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ユースケース

コンフィデンシャル コンピューティング テクノロジを使用すると、ホスト、ハイパーバイザー、ホスト管理者、さらには独自の VM 管理者から仮想化環境を強化できます。脅威モデルに応じて提供されるさまざまなテクノロジを使用して、以下のことが可能になります。

  • 未承認のアクセスを禁止する: 機密データをクラウドで実行します。 Azure が可能な限り最高のデータ保護を提供し、現在行われているものとほとんどまたはまったく変わらないことを信頼してください。

  • 規制コンプライアンスに対応する: 個人情報を保護する政府の規制を満たし、組織 IP をセキュリティで保護するために、クラウドに移行して、データの完全な制御を維持します。

  • セキュリティで保護されるものと信頼されていないもののコラボレーションを確保する: 広範なデータ分析と詳細な分析情報を可能にするために、競合他社も含む複数の組織にわたるデータを組み合わせることで、業界全体の作業規模の問題に取り組みます。

  • 処理を分離する: ブラインド処理によるプライベート データへの負担を除去する新しい機能の製品を提供します。 サービス プロバイダーさえ、ユーザー データを取得できません。

シナリオ

コンフィデンシャル コンピューティングは、政府、金融サービス、医療機関などの規制対象業界のデータを保護するために、さまざまなシナリオに適用できます。 たとえば、機密データへのアクセスを防止することは、機密データを格納するクラウド プロバイダーなど、関係するすべての関係者から市民のデジタル ID を保護するのに役立ちます。 同じ機密データに、児童労働搾取の既知のイメージの検索と削除、人身売買の防止、デジタル フォレンジック捜査の支援に使用される生体認証データが含まれる場合があります。

政府、金融サービス、医療のシナリオなど、Azure コンフィデンシャル コンピューティングのユース ケースのスクリーンショット。

この記事では、いくつかの一般的なシナリオの概要について説明します。 この記事の推奨事項は、コンフィデンシャル コンピューティングのサービスとフレームワークを使用してアプリケーションを開発する際の出発点として利用できます。

この記事を読むと、次の質問に回答できるようになります。

  • Azure Confidential Computing にはどのようなシナリオがありますか?
  • Azure Confidential Computing を使用して、複数関係者シナリオ、顧客データのプライバシー、およびブロックチェーン ネットワークを使用する利点は何ですか?

マルチパーティー計算のセキュリティ保護

ビジネス取引とプロジェクトの共同作業では、複数の関係者の間で情報を共有する必要があります。 多くの場合、共有されるデータは機密情報です。 データには、個人情報、財務記録、医療記録、プライベート市民データなどがあります。公的および私的な組織では、データが不正アクセスから保護される必要があります。 これらの組織は、コンピューティング インフラストラクチャのオペレーターやエンジニア、セキュリティ アーキテクト、ビジネス コンサルタント、データ科学者からデータを保護する必要がある場合もあります。

たとえば、医療機器がキャプチャした患者の大規模なデータセットと画像にアクセスできるようになったため、医療サービスへの機械学習の使用は大幅に成長しました。 複数のデータ ソースからの疾病の診断と薬品開発のメリット。 病院と医療機関は、患者の医療記録を一元化された高信頼実行環境 (TEE) で共有し、共同作業を行うことができます。 TEE で実行されている機械学習サービスは、データの集計と分析を行います。 この集計データ分析では、統合データセットのトレーニング モデルにより、より高い予測精度が得られます。 コンフィデンシャル コンピューティングを使用すると、病院は、患者のプライバシーを侵害するリスクを最小限に抑えることができます。

Azure のコンフィデンシャル コンピューティングでは、入力データが他の当事者に開示されることなく、複数のソースからのデータを処理できます。 マネー ロンダリング対策、不正行為の検出、医療データの安全な分析などのシナリオが、この種のセキュアなコンピューティングによって可能になります。

