It is important to highlight that comparing the reference identifier against the presented identifier obtained from the certificate is required to ensure the client is communicating with the intended server.
上記のアルゴリズムで使用されるさまざまな用語については、RFC 6125を参照してください。クライアントが目的のサーバーと通信していることを確認するには、参照識別子を証明書から取得した提示された識別子と比較する必要があることを強調することが重要です。
It is worth noting that the algorithm description and the text in RFC 6125 assumes that fully qualified DNS domain names are used. If a server node is provisioned with a fully qualified DNS domain, then the server certificate MUST contain the fully qualified DNS domain name or "FQDN" as dNSName [RFC5280]. For CoAP, the coaps URI scheme is described in Section 6.2 of [RFC7252]. This FQDN is stored in the SubjectAltName or in the leftmost Common Name (CN) component of the subject name, as explained in Section 9.1.3.3 of [RFC7252], and used by the client to match it against the FQDN used during the lookup process, as described in [RFC6125]. For other protocols, the appropriate URI scheme specification has to be consulted.
アルゴリズムの説明とRFC 6125の記述は、完全修飾DNSドメイン名が使用されることを前提としている点に注意する価値があります。サーバーノードに完全修飾DNSドメインがプロビジョニングされている場合、サーバー証明書には、完全修飾DNSドメイン名、すなわち「FQDN」がdNSName [RFC5280]として含まれていなければなりません (MUST)。CoAPについては、coaps URIスキームが[RFC7252]のセクション6.2で説明されています。このFQDNは、[RFC7252]のセクション9.1.3.3で説明されているとおり、SubjectAltNameまたはサブジェクト名の最も左のCommon Name（CN）コンポーネントに格納され、[RFC6125]で説明されているように、クライアントがルックアップ処理中に使用したFQDNと照合するために使用されます。その他のプロトコルについては、適切なURIスキームの仕様を参照する必要があります。
The following recommendation is provided:
以下の推奨事項が提供されています。
1. Certificates MUST NOT use DNS domain names in the CN of certificates and instead use the subjectAltName attribute, as described in the previous paragraph.
1. 証明書はCNにDNSドメイン名を含めてはならず、代わりに前段落で説明したsubjectAltName属性を使用します (MUST NOT)。
2. Certificates MUST NOT contain domain names with wildcard characters.
2. 証明書にはワイルドカード文字を含むドメイン名を含めてはなりません (MUST NOT)。
3. Certificates MUST NOT contain multiple names (e.g., more than one dNSName field).
3. 証明書に複数の名前を含めてはなりません (MUST NOT)（たとえば、dNSNameフィールドを複数含めてはなりません）。
Note that there will be servers that are not provisioned for use with DNS domain names, for example, IoT devices that offer resources to nearby devices in a local area network, as shown in Figure 7. When such constrained servers are used, then the use of certificates as described in Section 4.4.2 is applicable. Note that the SNI extension cannot be used in this case since SNI does not offer the ability to convey a 64-bit Extended Unique Identifier (EUI-64) [EUI64]. Note that this document does not recommend use of IP addresses in certificates nor does it discuss the implications of placing IP addresses in certificates.
図7に示すような、ローカルエリアネットワーク内の近くのデバイスにリソースを提供するIoTデバイスなど、DNSドメイン名を使う前提で構成されていないサーバーもあります。このような制約付きサーバーでは、セクション4.4.2で説明する証明書の使い方が適用されます。この場合、SNI拡張では64ビットの拡張一意識別子（EUI-64）[EUI64]を伝えられないため、SNIは使えません。本書は証明書でのIPアドレス使用を推奨しておらず、証明書にIPアドレスを格納する影響も扱いません。
For client certificates, the identifier used in the SubjectAltName or in the leftmost CN component of subject name MUST be an EUI-64.
クライアント証明書の場合、SubjectAltNameまたはサブジェクト名の左端のCNコンポーネントで使用される識別子はEUI-64でなければなりません (MUST)。
For certificate revocation, neither the Online Certificate Status Protocol (OCSP) nor Certificate Revocation Lists (CRLs) are used. Instead, this profile relies on a software update mechanism to provision information about revoked certificates. While multiple OCSP stapling [RFC6961] has recently been introduced as a mechanism to piggyback OCSP request/responses inside the DTLS/TLS handshake (to avoid the cost of a separate protocol handshake), further investigations are needed to determine its suitability for the IoT environment.
証明書の失効確認には、Online Certificate Status Protocol（OCSP）もCertificate Revocation List（CRL）も使いません。代わりに、このプロファイルではソフトウェア更新機構を通じて失効証明書の情報を配布します。別個のプロトコルハンドシェイクにかかるコストを避けるため、DTLS/TLSハンドシェイク内に複数のOCSP要求と応答を含める機能（multiple OCSP stapling）[RFC6961]が最近導入されました。ただし、IoT環境に適するかどうかを判断するには、さらなる検討が必要です。
As stated earlier in this section, modifications to the trust anchor store depends on a software update mechanism as well. There are limitations to the use of a software update mechanism because of the potential inability to change certain types of keys, such as those provisioned during manufacturing. For this reason, manufacturer-provisioned credentials are typically employed only to obtain further certificates (for example, via a key distribution server) for use with servers the IoT device is finally communicating with.
このセクションで前述したように、トラストアンカーストアへの変更は、ソフトウェアの更新メカニズムにも依存します。製造時にプロビジョニングされたキーなど、特定のタイプのキーを変更できない可能性があるため、ソフトウェア更新メカニズムの使用には制限があります。このため、製造元がプロビジョニングした資格情報は、通常、IoTデバイスが最終的に通信するサーバーで使用するための追加の証明書（たとえば、キー配布サーバー経由）を取得するためにのみ使用されます。
All certificate elements listed in Table 1 MUST be implemented by clients and servers claiming support for certificate-based authentication. No other certificate elements are used by this specification.
表1に列挙した証明書要素はすべて、証明書ベース認証をサポートすると表明するクライアントとサーバーが実装しなければなりません (MUST)。本仕様では、これ以外の証明書要素は使用しません。
When using certificates, IoT devices MUST provide support for a server certificate chain of at least 3, not including the trust anchor, and MAY reject connections from servers offering chains longer than 3. IoT devices MAY have client certificate chains of any length. Obviously, longer chains require more digital signature verification operations to perform and lead to larger certificate messages in the TLS handshake.
証明書を使う場合、IoTデバイスはトラストアンカーを除いて少なくとも3枚のサーバー証明書から成るチェーンをサポートしなければなりません (MUST)。チェーンが3枚を超える証明書を提示するサーバーからの接続を拒否してもかまいません (MAY)。IoTデバイスのクライアント証明書チェーンは、長さに制限がなくてもかまいません (MAY)。チェーンが長いほど、検証に必要なデジタル署名処理が増え、TLSハンドシェイクで送る証明書メッセージも大きくなります。
Table 1 provides a summary of the elements in a certificate for use with this profile.
表1は、このプロファイルで使用する証明書の要素の概要を示しています。
+----------------------+--------------------------------------------+ | Element | Notes | +----------------------+--------------------------------------------+ | version | This profile uses X.509 v3 certificates | | | [RFC5280]. | | | | | serialNumber | Positive integer unique per certificate. | | | | | signature | This field contains the signature | | | algorithm, and this profile uses ecdsa- | | | with-SHA256 or stronger [RFC5758]. | | | | | issuer | Contains the DN of the issuing CA. | | | | | validity | Values expressed as UTC time in notBefore | | | and notAfter fields. No validity period | | | mandated. | | | | | subject | See rules outlined in this section. | | | | | subjectPublicKeyInfo | The SubjectPublicKeyInfo structure | | | indicates the algorithm and any associated | | | parameters for the ECC public key. This | | | profile uses the id-ecPublicKey algorithm | | | identifier for ECDSA signature keys, as | | | defined and specified in [RFC5480]. | | | | | signatureAlgorithm | The ECDSA signature algorithm with ecdsa- | | | with-SHA256 or stronger. | | | | | signatureValue | Bit string containing the digital | | | signature. | | | |
| Extension: | See rules outlined in this section. |
| subjectAltName | |
| | |
| Extension: | Indicates whether the subject of the |
| BasicConstraints | certificate is a CA and the maximum depth |
| | of valid certification paths that include |
| | this certificate. This extension is used |
| | for CA certs only, and then the value of |
| | the "cA" field is set to TRUE. The |
| | default is FALSE. |
| | |
| Extension: Key Usage | The KeyUsage field MAY have the following |
| | values in the context of this profile: |
| | digitalSignature or keyAgreement, |
| | keyCertSign for verifying signatures on |
| | public key certificates. |
| | |
| Extension: Extended | The ExtKeyUsageSyntax field MAY have the |
| Key Usage | following values in context of this |
| | profile: id-kp-serverAuth for server |
| | authentication, id-kp-clientAuth for |
| | client authentication, id-kp-codeSigning |
| | for code signing (for software update |
| | mechanism), and id-kp-OCSPSigning for |
| | future OCSP usage in TLS. |
+----------------------+--------------------------------------------+
Table 1: Certificate Content
表1：証明書の内容
There are various cryptographic algorithms available to sign digital certificates; those algorithms include RSA, the Digital Signature Algorithm (DSA), and ECDSA. As Table 1 shows, certificates are signed using ECDSA in this profile. This is not only true for the end-entity certificates but also for all other certificates in the chain, including CA certificates. This profiling reduces the amount of flash memory needed on an IoT device to store the code of several algorithm implementations due to the smaller number of options.
デジタル証明書の署名には、RSA、Digital Signature Algorithm（DSA）、ECDSAなど、さまざまな暗号アルゴリズムを使えます。表1に示すとおり、このプロファイルでは証明書にECDSA署名を使います。これはエンドエンティティ証明書だけでなく、CA証明書を含むチェーン内のすべての証明書に当てはまります。プロファイルで選択肢を絞ることで、IoTデバイスに複数のアルゴリズム実装のコードを格納するために必要なフラッシュメモリ量を削減できます。
Further details about X.509 certificates can be found in Section 9.1.3.3 of [RFC7252].
X.509証明書の詳細については、[RFC7252]のセクション9.1.3.3をご覧ください。
RFC 6066 [RFC6066] allows the sending of client-side certificates to be avoided and uses URLs instead. This reduces the over-the-air transmission. Note that the TLS "cached_info" extension does not provide any help with caching client certificates.
RFC 6066 [RFC6066]では、クライアント側の証明書の送信を回避でき、代わりにURLを使用します。これにより、無線送信が減少します。 TLSの「cached_info」拡張機能は、クライアント証明書のキャッシングに関するヘルプを提供しないことに注意してください。
TLS/DTLS clients MUST implement support for client certificate URLs for those environments where client-side certificates are used and the server-side is not constrained. For constrained servers this functionality is NOT RECOMMENDED since it forces the server to execute an additional protocol exchange, potentially using a protocol it does not even support. The use of this extension also increases the risk of a DoS attack against the constrained server due to the additional workload.
