IoTに初めて触れる方への「SIM」入門【SORACOM Discovery 2023】

SIMは、私たちが普段利用しているスマートフォンの中に入っているモジュールで、4G/5Gといった「セルラー通信」に不可欠な存在です。通信の内容を保護したり、回線契約の特定に役立つことから、IoTにおいても重要な位置づけとなっています。ここでは、SIMの基礎からeSIM等の解説と、具体的に利用する方法、そしてSORACOMが独自に盛り込んでいるSIMテクノロジーの紹介を通じて、SIMの理解を深めることができるセッションです。

株式会社ソラコム 事業開発マネージャー 大槻 健

Transcript

1. IoTに初めて触れる方へのSIM入門 株式会社ソラコム 事業開発マネージャー 大槻　健
2. 本日のハッシュタグ #SORACO M @SORACOM_PR fb.com/soracom.jp instagram.com/soracom.official 使用例 他には… • #SORACOM IoTやDXの話を聞きにきた • キーノートは2日目！ #SORACOM #SORACOM の検索で、最新情報が！ youtube.com/@SORACOM_Japan
3. 自己紹介 大槻　健 株式会社ソラコム　事業開発マネージャー [経歴] 国内通信キャリアにて移動機/SIM開発エンジニアとして 十数年勤務し3G/LTEのベアラプロトコル、SIMカードの開発・ 仕様策定に従事 株式会社ソラコムにてIoT SIMの開発、セルラー・LPWA・ 衛星等の各種通信規格に対応したプロダクトである SORACOM Airの事業開発・技術開発を推進中 グローバル事業拡大のため、2021年よりロンドン在住
4. アジェンダ •SIMとは •IoT向けSIMが何故必要なのか •SORACOM Air、用途別製品のご紹介 •SIMテクノロジー進化の歩みと今後の展望 •まとめ
5. SIMとは
6. SIMとは 認証 加入者情報 ユーザデータ USIM=Universal Subscriber Identity Module とも呼ばれる 欧州の2G（GSM）のデバイスに採用されていたSIM (Subscriber Identity Module) を機能拡張したもの CPUを内蔵したICチップ(UICC)で、セルラーデバイスにおいて不 可欠なコンポーネントの1つ UICC=Universal Integrated Circuit Card, スマートカードの1種
7. FLASH ROM RAM CPU • 　CPU : 32bit • 　メモリー: FLASH • 　標準規格: ISO / 3GPP / ETSI / GP • 　電気特性: 1.8 / 3 / 5 v • 　クロック: 1～5MHz • 　形状　: 2FF(mini) / 3FF(micro) / 4FF(nano) embedded (MFF2, USON) • 　機能 • Java Card OS • OTA(RFM/RAM) • SAT/USAT • Secure Element • PKI • Crypt ベースのセキュア ICは Infineon/Samsung/ST/NXPなどの 半導体ベンダが供給 SIMとは
8. SIMとは SIMは単なるストレージ領域ではなく、 独立したコンピューティングデバイスで主な役割は以下の通り • 加入者情報の安全な保持 (耐タンパ性) • NW認証向け共通鍵 • IMSI • MSISDN (電話番号) • ICCID • キャリア網アクセスに必要な優先リストや禁止リスト • ユーザ定義データ • NWとの相互認証及び暗号鍵の生成 • 各種Java cardアプリケーションの実行
9. セルラーIoTシステムの一般的な構成 Things Internet Cloud Cellular Network SIMはデバイス(Things)からセルラーネットワークまでのセ キュリティを担保