こういったデータは、複数のソースから仮想マシン内の 1 つのエンクレーブにアップロードできます。 そのデータに対して計算または処理を実行するよう、いずれかの当事者がエンクレーブに命令します。 どの当事者 (分析を実行している人物でさえ) も、エンクレーブにアップロードされた他の当事者のデータを見ることはできません。

セキュリティで保護された複数関係者のコンピューティングでは、暗号化されたデータがエンクレーブに入ります。 エンクレーブは、キーを使用してデータを復号化し、分析を実行し、結果を取得して、関係者が指定されたキーを使用して暗号化を解除できる暗号化された結果を返します。

マネー ロンダリング対策

この安全なマルチパーティー計算の例として、複数の銀行が顧客の個人データを開示することなく互いにデータを共有するケースが挙げられます。 銀行は、結合された機密データ セットに対し、合意済みの分析を実行します。 銀行は互いのデータにアクセスすることなく、集約されたデータ セットでの分析によって、あるユーザーが複数の銀行間で行った送金を検出することができます。

コンフィデンシャル コンピューティングを通じて、金融機関は不正行為の検出率を高め、マネー ロンダリングのシナリオに対応できるほか、誤検知を減らし、より大きなデータ セットから継続的に学習することができます。

銀行向けの複数関係者間のデータ共有のグラフィック。コンフィデンシャル コンピューティングによってデータ移動が可能になることが示されています。

医薬品の開発

提携する複数の医療施設が、個人の医療データ セットを提供して ML モデルをトレーニングします。 それぞれの施設から見えるのは、その施設のデータ セットだけです。 クラウド プロバイダーも含め、他の施設がデータやトレーニング モデルを見ることはできません。 トレーニング済みのモデルは、すべての施設に恩恵をもたらします。 モデルの作成に使用するデータを増やせば、モデルの精度は上がります。 モデルのトレーニングに寄与した各施設が、それを使用して有益な結果を得ることが可能です。

シナリオ間の構成証明を示す、機密の医療シナリオの図。

IoT とスマートビルディング ソリューションを使用したプライバシーの保護

多くの国/リージョンでは、建物内での人々の所在や動きについてのデータの収集と使用に関する厳格なプライバシー法があります。 これには、CCTV またはセキュリティ バッジのスキャンからの直接個人を特定できるデータが含まれる可能性があります。 または間接的に識別できます。つまり、センサー データのさまざまなセットをまとめると、個人を特定できると考えられます。

プライバシーはコストおよび環境ニーズとバランスを取る必要があり、この場合、建物の暖房と照明にエネルギーを最も効率的に使用するために、組織で占有と動きを把握することが重視されます。

企業の不動産のどの領域が個々の部門のスタッフにより過少または過剰に占有されているかを判断するには、通常、温度センサーや光センサーなどの個人を特定できないデータと共に、個人を特定できるデータを処理する必要があります。

このユース ケースでは、CCTV モーション トレース センサーとバッジスワイプ データと共に占有データおよび温度センサーの分析を処理して、生の集計データを誰にも公開せずに使用状況を把握できるようにすることが主な目的です。

ここでは、使用中のデータが暗号化で保護される高信頼実行環境内部に分析アプリケーションを配置することで (この例では Confidential Container Instances 実行)、機密コンピューティングが使用されています。

多くの種類のセンサーとデータ フィードからの集計データ セットは、Enclaves データベースを使用した Azure SQL Always Encrypted で管理されます。ここでは、メモリ内で暗号化することで使用中のクエリが保護されます。 これにより、サーバー管理者は、クエリと分析中に集計データ セットにアクセスできなくなります。

高信頼実行環境内部で分析ソリューションを送信するさまざまなセンサー。オペレーターは TEE 内部の使用中データにアクセスできません。

一般的に、特定のワークロードを処理して保存できる場所を制限する法的または規制上の要件がある FSI と医療に適用されます。

このユース ケースでは、Azure Confidential Computing テクノロジと Azure Policy、ネットワーク セキュリティ グループ (NSG)、Microsoft Entra 条件付きアクセスを組み合わせて使って、既存のアプリケーションの "リフト アンド シフト" で次の保護目標を達成します。