クライアント証明書を使い、サーバー側に制約がない環境では、TLS/DTLSクライアントはクライアント証明書URLに対応しなければなりません (MUST)。制約付きサーバーでは、この機能を使うと、未対応のプロトコルを使う可能性もある追加のプロトコル交換をサーバーに強いるため、推奨されません (SHOULD NOT)。この拡張を使うと処理負荷が増え、制約付きサーバーへのDoS攻撃のリスクも高まります。
RFC 6066 [RFC6066] allows clients to indicate what trust anchor they support. With certificate-based authentication, a DTLS server conveys its end-entity certificate to the client during the DTLS handshake. Since the server does not necessarily know what trust anchors the client has stored, to facilitate certification path construction and validation, it includes intermediate CA certs in the certificate payload.
RFC 6066 [RFC6066]では、クライアントがサポートするトラストアンカーを通知できます。証明書ベース認証では、DTLSサーバーはハンドシェイク中にエンドエンティティ証明書をクライアントに送信します。サーバーはクライアントがどのトラストアンカーを保持しているかを必ずしも把握していないため、証明書パスの構築と検証を容易にする中間CA証明書をCertificateペイロードに含めます。
Today, in most IoT deployments there is a fairly static relationship between the IoT device (and the software running on them) and the server-side infrastructure. For these deployments where IoT devices interact with a fixed, preconfigured set of servers, this extension is NOT RECOMMENDED.
現在、多くのIoT環境では、IoTデバイス（およびその上で動作するソフトウェア）とサーバー側基盤との関係はかなり固定的です。事前構成された固定のサーバー群と通信するIoTデバイスの構成では、この拡張の使用は推奨されません (SHOULD NOT)。
In cases where clients interact with dynamically discovered TLS/DTLS servers, for example, in the use cases described in Section 3.2.2, the use of this extension is RECOMMENDED.
一方、セクション3.2.2で説明した例のように、クライアントが動的に検出したTLS/DTLSサーバーと通信する場合は、この拡張の使用が推奨されます (SHOULD)。
The "signature_algorithms" extension, defined in Section 7.4.1.4.1 of RFC 5246 [RFC5246], allows the client to indicate to the server which signature/hash algorithm pairs may be used in digital signatures. The client MUST send this extension to select the use of SHA-256, otherwise if this extension is absent, RFC 5246 defaults to SHA-1 / ECDSA for the ECDH_ECDSA and the ECDHE_ECDSA key exchange algorithms.
RFC 5246 [RFC5246]のセクション7.4.1.4.1で定義されている「signature_algorithms」拡張により、クライアントは、デジタル署名でどの署名/ハッシュアルゴリズムのペアを使用できるかをサーバーに示すことができます。クライアントは、SHA-256の使用を選択するためにこの拡張を送信しなければなりません (MUST)。この拡張が存在しない場合、RFC 5246では、ECDH_ECDSAおよびECDHE_ECDSA鍵交換アルゴリズムについてデフォルトでSHA-1/ECDSAが使用されます。
The "signature_algorithms" extension is not applicable to the PSK-based ciphersuite described in Section 4.2.
「signature_algorithms」拡張は、セクション4.2で説明されているPSKベースの暗号スイートには適用されません。
TLS/DTLS uses the alert protocol to convey errors and specifies a long list of error types. However, not all error messages defined in the TLS/DTLS specification are applicable to this profile. In general, there are two categories of errors (as defined in Section 7.2 of RFC 5246), namely fatal errors and warnings. Alert messages with a level of "fatal" result in the immediate termination of the connection. If possible, developers should try to develop strategies to react to those fatal errors, such as restarting the handshake or informing the user using the (often limited) user interface. Warnings may be ignored by the application since many IoT devices will have either limited ways to log errors or no ability at all. In any case, implementers have to carefully evaluate the impact of errors and ways to remedy the situation since a commonly used approach for delegating decision making to users is difficult (or impossible) to accomplish in a timely fashion.
TLS/DTLSはアラートプロトコルでエラーを伝え、多数のエラー種別を定義しています。ただし、TLS/DTLS仕様のすべてのエラーメッセージがこのプロファイルに当てはまるわけではありません。RFC 5246のセクション7.2にあるとおり、エラーは一般に致命的エラーと警告の2種類です。レベルが「fatal」のアラートを受信すると、接続は直ちに終了します。可能であれば、開発者はハンドシェイクの再開や、（多くの場合は限られた）ユーザーインターフェイスを通じた通知など、致命的エラーへの対処方法を用意するべきです。多くのIoTデバイスではエラー記録の手段が限られるか、まったくないため、アプリケーションは警告を無視する場合があります。いずれにしても、ユーザーに判断を委ねる方法は迅速な対応が難しい（または不可能な）ため、実装者はエラーの影響と対処方法を慎重に評価する必要があります。
All error messages marked as RESERVED are only supported for backwards compatibility with the Secure Socket Layer (SSL) and MUST NOT be used with this profile. Those include decryption_failed_RESERVED, no_certificate_RESERVED, and export_restriction_RESERVED.
RESERVEDとマークされたすべてのエラーメッセージは、Secure Socket Layer（SSL）との下位互換性のためにのみサポートされており、このプロファイルでは使用してはなりません (MUST NOT)。それらには、decryption_failed_RESERVED、no_certificate_RESERVED、およびexport_restriction_RESERVEDが含まれます。
A number of the error messages MUST only be used for certificate-based ciphersuites. Hence, the following error messages MUST NOT be used with PSK and raw public key authentication:
いくつかのエラーメッセージは、証明書ベースの暗号スイートにのみ使用しなければなりません (MUST)。したがって、次のエラーメッセージはPSKおよび生の公開鍵認証で使用してはなりません（MUST NOT）。
o bad_certificate,
o bad_certificate、
o unsupported_certificate,
o unsupported_certificate、
o certificate_revoked,
o certificate_revoked、
o certificate_expired,
o certificate_expired、
o certificate_unknown,
o certificate_unknown、
o unknown_ca, and
o unknown_ca、および
o access_denied.
o access_denied.
Since this profile does not make use of compression at the TLS layer, the decompression_failure error message MUST NOT be used either.
このプロファイルはTLSレイヤーで圧縮を利用しないため、decompression_failureエラーメッセージも使用してはなりません（MUST NOT）。
RFC 4279 introduced the new alert message "unknown_psk_identity" for PSK ciphersuites. As stated in Section 2 of RFC 4279, the decrypt_error error message may also be used instead. For this profile, the TLS server MUST return the decrypt_error error message instead of the unknown_psk_identity since the two mechanisms exist and provide the same functionality.
RFC 4279では、PSK暗号スイート用の新しい警告メッセージ「unknown_psk_identity」が導入されました。 RFC 4279のセクション2に記載されているように、代わりに、decrypt_errorエラーメッセージを使用することもできます。このプロファイルでは、2つのメカニズムが存在し、同じ機能を提供するため、TLSサーバーはunknown_psk_identityではなく、decrypt_errorエラーメッセージを返さなければなりません (MUST)。
Furthermore, the following errors should not occur with devices and servers supporting this specification, but implementations MUST be prepared to process these errors to deal with servers that are not compliant to the profiles in this document:
さらに、次のエラーは本仕様をサポートするデバイスとサーバーでは発生しないはずですが、実装は、本文書のプロファイルに準拠していないサーバーに対処するため、これらのエラーを処理できるよう準備していなければなりません (MUST)。
protocol_version: While this document focuses only on one version of the TLS/DTLS protocol, namely version 1.2, ongoing work on TLS/ DTLS 1.3 is in progress at the time of writing.
protocol_version: 本書はTLS/DTLSプロトコルのバージョン1.2だけを扱いますが、執筆時点ではTLS/DTLS 1.3の策定も進んでいます。
insufficient_security: This error message indicates that the server requires ciphers to be more secure. This document specifies only one ciphersuite per profile, but it is likely that additional ciphersuites will get added over time.
不十分なセキュリティ：このエラーメッセージは、サーバーがより安全な暗号を必要とすることを示します。このドキュメントでは、プロファイルごとに1つの暗号スイートのみを指定していますが、今後、追加の暗号スイートが追加される可能性があります。
user_canceled: Many IoT devices are unattended and hence this error message is unlikely to occur.
user_canceled：多くのIoTデバイスは無人であるため、このエラーメッセージはほとんど発生しません。
Session resumption is a feature of the core TLS/DTLS specifications that allows a client to continue with an earlier established session state. The resulting exchange is shown in Figure 11. In addition, the server may choose not to do a cookie exchange when a session is resumed. Still, clients have to be prepared to do a cookie exchange with every handshake. The cookie exchange is not shown in the figure.
セッション再開は、クライアントが以前に確立されたセッション状態を続行できるようにするコアTLS/DTLS仕様の機能です。結果の交換を図11に示します。さらに、サーバーは、セッションが再開されたときにCookie交換を行わないことを選択する場合があります。それでも、クライアントはすべてのハンドシェイクでCookieを交換する準備をする必要があります。 Cookie交換は図には示されていません。
Client Server
------ ------
ClientHello -------->
ServerHello
[ChangeCipherSpec]
<-------- Finished
[ChangeCipherSpec]
Finished -------->
Application Data <-------> Application Data
Figure 11: DTLS Session Resumption
図11：DTLSセッションの再開
Constrained clients MUST implement session resumption to improve the performance of the handshake. This will lead to a reduced number of message exchanges, lower computational overhead (since only symmetric cryptography is used during a session resumption exchange), and session resumption requires less bandwidth.
制約付きクライアントは、ハンドシェイクのパフォーマンスを向上させるためにセッション再開を実装しなければなりません (MUST)。これにより、メッセージ交換の数が減り、計算オーバーヘッドが減少します（セッション再開交換中に対称暗号化のみが使用されるため）、セッション再開に必要な帯域幅が少なくなります。
For cases where the server is constrained (but not the client), the client MUST implement RFC 5077 [RFC5077]. Note that the constrained server refers to a device that has limitations in terms of RAM and flash memory, which place restrictions on the amount of TLS/DTLS security state information that can be stored on such a device. RFC 5077 specifies a version of TLS/DTLS session resumption that does not require per-session state information to be maintained by the constrained server. This is accomplished by using a ticket-based approach.
サーバーが（クライアントではなく）制約されている場合、クライアントはRFC 5077 [RFC5077]を実装しなければなりません（MUST）。制約付きサーバーとは、RAMやフラッシュメモリに関して制限のあるデバイスを指し、そのようなデバイスに保存できるTLS/DTLSセキュリティ状態情報の量に制限を課すことに注意してください。 RFC 5077は、セッションごとの状態情報を制約付きサーバーで維持する必要がないTLS/DTLSセッション再開のバージョンを指定しています。これは、チケットベースのアプローチを使用して実現されます。
If both the client and the server are constrained devices, both devices SHOULD implement RFC 5077 and MUST implement basic session resumption. Clients that do not want to use session resumption are always able to send a ClientHello message with an empty session_id to revert to a full handshake.
クライアントとサーバーの両方が制約されたデバイスである場合、両方のデバイスはRFC 5077を実装する必要があり（SHOULD）、基本的なセッション再開を実装する必要があります（MUST）。セッションの再開を使用したくないクライアントは、完全なハンドシェイクに戻すために、常に空のsession_idを使用してClientHelloメッセージを送信できます。
Section 3.3 of [RFC7525] recommends disabling TLS-/DTLS-level compression due to attacks, such as CRIME [CRIME]. For IoT applications, compression at the TLS/DTLS layer is not needed since application-layer protocols are highly optimized, and the compression algorithms at the DTLS layer increases code size and complexity.