10. SIMによる相互認証 (AKA) VPC 加入者情報DB (HSS) 2.認証情報レスポンス Auth Token(AUTN), Random(RAND) 4.ネットワークの 認証&鍵生成 5.認証レスポンス RES 6.SIMの認証 Secret Key Sequence Number N Secret Key Sequence Number N 端末-NW間では鍵を交換しない 相互認証により都度生成されたセッション 鍵で暗号化・完全性を担保 SIM SIM デバイス 接続要求 1.認証情報リクエスト 基地局・制御局 3. 認証リクエスト ATUN, RAND, XRES, Security Key (CK + IK) CK + IK RES , (RES==XRES ) RES, Security Key (CK + IK) AKA=Authentication and Key Agreement
11. IoT向けのSIMとは
12. 皆さんお持ちのスマートフォンには例外なく、SIMが 入っています (コンシューマ向けSIMと呼びます) 何故IoT向けSIMが個別に必要？ IoTではそのまま自分のSIMを使えないの？
13. コンシューマSIMとIoT SIMの違い 利用可能サービス 価格 (料金プラン) スケーラビリティ 利用可能キャリア NWセキュリティ リモートアクセス API制御 コンシューマ向けSIM IoT向けSIM 音声 + SMS +データ データ + SMS 高速 低速 4G, 5G 2G, 3G, 4G, LTE-M, NB-IoT 高価 （カスタムなし） 安価 （プロダクト毎に最適化） 1~数回線/個人 1~数百万回線/企業 単一キャリア 複数キャリア カードSIM/eSIM カードSIM/eSIM/iSIM なし VPN、専用線接続、VPC 不可 可能 不可 可能 不可 可能 通信速度 クラウド直接続 SIMの物理形態 主要テクノロジ
14. セルラーIoTシステムの一般的な構成 Things Internet Cloud Cellular Network デバイス→セルラーネットワークの先をいかに セキュアに接続するか
15. コンシューマSIMとIoT SIMの違い 利用可能サービス 価格 (料金プラン) スケーラビリティ 利用可能キャリア NWセキュリティ リモートアクセス API制御 コンシューマ向けSIM IoT向けSIM 音声 + SMS +データ データ + SMS 高速 低速 4G, 5G 2G, 3G, 4G, LTE-M, NB-IoT 高価 （カスタムなし） 安価 （プロダクト毎に最適化） 1~数回線/個人 1~数百万回線/企業 単一キャリア 複数キャリア カードSIM/eSIM カードSIM/eSIM/iSIM なし VPN、専用線接続、VPC 不可 可能 不可 可能 不可 可能 通信速度 クラウド直接続 SIMの物理形態 主要テクノロジ
16. SORACOMのIoT向けSIMとは • 1枚から煩雑な契約なしにすぐに始められて、数百万回線まで スムーズにスケールアップ可能 • IoT向けに特化した料金体系、使った分だけお支払い • 日本を含む150カ国、300超のキャリアに1枚のSIMでアクセス可能 • VPN/VPC/専用線接続を始めとしたNWセキュリティ • 主要クラウドサービスに直接接続可能な管理プラットフォーム • ウェブコンソールに加えAPIを利用することで自動化運用が可能なプログ ラマブルSIM Cloud-na tive Pay as you go/grow API Global connectivity Out of the box High security
17. SORACOM Air プロダクトラインナップ
18. SORACOM Air for セルラー プロダクト一覧 IoT 向けデータ通信 SORACOM Air eSIM plan01s マルチキャリア、グローバルカバレッジ 単一キャリア、ジャパンカバレッジ plan- D plan-K2 中容量 向け (300MB) plan-KM 1 LTE-M専用 極小容量向け (1KB) 全世界 159ヵ国 小容量向け planX3 planP1 https://soracom.jp/services/air/cellular/ plan-DU NTTドコモ KDD I 大容量 向け (10GB~ ) 中容量 向け (300MB) NTTドコモ/ソフトバンク ソフトバンク 全世界 98ヵ国 小~中容量向け APAC向け 59ヵ国 小～中容量向け eSIM eSIM eSIM eSIM 2G/3G/4G/LTE-M 2G/3G/4G/LTE-M 2G/3G/4G 3G/4G/LTE-M 4G 4G/5G LTE-M サブスクリプションコ ンテナ
19. 量産案件、大規模案件ではeSIMが主流に ※2022年7月時点での累計販売比率