[RFC7525]のセクション3.3では、CRIME [CRIME]などの攻撃を理由に、TLS/DTLS層の圧縮を無効にするよう推奨しています。IoTアプリケーションでは上位層プロトコルが高度に最適化されているため、TLS/DTLS層の圧縮は不要です。また、DTLS層の圧縮アルゴリズムはコードサイズと複雑さを増大させます。
TLS/DTLS layer compression is NOT RECOMMENDED by this TLS/DTLS profile.
このTLS/DTLSプロファイルでは、TLS/DTLS層の圧縮は推奨されません (SHOULD NOT)。
PFS is a property that preserves the confidentiality of past protocol interactions even in situations where the long-term secret is compromised.
PFSは、長期的な秘密が危険にさらされている状況でも、過去のプロトコル相互作用の機密性を保持するプロパティです。
The PSK ciphersuite recommended in Section 4.2 does not offer this property since it does not utilize a DH exchange. New ciphersuites that support PFS for PSK-based authentication, such as proposed in [PSK-AES-CCM-TLS], might become available as a standardized ciphersuite in the (near) future. The recommended PSK-based ciphersuite offers excellent performance, a very small memory footprint, and has the lowest on the wire overhead at the expense of not using any public cryptography. For deployments where public key cryptography is acceptable, the use of raw public keys might offer a middle ground between the PSK ciphersuite in terms of out-of-band validation and the functionality offered by asymmetric cryptography.
セクション4.2で推奨するPSK暗号スイートはDH交換を使わないため、この性質を備えていません。[PSK-AES-CCM-TLS]の提案のように、PSKベース認証で前方秘匿性（PFS）を実現する新しい暗号スイートが、近い将来に標準化される可能性があります。推奨するPSK暗号スイートは優れた性能と小さなメモリ使用量を実現し、公開鍵暗号を使わない代わりに、通信上のオーバーヘッドを最小限に抑えます。公開鍵暗号を許容できる環境では、生の公開鍵を使う方式が、帯域外検証を要するPSK方式と、非対称暗号が提供する機能との中間的な選択肢になる場合があります。
Physical attacks create additional opportunities to gain access to the crypto material stored on IoT devices. A PFS ciphersuite prevents an attacker from obtaining the communication content exchanged prior to a successful long-term key compromise; however, an implementation that (for performance or energy efficiency reasons) has been reusing the same ephemeral DH keys over multiple different sessions partially defeats PFS, thus increasing the damage extent. For this reason, implementations SHOULD NOT reuse ephemeral DH keys over multiple protocol exchanges.
物理攻撃によって、IoTデバイスに保存された暗号鍵素材が漏えいする可能性が高まります。PFS対応暗号スイートを使うと、長期鍵の侵害が成功しても、それ以前に交換した通信内容を攻撃者が取得することを防げます。ただし、性能や電力効率のために同じ一時DH鍵を複数の異なるセッションで再利用すると、PFSの効果が一部失われ、被害が拡大します。このため、実装では一時DH鍵を複数のプロトコル交換で再利用すべきではありません (SHOULD NOT)。
The impact of the disclosure of past communication interactions and the desire to increase the cost for pervasive monitoring (as demanded by [RFC7258]) has to be taken into account when selecting a ciphersuite that does not support the PFS property.
PFSプロパティをサポートしない暗号スイートを選択するときは、過去の通信相互作用の開示の影響と、（[RFC7258]で要求されているように）広範な監視のコストを増やしたいという要望を考慮する必要があります。
Client implementations claiming support of this profile MUST implement the ciphersuites listed in Section 4 according to the selected credential type.
このプロファイルのサポートを要求するクライアントの実装は、選択された資格情報の種類に従って、セクション4に記載されている暗号スイートを実装しなければなりません (MUST)。
Application-layer communication may create state at the endpoints, and this state may expire at some time. For this reason, applications define ways to refresh state, if necessary. While the application-layer exchanges are largely outside the scope of the underlying TLS/DTLS exchange, similar state considerations also play a role at the level of TLS/DTLS. While TLS/DTLS also creates state in the form of a security context (see the security parameter described in Appendix A.6 in RFC 5246) at the client and the server, this state information does not expire. However, network intermediaries may also allocate state and require this state to be kept alive. Failure to keep state alive at a stateful packet filtering firewall or at a NAT may result in the inability for one node to reach the other since packets will get blocked by these middleboxes. Periodic keep-alive messages exchanged between the TLS/ DTLS client and server keep state at these middleboxes alive. According to measurements described in [HomeGateway], there is some variance in state management practices used in residential gateways, but the timeouts are heavily impacted by the choice of the transport-layer protocol: timeouts for UDP are typically much shorter than those for TCP.
アプリケーション層の通信により、エンドポイントで状態が作成され、この状態がいつか期限切れになる場合があります。このため、アプリケーションは、必要に応じて状態を更新する方法を定義します。アプリケーション層の交換は基本的にTLS/DTLS交換の範囲外ですが、同様の状態に関する考慮事項もTLS/DTLSのレベルで役割を果たします。 TLS/DTLSは、クライアントとサーバーでセキュリティコンテキスト（RFC 5246の付録A.6で説明されているセキュリティパラメータを参照）の形で状態も作成しますが、この状態情報は期限切れになりません。ただし、ネットワーク仲介者が状態を割り当て、この状態を維持する必要がある場合もあります。ステートフルパケットフィルタリングファイアウォールまたはNATで状態を維持できない場合、パケットがこれらのミドルボックスによってブロックされるため、一方のノードが他方のノードに到達できなくなる可能性があります。 TLS/DTLSクライアントとサーバー間で交換される定期的なキープアライブメッセージは、これらのミドルボックスの状態を維持します。 [HomeGateway]で説明されている測定によると、レジデンシャルゲートウェイで使用される状態管理手法にはいくつかの違いがありますが、タイムアウトはトランスポート層プロトコルの選択によって大きく影響を受けます。UDPのタイムアウトは、通常、TCPのタイムアウトよりもはるかに短いです。
RFC 6520 [RFC6520] defines a heartbeat mechanism to test whether the other peer is still alive. As an additional feature, the same mechanism can also be used to perform Path Maximum Transmission Unit (MTU) Discovery.
RFC 6520 [RFC6520]は、他のピアがまだ生きているかどうかをテストするハートビートメカニズムを定義しています。追加機能として、同じメカニズムを使用してパス最大伝送ユニット（MTU）の検出を実行することもできます。
A recommendation about the use of RFC 6520 depends on the type of message exchange an IoT device performs and the number of messages the application needs to exchange as part of their application functionality. There are three types of exchanges that need to be analyzed: Client-Initiated, One-Shot Messages
RFC 6520の使用に関する推奨は、IoTデバイスが行うメッセージ交換の種類と、アプリケーション機能の一部として送受信するメッセージ数によって異なります。分析すべき交換パターンは3種類あります。クライアント開始の一回限りのメッセージ：
This is a common communication pattern where IoT devices upload data to a server on the Internet on an irregular basis. The communication may be triggered by specific events, such as opening a door.
これは、IoTデバイスが不定期にインターネット上のサーバーにデータをアップロードする一般的な通信パターンです。通信は、ドアを開けるなどの特定のイベントによってトリガーされる場合があります。
The DTLS handshake may need to be restarted (ideally using session resumption, if possible) in case of an IP address change.
IPアドレスが変更された場合は、DTLSハンドシェイクの再起動が必要な場合があります（可能であれば、セッション再開を使用するのが理想的です）。
In this case, there is no use for a keep-alive extension for this scenario.
この場合、このシナリオではキープアライブ拡張は使用できません。
Client-Initiated, Regular Data Uploads
クライアントが開始する定期的なデータアップロード
This is a variation of the previous case whereby data gets uploaded on a regular basis, for example, based on frequent temperature readings. If neither NAT bindings nor IP address changes occurred, then the record layer will not notice any changes. For the case where the IP address and port number changes, it is necessary to recreate the record layer using session resumption.
これは、データが定期的に、たとえば、頻繁な温度の読み取りに基づいてアップロードされる、前のケースのバリエーションです。 NATバインディングもIPアドレスの変更も発生しなかった場合、レコードレイヤーは変更を認識しません。 IPアドレスとポート番号が変更された場合は、セッション再開を利用してレコード層を再作成する必要があります。
In this scenario, there is no use for a keep-alive extension. It is also very likely that the device will enter a sleep cycle in between data transmissions to keep power consumption low.
このシナリオでは、キープアライブ拡張の使用はありません。また、デバイスがデータ送信の間にスリープサイクルに入り、電力消費を低く抑える可能性も高くなります。
Server-Initiated Messages
サーバー起動メッセージ
In the two previous scenarios, the client initiates the protocol interaction and maintains it. Since messages to the client may get blocked by middleboxes, the initial connection setup is triggered by the client and then kept alive by the server.
前の2つのシナリオでは、クライアントはプロトコルの相互作用を開始し、それを維持します。クライアントへのメッセージはミドルボックスによってブロックされる可能性があるため、初期接続セットアップはクライアントによってトリガーされ、サーバーによって維持されます。
For this message exchange pattern, the use of DTLS heartbeat messages is quite useful but may have to be coordinated with application exchanges (for example, when the CoAP resource directory is used) to avoid redundant keep-alive message exchanges. The MTU discovery mechanism, which is also part of [RFC6520], is less likely to be relevant since for many IoT deployments, the most constrained link is the wireless interface between the IoT device and the network itself (rather than some links along the end-to-end path). Only in more complex network topologies, such as multi-hop mesh networks, path MTU discovery might be appropriate. It also has to be noted that DTLS itself already provides a basic path discovery mechanism (see Section 4.1.1.1 of RFC 6347) by using the fragmentation capability of the handshake protocol.
このメッセージ交換パターンでは、DTLSハートビートメッセージが非常に有用ですが、キープアライブメッセージの重複を避けるため、アプリケーション層の交換（CoAPリソースディレクトリを使う場合など）との調整が必要になることがあります。[RFC6520]の一部であるMTU探索機能は、多くのIoT環境では最も制約の厳しいリンクがIoTデバイスとネットワーク間の無線インターフェイスであり、エンドツーエンド経路上の他のリンクではないため、関係する可能性が低いです。マルチホップメッシュネットワークなど、より複雑なネットワーク構成でのみ、パスMTU探索が適切な場合があります。またDTLSは、ハンドシェイクプロトコルのフラグメンテーション機能を使った基本的なパス探索機構をすでに備えています（RFC 6347のセクション4.1.1.1を参照）。
For server-initiated messages, the heartbeat extension is RECOMMENDED.
サーバー主導のメッセージの場合、ハートビート拡張を使用することが推奨されます (RECOMMENDED)。
A variety of wired and wireless technologies are available to connect devices to the Internet. Many of the low-power radio technologies, such as IEEE 802.15.4 or Bluetooth Smart, only support small frame sizes (e.g., 127 bytes in case of IEEE 802.15.4 as explained in [RFC4919]). Other radio technologies, such as the Global System for Mobile Communications (GSM) using the short messaging service (SMS), have similar constraints in terms of payload sizes, such as 140 bytes without the optional segmentation and reassembly scheme known as "Concatenated SMS", but show higher latency.
デバイスをインターネットに接続する有線・無線技術はさまざまです。IEEE 802.15.4やBluetooth Smartなど、低消費電力の無線技術の多くは小さなフレームサイズしかサポートしません（[RFC4919]で説明されているように、IEEE 802.15.4では127バイトなど）。Short Message Service（SMS）を使うGlobal System for Mobile Communications（GSM）など、ペイロードサイズに同様の制約がある無線技術もあります。たとえば、Concatenated SMSと呼ばれる任意の分割・再組み立て方式を使わない場合、SMSのペイロードは140バイトですが、遅延はより大きくなります。
The DTLS handshake protocol adds a fragmentation and reassembly mechanism to the TLS handshake protocol since each DTLS record must fit within a single transport layer datagram, as described in Section 4.2.3 of [RFC6347]. Since handshake messages are potentially bigger than the maximum record size, the mechanism fragments a handshake message over a number of DTLS records, each of which can be transmitted separately.
[RFC6347]のセクション4.2.3で説明されているように、各DTLSレコードは1つのトランスポート層データグラムに収まる必要があるため、DTLSハンドシェイクプロトコルはTLSハンドシェイクプロトコルに分割・再組み立て機構を追加します。ハンドシェイクメッセージは最大レコードサイズを超える場合があるため、この機構はメッセージを複数のDTLSレコードに分割し、各レコードを個別に送信できるようにします。
To deal with the unreliable message delivery provided by UDP, DTLS adds timeouts and "per-flight" retransmissions, as described in Section 4.2.4 of [RFC6347]. Although the timeout values are implementation specific, recommendations are provided in Section 4.2.4.1 of [RFC6347], with an initial timer value of 1 second and double the value at each retransmission, up to no less than 60 seconds.
TLS protocol steps can take longer due to higher processing time on the constrained side. On the other hand, the way DTLS handles retransmission, which is per-flight instead of per-segment, tends to interact poorly with low-bandwidth networks.
制約された側の処理時間が長くなるため、TLSプロトコルのステップは長くかかる場合があります。一方、DTLSがセグメントごとではなくフライトごとの再送信を処理する方法は、低帯域幅ネットワークとの相互作用が不十分になる傾向があります。
For these reasons, it's essential that the probability of a spurious retransmit is minimized and, on timeout, the sending endpoint does not react too aggressively. The latter is particularly relevant when the Wireless Sensor Network (WSN) is temporarily congested: if lost packets are reinjected too quickly, congestion worsens.
以上の理由から、不要な再送が起きる可能性を最小限にし、タイムアウト時に送信側エンドポイントが過剰に反応しないようにすることが重要です。特に、ワイヤレスセンサーネットワーク（WSN）が一時的に輻輳しているときは後者が重要です。失われたパケットを早すぎる間隔で再送すると、輻輳が悪化します。
An initial timer value of 9 seconds with exponential back off up to no less then 60 seconds is therefore RECOMMENDED.
したがって、初期タイマー値を9秒とし、指数バックオフによって少なくとも60秒まで増やすことが推奨されます (SHOULD)。
This value is chosen big enough to absorb large latency variance due to either slow computation on constrained endpoints or intrinsic network characteristics (e.g., GSM-SMS), as well as to produce a low number of retransmission events and relax the pacing between them. Its worst case wait time is the same as using 1s timeout (i.e., 63s), while triggering less than half of the retransmissions (2 instead of 5).
この値は、制約のあるエンドポイントでの処理の遅さや、ネットワーク固有の特性（GSM-SMSなど）による大きな遅延のばらつきを吸収し、再送回数を抑えて再送間隔を広げるのに十分な大きさです。最悪時の待ち時間は1秒のタイムアウトを使う場合と同じ（63秒）ですが、再送回数は半分未満（5回ではなく2回）です。
In order to minimize the wake time during DTLS handshake, sleepy nodes might decide to select a lower threshold and, consequently, a smaller initial timeout value. If this is the case, the implementation MUST keep into account the considerations about network stability described in this section.
DTLSハンドシェイク中のウェイク時間を最小限に抑えるために、スリープ状態のノードは、より低いしきい値を選択し、その結果、より小さな初期タイムアウト値を選択する場合があります。この場合、実装では、このセクションで説明するネットワークの安定性に関する考慮事項を考慮しなければなりません (MUST)。
The TLS/DTLS protocol requires random numbers to be available during the protocol run. For example, during the ClientHello and the ServerHello exchange, the client and the server exchange random numbers. Also, the use of the DH exchange requires random numbers during the key pair generation.
TLS/DTLSプロトコルでは、プロトコルの実行中に乱数を使用できる必要があります。たとえば、ClientHelloとServerHelloの交換中に、クライアントとサーバーは乱数を交換します。また、DH交換を使用するには、鍵ペアの生成中に乱数が必要です。
It is important to note that sources contributing to the randomness pool on laptops or desktop PCs are not available on many IoT devices, such as mouse movement, timing of keystrokes, air turbulence on the movement of hard drive heads, etc. Other sources have to be found or dedicated hardware has to be added.
ノートPCやデスクトップPCで乱数の供給源となるマウスの動き、キーストロークのタイミング、ハードディスクのヘッド移動時の空気の乱れなどは、多くのIoTデバイスでは利用できません。そのため、別の供給源を見つけるか、専用ハードウェアを追加する必要があります。
Lacking sources of randomness in an embedded system may lead to the same keys generated again and again.
組み込みシステムにランダム性のソースがないと、同じキーが何度も生成される可能性があります。
The ClientHello and the ServerHello messages contain the "Random" structure, which has two components: gmt_unix_time and a sequence of 28 random bytes. gmt_unix_time holds the current time and date in standard UNIX 32-bit format (seconds since the midnight starting Jan 1, 1970, GMT). Since many IoT devices do not have access to an accurate clock, it is RECOMMENDED that the receiver of a ClientHello or ServerHello does not assume that the value in "Random.gmt_unix_time" is an accurate representation of the current time and instead treats it as an opaque random string.
ClientHelloおよびServerHelloメッセージには「Random」構造が含まれ、gmt_unix_timeと28バイトの乱数列という2つの要素から成ります。gmt_unix_timeには、UNIX標準の32ビット形式（1970年1月1日GMTの午前0時からの秒数）で現在の日付と時刻が格納されます。多くのIoTデバイスには正確な時計がないため、ClientHelloまたはServerHelloの受信側は「Random.gmt_unix_time」が現在時刻を正確に表すと想定せず、不透明な乱数文字列として扱うべきです (SHOULD)。
When TLS is used with certificate-based authentication, the availability of time information is needed to check the validity of a certificate. Higher-layer protocols may provide secure time information. The gmt_unix_time component of the ServerHello is not used for this purpose.
証明書ベースの認証でTLSを使用する場合、証明書の有効性をチェックするために時間情報の可用性が必要です。上位層プロトコルは、安全な時間情報を提供する場合があります。 ServerHelloのgmt_unix_timeコンポーネントは、この目的には使用されません。
IoT devices using TLS/DTLS must offer ways to generate quality random numbers. There are various implementation choices for integrating a hardware-based random number generator into a product: an implementation inside the microcontroller itself is one option, but dedicated crypto chips are also reasonable choices. The best choice will depend on various factors outside the scope of this document. Guidelines and requirements for random number generation can be found in RFC 4086 [RFC4086] and in the NIST Special Publication 800-90a [SP800-90A].
TLS/DTLSを使用するIoTデバイスは、高品質の乱数を生成する方法を提供する必要があります。ハードウェアベースの乱数ジェネレーターを製品に統合するには、さまざまな実装の選択肢があります。マイクロコントローラー自体への実装は1つのオプションですが、専用の暗号化チップも妥当な選択肢です。最適な選択は、このドキュメントの範囲外のさまざまな要因によって異なります。乱数生成のガイドラインと要件は、RFC 4086 [RFC4086]およびNIST Special Publication 800-90a [SP800-90A]に記載されています。
Chip manufacturers are highly encouraged to provide sufficient documentation of their design for random number generators so that customers can have confidence about the quality of the generated random numbers. The confidence can be increased by providing information about the procedures that have been used to verify the randomness of numbers generated by the hardware modules. For example, NIST Special Publication 800-22b [SP800-22b] describes statistical tests that can be used to verify random number generators.
チップメーカーは、生成された乱数の品質について顧客が信頼できるように、乱数ジェネレーターの設計に関する十分な文書を提供することを強くお勧めします。ハードウェアモジュールによって生成された数値のランダム性を検証するために使用された手順に関する情報を提供することにより、信頼性を高めることができます。たとえば、NIST Special Publication 800-22b [SP800-22b]は、乱数ジェネレータの検証に使用できる統計的検定について説明しています。
The truncated MAC extension was introduced in RFC 6066 [RFC6066] with the goal to reduce the size of the MAC used at the record layer. This extension was developed for TLS ciphersuites that used older modes of operation where the MAC and the encryption operation were performed independently.
切り詰めMAC拡張は、レコード層で使うMACのサイズを小さくするため、RFC 6066 [RFC6066]で導入されました。この拡張は、MAC演算と暗号化演算を別々に行う旧来の動作モードを使うTLS暗号スイート向けに開発されました。
The recommended ciphersuites in this document use the newer AEAD construct, namely the CCM mode with 8-octet authentication tags, and are therefore not applicable to the truncated MAC extension.
このドキュメントで推奨される暗号スイートは、新しいAEADコンストラクト、つまり8オクテット認証タグ付きのCCMモードを使用しているため、切り詰められたMAC拡張には適用されません。
RFC 7366 [RFC7366] introduced the encrypt-then-MAC extension (instead of the previously used MAC-then-encrypt) since the MAC-then-encrypt mechanism has been the subject of a number of security vulnerabilities. RFC 7366 is, however, also not applicable to the AEAD ciphers recommended in this document.
MAC-then-encrypt方式が多数のセキュリティ脆弱性の原因となってきたため、RFC 7366 [RFC7366]では、従来のMAC-then-encrypt方式に代わるencrypt-then-MAC拡張が導入されました。ただし、本書で推奨するAEAD暗号にはRFC 7366も適用されません。
Implementations conformant to this specification MUST use AEAD ciphers. RFC 7366 ("encrypt-then-MAC") and RFC 6066 ("truncated MAC extension") are not applicable to this specification and MUST NOT be used.
本仕様に準拠する実装はAEAD暗号を使わなければなりません (MUST)。RFC 7366の「encrypt-then-MAC」とRFC 6066の「truncated MAC extension」は本仕様に適用されず、使用してはなりません (MUST NOT)。
The SNI extension [RFC6066] defines a mechanism for a client to tell a TLS/DTLS server the name of the server it wants to contact. This is a useful extension for many hosting environments where multiple virtual servers are run on a single IP address.
SNI拡張[RFC6066]は、クライアントがTLS/DTLSサーバーに、接続したいサーバーの名前を通知するメカニズムを定義しています。これは、複数の仮想サーバーが単一のIPアドレスで実行される多くのホスティング環境に役立つ拡張機能です。
Implementing the Server Name Indication extension is REQUIRED unless it is known that a TLS/DTLS client does not interact with a server in a hosting environment.
TLS/DTLSクライアントがホスティング環境のサーバーと通信しないことが明らかな場合を除き、Server Name Indication拡張を実装しなければなりません (MUST)。
This RFC 6066 extension lowers the maximum fragment length support needed for the record layer from 2^14 bytes to 2^9 bytes.