20. eSIM (embedded SIM) より小さく 6mm×5mm より堅牢に デバイスに直接実装可能 温度耐性： -40℃ +105℃ メモリサイクル： 500,000サイクル at +105℃ データ保持 ： 15 年間 at +85℃ カード型SIM eSIM eSIM (MFF2) eSIM
21. サブスクリプションコンテナ SORACOM ユーザーコンソール SIM OS サブスクリプション　 コンテナエンジン サブスクリプ 　　　ション A SORACOM IoT SIM SIMを物理的に交換することなく、OTAでサブスクリプションを追加可能 サブスクリプ 　　　ション B (無線経由) (契約回線)
22. Demo デモ動画: サブスクリプションの追加
23. サブスクリプションコンテナのユースケース • LTE-M、NB-IoT、5G等新たなテクノロジーに対応したサブスクリプショ ンに切り替えたい • 特定の国でより安価なサブスクリプションに切り替えたい • ネットワーク冗長化のため、複数のキャリアに接続できるサブスクリプ ションを入れておきたい • パーマネントローミング等、IoTデバイス向け法規制がある国にプロダク ト・サービス展開する際に、各国の法令に遵守したローカルサブスクリ プションを入れたい
24. SIMのテクノロジー展望
25. 日本をセルラーで クラウドに繋ぐ 2015年 世界をセルラーで クラウドに繋ぐ 2016年 2017年 デバイスに埋め込み 可能に (eSIM) 2018年 デバイスを認証・ プロビジョニングする鍵に SORACOMのSIMテクノロジーの歩み 2019年 2020年 eSIM書込みiOSアプリ コンシューマーブランド eSIMプロファイル ダウンロード対応 eSIM eSIM 2020年 サブスクリプションをOTAで 追加可能に iSIMの実証実験に 成功 ¼サイズを 市場投入 2021年 2021年 iSIM
26. SIMの物理形態の進化 1FF (ID-1, Full size) <85.6*53.98*0.76 mm> 2FF (Plug-in, Mini) <25*15*0.76mm> 3FF (Micro) <15*12*0.76mm> 4FF (Nano) <12.3*8.8*0.67mm> MFF2 <6*5*1mm> SIMの進化 カードタイプ （取り外し可能） 埋め込みタイプ （取り外し不可） 省サイズ化？ ソフト化？
27. iSIM (Integrated SIM)とは セルラーSoC eSIM セルラーSoC SIM セルラーSoC iSIM 従来のSIM/eSIM同等のセキュリティを担保したまま セルラーSoCの中にSIMの機能をワンチップで実現
28. 量産デバイスにおけるSIM/eSIMの課題 消費電力
 輸出入コスト
 (送料、関税)
 商流の煩雑化 実装コスト 基板スペース の圧迫 処理能力 iSIMを利用することこれらの各種課題の解決、コスト削減が期待されている
29. 2021年夏ソニー、 Kigen、 ソラコムの3社でiSIM実証実験に成功 評価ボードへの iSIM OSの焼き込み キャリアプロファイル開発 疎通試験、性能評価 プロファイル検証 Sony Semiconductor Israel(ソニー)様が提供するセルラーIoT向けAltairチップセット(ALT1250) 評価 ボードのセキュアなiSIM領域に、ソラコムのキャリアプロファイルがパーソナライズされたKigen様iSIM OSの焼き込みを実施。従来のSIMと同等の機能を全て実現できることを実証。現在はiSIMの商用化 に向け各社様と協議中
30. まとめ • SIMはセキュアな通信確立の鍵となるコンポーネント • 認証機能だけでなく、様々な付加価値サービスを利用可能 • SORACOM IoT SIMを利用することで用途に合わせたプロダクトの開 発をその日から始められ、クラウドへもシームレスにアクセス • カードSIM/eSIM/iSIMなど、お客様に必要なテクノロジ、プロダクトをタ イムリーにご提供
31. SORACOM の願い クラウド ⇒ 多くの Web サービス SORACOM ⇒ 多くの IoT システム 日本から、世界から、たくさんの IoT プレイヤーが生まれますように
32. IoTの「つなぐ」を簡単に You Create. We Connect.