このRFC 6066拡張を使うと、レコード層で必要な最大フラグメント長のサポートを2^14バイトから2^9バイトに引き下げられます。
This is a very useful extension that allows the client to indicate to the server how much maximum memory buffers it uses for incoming messages. Ultimately, the main benefit of this extension is to allow client implementations to lower their RAM requirements since the client does not need to accept packets of large size (such as 16K packets as required by plain TLS/DTLS).
これは、クライアントが着信メッセージに使用する最大メモリバッファーの量をサーバーに示すことができる非常に便利な拡張機能です。最終的に、この拡張の主な利点は、クライアントが大きなサイズのパケット（プレーンなTLS/DTLSで要求される16Kパケットなど）を受け入れる必要がないため、クライアント実装でRAM要件を下げることができることです。
Client implementations MUST support this extension.
クライアント実装はこの拡張をサポートしなければなりません (MUST)。
In order to begin connection protection, the Record Protocol requires specification of a suite of algorithms, a master secret, and the client and server random values. The algorithm for computing the master secret is defined in Section 8.1 of RFC 5246, but it only includes a small number of parameters exchanged during the handshake and does not include parameters like the client and server identities. This can be utilized by an attacker to mount a man-in-the-middle attack since the master secret is not guaranteed to be unique across sessions, as discovered in the "triple handshake" attack [Triple-HS].
通信の保護を開始するには、レコードプロトコルでアルゴリズムの組、マスターシークレット、クライアントとサーバーの乱数値を指定する必要があります。マスターシークレットの計算方法はRFC 5246のセクション8.1で定義されていますが、ハンドシェイク中に交換される少数のパラメーターしか含まず、クライアントやサーバーの識別情報などは含みません。マスターシークレットがセッションごとに一意とは限らないことを利用して攻撃者が中間者攻撃を行える点は、「triple handshake」攻撃[Triple-HS]で明らかになりました。
[RFC7627] defines a TLS extension that binds the master secret to a log of the full handshake that computes it, thus preventing such attacks.
[RFC7627] defines a TLS extension that binds the master secret to a log of the full handshake that computes it, thus preventing such attacks.
Client implementations SHOULD implement this extension even though the ciphersuites recommended by this profile are not vulnerable to this attack. For DH-based ciphersuites, the keying material is contributed by both parties and in case of the pre-shared secret key ciphersuite, both parties need to be in possession of the shared secret to ensure that the handshake completes successfully. It is, however, possible that some application-layer protocols will tunnel other authentication protocols on top of DTLS making this attack relevant again.
このプロファイルが推奨する暗号スイートはこの攻撃に対して脆弱ではありませんが、クライアント実装はこの拡張を実装すべきです (SHOULD)。DHベースの暗号スイートでは両当事者が鍵素材を提供します。事前共有シークレットを使う暗号スイートでは、ハンドシェイクを正常に完了するため、両当事者が同じ共有シークレットを保持する必要があります。ただし、一部のアプリケーション層プロトコルがDTLS上で別の認証プロトコルをトンネルする場合、この攻撃が再び関係する可能性があります。
TLS/DTLS allows a client and a server that already have a TLS/DTLS connection to negotiate new parameters, generate new keys, etc., by using the renegotiation feature. Renegotiation happens in the existing connection, with the new handshake packets being encrypted along with application data. Upon completion of the renegotiation procedure, the new channel replaces the old channel.
TLS/DTLSを使用すると、すでにTLS/DTLS接続を持っているクライアントとサーバーは、再ネゴシエーション機能を使用して、新しいパラメーターのネゴシエート、新しいキーの生成などを行うことができます。再ネゴシエーションは既存の接続で行われ、新しいハンドシェイクパケットはアプリケーションデータとともに暗号化されます。再ネゴシエーション手順が完了すると、新しいチャネルが古いチャネルを置き換えます。
As described in RFC 5746 [RFC5746], there is no cryptographic binding between the two handshakes, although the new handshake is carried out using the cryptographic parameters established by the original handshake.
RFC 5746 [RFC5746]で説明されているように、新しいハンドシェイクは元のハンドシェイクによって確立された暗号化パラメータを使用して実行されますが、2つのハンドシェイクの間に暗号バインディングはありません。
To prevent the renegotiation attack [RFC5746], this specification REQUIRES the TLS renegotiation feature to be disabled. Clients MUST respond to server-initiated renegotiation attempts with an alert message (no_renegotiation), and clients MUST NOT initiate them.
再ネゴシエーション攻撃[RFC5746]を防ぐため、本仕様ではTLSの再ネゴシエーション機能を無効にすることを必須とします。クライアントはサーバーが開始した再ネゴシエーションの試行にno_renegotiationアラートで応答しなければならず (MUST)、自ら開始してはなりません (MUST NOT)。
When a client sends a ClientHello with a version higher than the highest version known to the server, the server is supposed to reply with ServerHello.version equal to the highest version known to the server, and then the handshake can proceed. This behavior is known as version tolerance. Version intolerance is when the server (or a middlebox) breaks the handshake when it sees a ClientHello.version higher than what it knows about. This is the behavior that leads some clients to rerun the handshake with a lower version. As a result, a potential security vulnerability is introduced when a system is running an old TLS/SSL version (e.g., because of the need to integrate with legacy systems). In the worst case, this allows an attacker to downgrade the protocol handshake to SSL 3.0. SSL 3.0 is so broken that there is no secure cipher available for it (see [RFC7568]).
クライアントがサーバーに認識されている最も高いバージョンよりも高いバージョンのClientHelloを送信すると、サーバーはサーバーに認識されている最も高いバージョンに等しいServerHello.versionで応答し、ハンドシェイクを続行できます。この動作は、バージョントレランスと呼ばれます。バージョン不寛容とは、サーバー（またはミドルボックス）が把握しているよりも高いClientHello.versionを検出したときにハンドシェイクを中断することです。これは、一部のクライアントが古いバージョンでハンドシェイクを再実行するように導く動作です。その結果、システムが古いTLS/SSLバージョンを実行しているときに、潜在的なセキュリティの脆弱性が導入されます（たとえば、レガシーシステムと統合する必要があるため）。最悪の場合、これにより攻撃者はプロトコルハンドシェイクをSSL 3.0にダウングレードできます。 SSL 3.0は非常に壊れているため、利用できる安全な暗号はありません（[RFC7568]を参照）。
The above-described downgrade vulnerability is solved by the TLS Fallback Signaling Cipher Suite Value (SCSV) [RFC7507] extension. However, the solution is not applicable to implementations conforming to this profile since the version negotiation MUST use TLS/DTLS version 1.2 (or higher). More specifically, this implies:
前述のダウングレード脆弱性は、TLS Fallback Signaling Cipher Suite Value（SCSV）[RFC7507]拡張によって解決されます。ただし、バージョン交渉ではTLS/DTLS 1.2以上を使わなければならない (MUST) ため、この解決策は本プロファイルに準拠する実装には適用されません。具体的には、次のとおりです。
o Clients MUST NOT send a TLS/DTLS version lower than version 1.2 in the ClientHello.
o クライアントは、ClientHelloでバージョン1.2より前のTLS/DTLSバージョンを送信してはなりません（MUST NOT）。
o Clients MUST NOT retry a failed negotiation offering a TLS/DTLS version lower than 1.2.
o クライアントは、1.2より前のTLS/DTLSバージョンを提供して失敗したネゴシエーションを再試行してはなりません（MUST NOT）。
o Servers MUST fail the handshake by sending a protocol_version fatal alert if a TLS/DTLS version >= 1.2 cannot be negotiated. Note that the aborted connection is non-resumable.
o TLS/DTLS 1.2以上を交渉できない場合、サーバーはprotocol_version致命的アラートを送信してハンドシェイクを失敗させなければなりません (MUST)。中止された接続は再開できません。
This document recommends that software and chip manufacturers implement AES and the CCM mode of operation. This document references the CoAP-recommended ciphersuite choices, which have been selected based on implementation and deployment experience from the IoT community. Over time, the preference for algorithms will, however, change. Not all components of a ciphersuite are likely to change at the same speed. Changes are more likely expected for ciphers, the mode of operation, and the hash algorithms. The recommended key lengths have to be adjusted over time as well. Some deployment environments will also be impacted by local regulation, which might dictate a certain algorithm and key size combination. Ongoing discussions regarding the choice of specific ECC curves will also likely impact implementations. Note that this document does not recommend or mandate a specific ECC curve.
本書では、ソフトウェアおよびチップの製造元にAESとCCM動作モードの実装を推奨しています。ここで参照するCoAP推奨暗号スイートは、IoTコミュニティでの実装・展開経験に基づいて選定されています。ただし、アルゴリズムの選好は時間とともに変わります。暗号スイートを構成するすべての要素が同じ速度で変わるとは限らず、暗号方式、動作モード、ハッシュアルゴリズムは変更される可能性が高い要素です。推奨鍵長も時間とともに調整する必要があります。また、展開環境によっては、アルゴリズムと鍵長の組み合わせを定める地域規制の影響を受けます。特定のECC曲線の選定をめぐる議論も実装に影響する可能性があります。本書は特定のECC曲線を推奨も義務付けもしません。
The following recommendations can be made to chip manufacturers:
チップメーカーには、次の点を推奨できます。
o Make any AES hardware-based crypto implementation accessible to developers working on security implementations at higher layers in the protocol stack. Sometimes hardware implementations are added to microcontrollers to offer support for functionality needed at the link layer and are only available to the on-chip link-layer protocol implementation. Such a setup does not allow application developers to reuse the hardware-based AES implementation.
o AESのハードウェア暗号実装を、プロトコルスタック上位層のセキュリティ機能を実装する開発者が利用できるようにします。リンク層で必要な機能を提供するため、マイクロコントローラーにハードウェア実装が追加されても、オンチップのリンク層プロトコル実装からしか利用できない場合があります。その構成では、アプリケーション開発者がAESのハードウェア実装を再利用できません。
o Provide flexibility for the use of the crypto function with future extensibility in mind. For example, making an AES-CCM implementation available to developers is a first step but such an implementation may not be usable due to parameter differences between an AES-CCM implementation. AES-CCM in IEEE 802.15.4 and Bluetooth Smart use a nonce length of 13 octets while DTLS uses a nonce length of 12 octets. Hardware implementations of AES-CCM for IEEE 802.15.4 and Bluetooth Smart are therefore not reusable by a DTLS stack.
o 将来の拡張性を考慮して、暗号機能の使用に柔軟性を提供します。たとえば、開発者がAES-CCM実装を利用できるようにすることは最初のステップですが、AES-CCM実装間のパラメーターの違いにより、そのような実装は使用できない場合があります。 IEEE 802.15.4およびBluetooth SmartのAES-CCMは13オクテットのノンス長を使用し、DTLSは12オクテットのノンス長を使用します。したがって、IEEE 802.15.4およびBluetooth Smart用のAES-CCMのハードウェア実装は、DTLSスタックで再利用できません。
o Offer access to building blocks in addition (or as an alternative) to the complete functionality. For example, a chip manufacturer who gives developers access to the AES crypto function can use it to build an efficient AES-GCM implementation. Another example is to make a special instruction available that increases the speed of speed-up carryless multiplications.
o 完全な機能に加えて、またはその代わりに、暗号処理の基本機能へアクセスできるようにします。たとえば、AES暗号機能を開発者に提供すれば、効率的なAES-GCM実装を構築できます。また、キャリーレス乗算を高速化する特別な命令を提供する方法もあります。
As a recommendation for developers and product architects, we suggest that sufficient headroom is provided to allow an upgrade to a newer cryptographic algorithm over the lifetime of the product. As an example, while AES-CCM is recommended throughout this specification, future products might use the ChaCha20 cipher in combination with the Poly1305 authenticator [RFC7539]. The assumption is made that a robust software update mechanism is offered.
開発者や製品アーキテクトには、製品のライフサイクルを通じて新しい暗号アルゴリズムへ更新できるよう、十分な余裕を設けることを推奨します。たとえば、本仕様ではAES-CCMを推奨していますが、将来の製品ではChaCha20暗号とPoly1305認証器[RFC7539]を組み合わせて使う可能性があります。そのためには、堅牢なソフトウェア更新機構が提供されていることが前提です。
RFC 4492 [RFC4492] gives approximate comparable key sizes for symmetric- and asymmetric-key cryptosystems based on the best-known algorithms for attacking them. While other publications suggest slightly different numbers, such as [Keylength], the approximate relationship still holds true. Figure 12 illustrates the comparable key sizes in bits.
RFC 4492 [RFC4492]は、それらを攻撃するための最もよく知られているアルゴリズムに基づいて、対称および非対称鍵暗号システムのおおよその同等の鍵サイズを示しています。他の出版物は[Keylength]のようなわずかに異なる数値を提案していますが、おおよその関係はまだ当てはまります。図12は、比較可能なキーのサイズをビットで示しています。
Symmetric | ECC | DH/DSA/RSA
------------+---------+-------------
80 | 163 | 1024
112 | 233 | 2048
128 | 283 | 3072
192 | 409 | 7680
256 | 571 | 15360
Figure 12: Comparable Key Sizes (in Bits) Based on RFC 4492
図12：RFC 4492に基づく比較可能なキーサイズ（ビット）
At the time of writing, the key size recommendations for use with TLS-based ciphers found in [RFC7525] recommend DH key lengths of at least 2048 bits, which corresponds to a 112-bit symmetric key and a 233-bit ECC key. These recommendations are roughly in line with those from other organizations, such as the National Institute of Standards and Technology (NIST) or the European Network and Information Security Agency (ENISA). The authors of [ENISA-Report2013] add that a 80-bit symmetric key is sufficient for legacy applications for the coming years, but a 128-bit symmetric key is the minimum requirement for new systems being deployed. The authors further note that one needs to also take into account the length of time data needs to be kept secure for. The use of 80-bit symmetric keys for transactional data may be acceptable for the near future while one has to insist on 128-bit symmetric keys for long-lived data.
これを書いている時点では、[RFC7525]にあるTLSベースの暗号で使用するためのキーサイズの推奨では、少なくとも2048ビットのDHキーの長さを推奨しています。これは、112ビットの対称キーと233ビットのECCキーに対応します。これらの推奨事項は、国立標準技術研究所（NIST）や欧州ネットワーク情報セキュリティ局（ENISA）などの他の組織からの推奨事項とほぼ一致しています。 [ENISA-Report2013]の作成者は、今後数年間はレガシーアプリケーションでは80ビットの対称鍵で十分であると述べていますが、128ビットの対称鍵は新しいシステムを導入するための最小要件です。著者はさらに、データを安全に保つ必要がある時間の長さも考慮する必要があることに注意します。トランザクションデータに80ビット対称キーを使用することは、近い将来に受け入れられる可能性がありますが、長期間有効なデータには128ビット対称キーを使用する必要があります。
Note that the recommendations for 112-bit symmetric keys are chosen conservatively under the assumption that IoT devices have a long expected lifetime (such as 10+ years) and that this key length recommendation refers to the long-term keys used for device authentication. Keys, which are provisioned dynamically, for the protection of transactional data (such as ephemeral DH keys used in various TLS/DTLS ciphersuites) may be shorter considering the sensitivity of the exchanged data.
112ビット対称キーの推奨事項は、IoTデバイスの予想寿命が長い（10年以上など）と想定して控えめに選択されており、このキー長の推奨事項はデバイス認証に使用される長期キーを参照していることに注意してください。トランザクションデータを保護するために動的にプロビジョニングされるキー（さまざまなTLS/DTLS暗号スイートで使用される一時的なDHキーなど）は、交換されるデータの機密性を考慮すると短くなる場合があります。
A full TLS handshake as specified in [RFC5246] requires two full protocol rounds (four flights) before the handshake is complete and the protocol parties may begin to send application data.
[RFC5246] で規定されている完全なTLSハンドシェイクでは、ハンドシェイクが完了してプロトコル当事者がアプリケーションデータの送信を開始できるようになるまでに、完全なプロトコルラウンドが2回（4フライト）必要です。
An abbreviated handshake (resuming an earlier TLS session) is complete after three flights, thus adding just one round-trip time if the client sends application data first.
省略されたハンドシェイク（以前のTLSセッションを再開する）は、3つのフライトの後に完了します。したがって、クライアントが最初にアプリケーションデータを送信する場合、往復時間が1つだけ追加されます。
If the conditions outlined in [TLS-FALSESTART] are met, application data can be transmitted when the sender has sent its own "ChangeCipherSpec" and "Finished" messages. This achieves an improvement of one round-trip time for full handshakes if the client sends application data first and for abbreviated handshakes if the server sends application data first.
[TLS-FALSESTART]で概説されている条件が満たされている場合、送信者が独自の「ChangeCipherSpec」および「Finished」メッセージを送信したときに、アプリケーションデータを送信できます。これにより、クライアントが最初にアプリケーションデータを送信する場合は完全なハンドシェイク、サーバーが最初にアプリケーションデータを送信する場合は省略されたハンドシェイクの1回のラウンドトリップ時間が短縮されます。
The conditions for using the TLS False Start mechanism are met by the public-key-based ciphersuites in this document. In summary, the conditions are:
TLS False Startメカニズムを使用するための条件は、このドキュメントの公開鍵ベースの暗号スイートによって満たされます。要約すると、条件は次のとおりです。
o Modern symmetric ciphers with an effective key length of 128 bits, such as AES-128-CCM
o AES-128-CCMなど、有効なキーの長さが128ビットの最新の対称暗号
o Client certificate types, such as ecdsa_sign
o ecdsa_signなどのクライアント証明書タイプ
o Key exchange methods, such as ECDHE_ECDSA
o ECDHE_ECDSAなどの鍵交換方式
Based on the improvement over a full round-trip for the full TLS/DTLS exchange, this specification RECOMMENDS the use of the False Start mechanism when clients send application data first.
完全なTLS/DTLS交換ではFalse Startによって往復時間を1回短縮できるため、クライアントが先にアプリケーションデータを送る場合、本仕様ではFalse Start機構の使用を推奨します (SHOULD)。
The DTLS handshake exchange conveys various identifiers, which can be observed by an on-path eavesdropper. For example, the DTLS PSK exchange reveals the PSK identity, the supported extensions, the session ID, algorithm parameters, etc. When session resumption is used, then individual TLS sessions can be correlated by an on-path adversary. With many IoT deployments, it is likely that keying material and their identifiers are persistent over a longer period of time due to the cost of updating software on these devices.
DTLSハンドシェイクでは、経路上の盗聴者が観測できるさまざまな識別子が伝達されます。たとえば、DTLS PSK交換ではPSK identity、サポートする拡張、セッションID、アルゴリズムパラメーターなどが明らかになります。セッション再開を使うと、経路上の攻撃者が個々のTLSセッションを関連付けられる場合があります。多くのIoT環境では、デバイスのソフトウェア更新に費用がかかるため、鍵素材とその識別子が長期間変わらずに使われる可能性があります。
User participation poses a challenge in many IoT deployments since many of the IoT devices operate unattended, even though they are initially provisioned by a human. The ability to control data sharing and to configure preferences will have to be provided at a system level rather than at the level of the DTLS exchange itself, which is the scope of this document. Quite naturally, the use of DTLS with mutual authentication will allow a TLS server to collect authentication information about the IoT device (likely over a long period of time). While this strong form of authentication will prevent misattribution, it also allows strong identification. Device-related data collection (e.g., sensor recordings) associated with other data types will prove to be truly useful, but this extra data might include personal information about the owner of the device or data about the environment it senses. Consequently, the data stored on the server side will be vulnerable to stored data compromise. For the communication between the client and the server, this specification prevents eavesdroppers from gaining access to the communication content. While the PSK-based ciphersuite does not provide PFS, the asymmetric versions do. This prevents an adversary from obtaining past communication content when access to a long-term secret has been gained. Note that no extra effort to make traffic analysis more difficult is provided by the recommendations made in this document.
多くのIoTデバイスは初期設定こそ人が行うものの、その後は無人で動作するため、ユーザーの関与が課題となります。データ共有の制御や設定の構成は、DTLS交換自体ではなくシステム全体のレベルで提供する必要がありますが、これは本書の範囲外です。当然ながら、相互認証でDTLSを使うと、TLSサーバーはIoTデバイスの認証情報を（おそらく長期にわたって）収集できます。この強い認証は誤った帰属を防ぐ一方、デバイスの特定も容易にします。センサー記録などのデバイス関連データを他の種類のデータと組み合わせると非常に有用ですが、追加データにはデバイス所有者の個人情報や、センサーが感知した環境の情報が含まれる可能性があります。その結果、サーバー側に保存されたデータが漏えいするおそれがあります。クライアントとサーバー間の通信については、本仕様により盗聴者が通信内容を取得できないようにします。PSK暗号スイートはPFSを提供しませんが、非対称暗号を使う方式は提供します。そのため、長期シークレットが漏えいしても、攻撃者は過去の通信内容を取得できません。本書の推奨事項には、トラフィック分析をさらに困難にする対策は含まれていません。
Note that the absence or presence of communication itself might reveal information to an adversary. For example, a presence sensor may initiate messaging when a person enters a building. While TLS/ DTLS would offer confidentiality protection of the transmitted information, it does not help to conceal all communication patterns. Furthermore, the IP header, which is not protected by TLS/DTLS, additionally reveals information about the other communication endpoint. For applications where such privacy concerns exist, additional safeguards are required, such as injecting dummy traffic and onion routing. A detailed treatment of such solutions is outside the scope of this document and requires a system-level view.
通信が行われるかどうか自体が攻撃者に情報を漏らす場合もあります。たとえば、人が建物に入ると人感センサーがメッセージを送ることがあります。TLS/DTLSは送信データの機密性を保護しますが、あらゆる通信パターンを隠せるわけではありません。さらに、TLS/DTLSでは保護されないIPヘッダーから、通信相手に関する情報が分かります。このようなプライバシー上の懸念がある用途では、ダミートラフィックの送信やオニオンルーティングなど、追加の保護策が必要です。こうした解決策の詳しい検討は本書の範囲外であり、システム全体の視点が必要です。
This entire document is about security.
このドキュメント全体はセキュリティに関するものです。
We would also like to point out that designing a software update mechanism into an IoT system is crucial to ensure that both functionality can be enhanced and that potential vulnerabilities can be fixed. This software update mechanism is important for changing configuration information, for example, trust anchors and other keying-related information. Such a suitable software update mechanism is available with the LWM2M protocol published by the OMA [LWM2M].
また、IoTシステムにはソフトウェア更新機構を設計段階から組み込むことが重要です。これにより機能を拡張し、潜在的な脆弱性を修正できます。この機構は、トラストアンカーや鍵管理関連情報などの構成情報を変更するうえでも重要です。OMAが公開したLWM2Mプロトコル[LWM2M]には、この用途に適したソフトウェア更新機構があります。
[EUI64] IEEE, "Guidelines for 64-bit Global Identifier (EUI-64)", Registration Authority, <https://standards.ieee.org/regauth/ oui/tutorials/EUI64.html>.
[EUI64] IEEE, "Guidelines for 64-bit Global Identifier (EUI-64)", Registration Authority, <https://standards.ieee.org/regauth/ oui/tutorials/EUI64.html>.
[GSM-SMS] ETSI, "3rd Generation Partnership Project; Technical Specification Group Core Network and Terminals; Technical realization of the Short Message Service (SMS) (Release 13)", 3GPP TS 23.040 V13.1.0, March 2016.
[GSM-SMS] ETSI, "3rd Generation Partnership Project; Technical Specification Group Core Network and Terminals; Technical realization of the Short Message Service (SMS) (Release 13)", 3GPP TS 23.040 V13.1.0, March 2016.
[RFC2119] Bradner, S., "Key words for use in RFCs to Indicate Requirement Levels", BCP 14, RFC 2119, DOI 10.17487/RFC2119, March 1997, <http://www.rfc-editor.org/info/rfc2119>.
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[RFC4279] Eronen, P., Ed. and H. Tschofenig, Ed., "Pre-Shared Key Ciphersuites for Transport Layer Security (TLS)", RFC 4279, DOI 10.17487/RFC4279, December 2005, <http://www.rfc-editor.org/info/rfc4279>.
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[RFC5746] Rescorla, E., Ray, M., Dispensa, S., and N. Oskov, "Transport Layer Security (TLS) Renegotiation Indication Extension", RFC 5746, DOI 10.17487/RFC5746, February 2010, <http://www.rfc-editor.org/info/rfc5746>.
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[RFC6066] Eastlake 3rd, D., "Transport Layer Security (TLS) Extensions: Extension Definitions", RFC 6066, DOI 10.17487/RFC6066, January 2011, <http://www.rfc-editor.org/info/rfc6066>.
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[RFC6125] Saint-Andre, P. and J. Hodges, "Representation and Verification of Domain-Based Application Service Identity within Internet Public Key Infrastructure Using X.509 (PKIX) Certificates in the Context of Transport Layer Security (TLS)", RFC 6125, DOI 10.17487/RFC6125, March 2011, <http://www.rfc-editor.org/info/rfc6125>.
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[RFC6520] Seggelmann, R., Tuexen, M., and M. Williams, "Transport Layer Security (TLS) and Datagram Transport Layer Security (DTLS) Heartbeat Extension", RFC 6520, DOI 10.17487/RFC6520, February 2012, <http://www.rfc-editor.org/info/rfc6520>.
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[RFC7250] Wouters, P., Ed., Tschofenig, H., Ed., Gilmore, J., Weiler, S., and T. Kivinen, "Using Raw Public Keys in Transport Layer Security (TLS) and Datagram Transport Layer Security (DTLS)", RFC 7250, DOI 10.17487/RFC7250, June 2014, <http://www.rfc-editor.org/info/rfc7250>.
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[RFC7251] McGrew, D., Bailey, D., Campagna, M., and R. Dugal, "AES-CCM Elliptic Curve Cryptography (ECC) Cipher Suites for TLS", RFC 7251, DOI 10.17487/RFC7251, June 2014, <http://www.rfc-editor.org/info/rfc7251>.
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[TLS-FALSESTART] Langley, A., Modadugu, N., and B. Moeller, "Transport Layer Security (TLS) False Start", Work in Progress, draft-ietf-tls-falsestart-02, May 2016.
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[Triple-HS] Bhargavan, K., Delignat-Lavaud, C., Pironti, A., and P. Yves Strub, "Triple Handshakes and Cookie Cutters: Breaking and Fixing Authentication over TLS", In Proceedings of the IEEE Symposium on Security and Privacy, Pages 98-113, DOI 10.1109/SP.2014.14, 2014.
[Triple-HS] Bhargavan, K., Delignat-Lavaud, C., Pironti, A., and P. Yves Strub、「Triple Handshakes and Cookie Cutters：Breaking and Fixing Authentication over TLS over」、Proceedings of the IEEE Symposium onセキュリティとプライバシー、ページ98-113、DOI 10.1109/SP.2014.14、2014。
This section is normative for the use of DTLS over SMS. Timer recommendations are already outlined in Section 11 and also applicable to the transport of DTLS over SMS.
このセクションは、DTLS over SMSの使用に関する規範です。タイマーの推奨事項はセクション11で既に概説されており、SMSを介したDTLSの転送にも適用できます。
This section requires readers to be familiar with the terminology and concepts described in [GSM-SMS] and [WAP-WDP].
このセクションでは、読者が[GSM-SMS]と[WAP-WDP]で説明されている用語と概念に精通している必要があります。
The remainder of this section assumes Mobile Stations are capable of producing and consuming Transport Protocol Data Units (TPDUs) encoded as 8-bit binary data.
このセクションの残りの部分では、モバイルステーションが8ビットバイナリデータとしてエンコードされたトランスポートプロトコルデータユニット（TPDU）を生成および消費できることを前提としています。
DTLS adds an additional round-trip to the TLS [RFC5246] handshake to serve as a return-routability test for protection against certain types of DoS attacks. Thus, a full-blown DTLS handshake comprises up to 6 "flights" (i.e., logical message exchanges), each of which is then mapped on to one or more DTLS records using the segmentation and reassembly (SaR) scheme described in Section 4.2.3 of [RFC6347]. The overhead for said scheme is 6 bytes per handshake message which, given a realistic 10+ messages handshake, would amount to around 60 bytes across the whole handshake sequence.
Note that the DTLS SaR scheme is defined for handshake messages only. In fact, DTLS records are never fragmented and MUST fit within a single transport layer datagram.
DTLS SaRスキームは、ハンドシェイクメッセージに対してのみ定義されていることに注意してください。実際、DTLSレコードは断片化されることはなく、単一のトランスポート層データグラム内に収まらなければなりません (MUST)。
SMS provides an optional segmentation and reassembly scheme as well, known as Concatenated short messages (see Section 9.2.3.24.1 of [GSM-SMS]). However, since the SaR scheme in DTLS cannot be circumvented, the Concatenated short messages mechanism SHOULD NOT be used during handshake to avoid redundant overhead. Before starting the handshake phase (either actively or passively), the DTLS implementation MUST be explicitly configured with the Path MTU (PMTU) of the SMS transport in order to correctly instrument its SaR function. The PMTU SHALL be 133 bytes if multiplexing based on the Wireless Datagram Protocol (WDP) is used (see Appendix A.3); 140 bytes otherwise.
SMSにも、Concatenated Short Messageと呼ばれる任意の分割・再組み立て方式があります（[GSM-SMS]のセクション9.2.3.24.1を参照）。しかし、DTLSのSaR方式は回避できないため、重複するオーバーヘッドを避けるには、ハンドシェイク中にConcatenated Short Messageを使うべきではありません (SHOULD NOT)。SaR機能を正しく動作させるため、ハンドシェイクを開始する前（能動・受動のいずれの場合も）に、DTLS実装へSMSトランスポートの経路MTU（PMTU）を明示的に設定しなければなりません (MUST)。Wireless Datagram Protocol（WDP）による多重化を使う場合（付録A.3を参照）、PMTUは133バイトでなければなりません (MUST)。それ以外の場合は140バイトです。
It is RECOMMENDED that the established security context over the longest possible period be used (possibly until a Closure Alert message is received or after a very long inactivity timeout) to avoid the expensive re-establishment of the security association.
セキュリティアソシエーションを再確立する高いコストを避けるため、確立したセキュリティコンテキストは可能な限り長く維持することが推奨されます (SHOULD)。たとえば、Closure Alertを受信するまで、または非常に長い無通信タイムアウトに達するまで維持します。
The content of an SMS message is carried in the TP-UserData field, and its size may be up to 140 bytes. As already mentioned in Appendix A.1, longer (i.e., up to 34170 bytes) messages can be sent using Concatenated SMS.
SMSメッセージのコンテンツはTP-UserDataフィールドで伝達され、そのサイズは最大140バイトです。付録A.1で既に述べたように、より長い（つまり、34170バイトまで）メッセージは、連結SMSを使用して送信できます。
This scheme consumes 6-7 bytes (depending on whether the short or long segmentation format is used) of the TP-UserData field, thus reducing the space available for the actual content of the SMS message to 133-134 bytes per TPDU.
このスキームは、TP-UserDataフィールドの6〜7バイト（短いまたは長いセグメンテーションフォーマットのどちらを使用するかに応じて）を消費するため、SMSメッセージの実際のコンテンツに使用可能なスペースがTPDUあたり133〜134バイトに減少します。
Though in principle a PMTU value higher than 140 bytes could be used, which may look like an appealing option given its more efficient use of the transport, there are disadvantages to consider. First, there is an additional overhead of 7 bytes per TPDU to be paid to the SaR function (which is in addition to the overhead introduced by the DTLS SaR mechanism. Second, some networks only partially support the Concatenated SMS function, and others do not support it at all.
原則として、140バイトを超えるPMTUを使うこともできます。トランスポートをより効率的に使えるため魅力的に見えますが、考慮すべき欠点があります。第一に、DTLSのSaR機構によるオーバーヘッドに加えて、SMSのSaR機能でTPDUごとに7バイトの追加オーバーヘッドが生じます。第二に、一部のネットワークではConcatenated SMS機能が部分的にしかサポートされず、まったくサポートされないネットワークもあります。
For these reasons, the Concatenated short messages mechanism SHOULD NOT be used, and it is RECOMMENDED to leave the same PMTU settings used during the handshake phase, i.e., 133 bytes if WDP-based multiplexing is enabled; 140 bytes otherwise.
以上の理由から、Concatenated Short Messageは使うべきではありません (SHOULD NOT)。また、ハンドシェイク中と同じPMTU設定を維持することが推奨されます (SHOULD)。つまり、WDPによる多重化が有効な場合は133バイト、それ以外は140バイトです。
Note that, after the DTLS handshake has completed, any fragmentation and reassembly logic that pertains the application layer (e.g., segmenting CoAP messages into DTLS records and reassembling them after the crypto operations have been successfully performed) needs to be handled by the application that uses the established DTLS tunnel.
DTLSハンドシェイクの完了後、アプリケーション層の分割・再組み立て処理（たとえばCoAPメッセージをDTLSレコードに分割し、暗号処理の成功後に再構成する処理）は、確立したDTLSトンネルを使うアプリケーションが担う必要があります。
Unlike IPsec Encapsulating Security Payload (ESP) / Authentication Header (AH), DTLS records do not contain any association identifiers. Applications must arrange to multiplex between associations on the same endpoint which, when using UDP/IP, is usually done with the host/port number.
IPsecカプセル化セキュリティペイロード（ESP）/認証ヘッダー（AH）とは異なり、DTLSレコードには関連付け識別子が含まれていません。アプリケーションは、同じエンドポイント上のアソシエーション間で多重化するように調整する必要があります。UDP/IPを使用する場合、通常はホスト/ポート番号を使用して行われます。
If the DTLS server allows more than one client to be active at any given time, then the Wireless Application Protocol (WAP) User Datagram Protocol [WAP-WDP] can be used to achieve multiplexing of the different security associations. (The use of WDP provides the additional benefit that upper-layer protocols can operate independently of the underlying wireless network, hence achieving application-agnostic transport handover.) The total overhead cost for encoding the WDP source and destination ports is either 5 or 7 bytes out of the total available for the SMS content depending on if 1-byte or 2-byte port identifiers are used, as shown in Figures 13 and 14.
DTLSサーバーが同時に複数のクライアントをアクティブにすることを許可している場合、ワイヤレスアプリケーションプロトコル（WAP）ユーザーデータグラムプロトコル[WAP-WDP]を使用して、さまざまなセキュリティアソシエーションの多重化を実現できます。 （WDPを使用すると、上位層のプロトコルが基盤のワイヤレスネットワークとは独立して動作できるため、アプリケーションに依存しないトランスポートハンドオーバーを実現できるという追加の利点があります。）WDPの送信元ポートと宛先ポートをエンコードするための総オーバーヘッドコストは、5または7バイトです。図13および14に示すように、1バイトまたは2バイトのポート識別子が使用されているかどうかに応じて、SMSコンテンツで利用可能な合計のうち。
0 1 2 3 4
+--------+--------+--------+--------+--------+
| ... | 0x04 | 2 | ... | ... |
+--------+--------+--------+--------+--------+
UDH IEI IE Dest Source
Length Length Port Port
Legend: UDH = user data header IEI = information element identifier
凡例：UDH =ユーザーデータヘッダーIEI =情報要素識別子
Figure 13: Application Port Addressing Scheme (8-Bit Address)
図13：アプリケーションポートアドレス指定方式（8ビットアドレス）
0 1 2 3 4 5 6
+--------+--------+--------+--------+--------+--------+--------+
| ... | 0x05 | 4 | ... | ... |
+--------+--------+--------+--------+--------+--------+--------+
UDH IEI IE Dest Source
Length Length Port Port
Figure 14: Application Port Addressing Scheme (16-Bit Address)
図14：アプリケーションポートアドレス指定スキーム（16ビットアドレス）
The receiving side of the communication gets the source address from the originator address (TP-OA) field of the SMS-DELIVER TPDU. This way, a unique 4-tuple identifying the security association can be reconstructed at both ends. (When replying to its DTLS peer, the sender will swap the TP-OA and destination address (TP-DA) parameters and the source and destination ports in the WDP.)
通信の受信側は、SMS-DELIVER TPDUの発信元アドレス（TP-OA）フィールドからソースアドレスを取得します。このようにして、セキュリティアソシエーションを識別する一意の4タプルを両端で再構築できます。 （DTLSピアに返信するとき、送信者はTP-OAと宛先アドレス（TP-DA）パラメーター、およびWDPの送信元ポートと宛先ポートを交換します。）
If SMS-STATUS-REPORT messages are enabled, their receipt is not to be interpreted as the signal that the specific handshake message has been acted upon by the receiving party. Therefore, it MUST NOT be taken into account by the DTLS timeout and retransmission function.
SMS-STATUS-REPORTメッセージを有効にしている場合、その受信を、受信側が特定のハンドシェイクメッセージを処理した合図と解釈してはなりません。したがって、DTLSのタイムアウトおよび再送機能では、この受信を考慮してはなりません (MUST NOT)。
Handshake messages MUST carry a validity period (TP-VP parameter in a SMS-SUBMIT TPDU) that is not less than the current value of the retransmission timeout. In order to avoid persisting messages in the network that will be discarded by the receiving party, handshake messages SHOULD carry a validity period that is the same as, or just slightly higher than, the current value of the retransmission timeout.
ハンドシェイクメッセージには、再送タイムアウトの現在値以上の有効期間（SMS-SUBMIT TPDUのTP-VPパラメーター）を設定しなければなりません (MUST)。受信側が破棄するメッセージをネットワーク内に残さないため、有効期間は再送タイムアウトの現在値と同じか、わずかに長くすべきです (SHOULD)。
Figure 15 shows the overhead for the DTLS record layer for protecting data traffic when AES-128-CCM with an 8-octet Integrity Check Value (ICV) is used.
図15は、8オクテットの整合性チェック値（ICV）を備えたAES-128-CCMが使用されている場合に、データトラフィックを保護するためのDTLSレコードレイヤーのオーバーヘッドを示しています。
DTLS Record Layer Header................13 bytes Nonce (Explicit).........................8 bytes ICV..................................... 8 bytes ------------------------------------------------ Overhead................................29 bytes ------------------------------------------------
DTLS Record Layer Header................13 bytes
Nonce (Explicit).........................8 bytes
ICV..................................... 8 bytes
------------------------------------------------
Overhead................................29 bytes
------------------------------------------------
Figure 15: AES-128-CCM-8 DTLS Record Layer Per-Packet Overhead
図15：AES-128-CCM-8 DTLSレコードレイヤーのパケットごとのオーバーヘッド
The DTLS record layer header has 13 octets and consists of:
DTLSレコードレイヤーヘッダーは13オクテットで、次のもので構成されています。
o 1-octet content type field,
o 1オクテットのコンテンツタイプフィールド
o 2-octet version field,
o 2オクテットバージョンフィールド
o 2-octet epoch field,
o 2オクテットエポックフィールド、
o 6-octet sequence number, and
o 6オクテットのシーケンス番号、および
o 2-octet length field.
o 2オクテットの長さフィールド。
The "nonce" input to the AEAD algorithm is exactly that of [RFC5288], i.e., 12 bytes long. It consists of two values, namely a 4-octet salt and an 8-octet nonce_explicit:
AEADアルゴリズムへの「ノンス」入力は、[RFC5288]とまったく同じ、つまり12バイトの長さです。これは、2つの値、つまり4オクテットのソルトと8オクテットのnonce_explicitで構成されています。
The salt is the "implicit" part and is not sent in the packet. Instead, the salt is generated as part of the handshake process.
ソルトは「暗黙の」部分であり、パケットで送信されません。代わりに、ソルトはハンドシェイクプロセスの一部として生成されます。
The nonce_explicit value is 8 octets long and it is chosen by the sender and carried in each TLS record. RFC 6655 [RFC6655] allows the nonce_explicit to be a sequence number or something else. This document makes this use more restrictive for use with DTLS: the 64-bit none_explicit value MUST be the 16-bit epoch concatenated with the 48-bit seq_num. The sequence number component of the nonce_explicit field at the AES-CCM layer is an exact copy of the sequence number in the record layer header field. This leads to a duplication of 8-bytes per record.
nonce_explicit値は8オクテット長で、送信側が選び、各TLSレコードに含めます。RFC 6655 [RFC6655]では、nonce_explicitにシーケンス番号または別の値を使えます。本書ではDTLSでの使用をさらに制限し、64ビットのnone_explicit値を16ビットのepochと48ビットのseq_numの連結としなければなりません (MUST)。AES-CCM層のnonce_explicitフィールドにあるシーケンス番号部分は、レコード層ヘッダーのシーケンス番号と完全に同じです。そのため、レコードごとに8バイトが重複します。
To avoid this 8-byte duplication, RFC 7400 [RFC7400] provides help with the use of the generic header compression technique for IPv6 over Low-Power Wireless Personal Area Networks (6LoWPANs). Note that this header compression technique is not available when DTLS is exchanged over transports that do not use IPv6 or 6LoWPAN, such as the SMS transport described in Appendix A of this document.
この8バイトの重複を避けるために、RFC 7400 [RFC7400]は、IPv6 over Low-Power Wireless Personal Area Networks（6LoWPANs）の一般的なヘッダー圧縮技術の使用を支援します。このヘッダー圧縮技術は、このドキュメントの付録Aで説明されているSMSトランスポートなど、IPv6または6LoWPANを使用しないトランスポートを介してDTLSが交換される場合は使用できないことに注意してください。
Section 4.2.3 of [RFC6347] advises DTLS implementations to not produce overlapping fragments. However, it requires receivers to be able to cope with them. The need for the latter requisite is explained in Section 4.1.1.1 of [RFC6347]: accurate PMTU estimation may be traded for shorter handshake completion time.
In many cases, the cost of handling fragment overlaps has proved to be unaffordable for constrained implementations, particularly because of the increased complexity in buffer management.
多くの場合、特にバッファー管理が複雑になるため、フラグメントの重複を処理するコストは制約のある実装には許容できません。
In order to reduce the likelihood of producing different fragment sizes and consequent overlaps within the same handshake, this document RECOMMENDs:
同じハンドシェイク内で異なるフラグメントサイズが使われ、重複が生じる可能性を下げるため、本書では次の対応を推奨します (SHOULD)。
o clients (handshake initiators) to use reliable PMTU information for the intended destination; and
o クライアント（ハンドシェイク開始側）は、通信先について信頼できるPMTU情報を使うこと。
o servers to mirror the fragment size selected by their clients.
o サーバーは、クライアントが選択したフラグメントサイズに合わせること。
Acknowledgments
謝辞
Thanks to Derek Atkins, Paul Bakker, Olaf Bergmann, Carsten Bormann, Ben Campbell, Brian Carpenter, Robert Cragie, Spencer Dawkins, Russ Housley, Rene Hummen, Jayaraghavendran K, Sye Loong Keoh, Matthias Kovatsch, Sandeep Kumar, Barry Leiba, Simon Lemay, Alexey Melnikov, Gabriel Montenegro, Manuel Pegourie-Gonnard, Akbar Rahman, Eric Rescorla, Michael Richardson, Ludwig Seitz, Zach Shelby, Michael StJohns, Rene Struik, Tina Tsou, and Sean Turner for their helpful comments and discussions that have shaped the document.
文書の内容を形作るうえで有益なコメントや議論を寄せてくださったDerek Atkins、Paul Bakker、Olaf Bergmann、Carsten Bormann、Ben Campbell、Brian Carpenter、Robert Cragie、Spencer Dawkins、Russ Housley、Rene Hummen、Jayaraghavendran K、Sye Loong Keoh、Matthias Kovatsch、Sandeep Kumar、Barry Leiba、Simon Lemay、Alexey Melnikov、Gabriel Montenegro、Manuel Pegourie-Gonnard、Akbar Rahman、Eric Rescorla、Michael Richardson、Ludwig Seitz、Zach Shelby、Michael StJohns、Rene Struik、Tina Tsou、Sean Turnerの各氏に感謝します。
A big thanks also to Klaus Hartke, who wrote the initial draft version of this document.
また、このドキュメントの最初のドラフトバージョンを作成したKlaus Hartkeにも感謝します。
Finally, we would like to thank our area director (Stephen Farrell) and our working group chairs (Zach Shelby and Dorothy Gellert) for their support.
最後に、支援をいただいたエリアディレクターStephen FarrellとワーキンググループチェアZach Shelby、Dorothy Gellertに感謝します。
Authors' Addresses
著者のアドレス
Hannes Tschofenig (editor) ARM Ltd. 110 Fulbourn Rd Cambridge CB1 9NJ United Kingdom
Hannes Tschofenig (editor) ARM Ltd. 110 Fulbourn Rd Cambridge CB1 9NJ United Kingdom
Email: Hannes.tschofenig@gmx.net
URI: http://www.tschofenig.priv.at
Thomas Fossati Nokia 3 Ely Road Milton, Cambridge CB24 6DD United Kingdom
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