  • Confidential Computing を使用して、使用中のアプリケーションをクラウド オペレーターから保護する。
  • アプリケーション リソースのデプロイを西ヨーロッパの Azure リージョンに限定する。
  • 最新の認証プロトコルを使用して認証するアプリケーションのコンシューマーを、接続元の主権リージョンにマップし、許可されたリージョンに存在しない限りアクセスを拒否できるようにする。
  • 管理プロトコル (RDP、SSH など) を使用したアクセスを、Privileged Identity Management (PIM) と統合されている Azure Bastion サービスからのアクセスに制限する。 PIM ポリシーには、管理者のアクセス元の主権リージョンを検証する条件付きアクセス ポリシーが必要。
  • すべてのサービスで、Azure Monitor にアクションを記録する。

Azure Confidential Computing で保護され、Azure Policy や条件付きアクセスを含む Azure 構成で補完されたワークロードを示す図。

製造 – IP 保護

製造を行う組織は、製造のプロセスとテクノロジに関する IP を保護します。製造は物理的な生産プロセスを担う第三者に委託されることが多く、こうした状況は IP 盗難のアクティブな脅威がある "敵対的" な環境と見なされることがあります。

この例では、Tailspin Toys が玩具の新しいラインを開発しています。玩具の具体的な寸法と革新的なデザインは同社独自のものであり、その安全性を保ちつつ、同社のプロトタイプを物理的に生産する会社を柔軟に選択したいと考えています。

Contoso は、高品質の 3D プリントとテストを手掛ける会社で、プロトタイプを物理的かつ大規模にプリントするシステムを提供し、安全性の承認に必要な安全性テストを通じてシステムを実行しています。

Contoso は、顧客管理のコンテナー化されたアプリケーションとデータを Contoso テナント内にデプロイします。このテナントでは、IoT 型 API を介して 3D プリント機械を使用します。

Contoso は物理的な製造システムからのテレメトリを使用して、課金、スケジュール、材料注文のシステムを推進します。一方、Tailspin Toys はアプリケーション スイートからのテレメトリを使用して、どの程度うまく玩具を製造できるか、そして欠陥率を判断します。

Contoso のオペレーターは、提供されたコンテナー イメージをインターネット経由で使用して、Tailspin Toys のアプリケーション スイートを Contoso テナントに読み込むことができます。

Tailspin Toys の構成ポリシーにより、Confidential Computing 対応ハードウェアへのデプロイが義務付けられているため、使用中のすべての Tailspin アプリケーション サーバーとデータベースは、Contoso テナントで実行されている場合でも Contoso 管理者から保護されます。

たとえば、Contoso の悪意のある管理者が Tailspin Toys 提供のコンテナーを、高信頼実行環境を提供できない一般的な x86 コンピューティング ハードウェアに移動しようとすると、機密 IP が露出してしまう可能性があります。

この場合、ポリシー要件を満たせないことが構成証明の呼び出しで明らかであれば、Azure Container Instance ポリシー エンジンによって解読キーの解放またはコンテナーの起動が拒否されます。これにより、Tailspin Toys の IP は使用中も保存時も保護されます。

Tailspin Toys のアプリケーション自体は、構成証明サービスを定期的に呼び出し、結果をインターネット経由で Tailspin Toys に報告してセキュリティ状態の継続的なハートビートを確保するようにコーディングされています。

構成証明サービスは、Contoso テナントをサポートするハードウェアから暗号署名された詳細を返し、ワークロードが想定どおりに機密エンクレーブ内で実行されていることを検証します。構成証明は Contoso 管理者の制御外であり、Confidential Computing が提供する信頼のハードウェアルートに基づいています。

高信頼実行環境 (TEE) 内で玩具メーカーの産業用制御スイートを実行するサービス プロバイダーを示す図。

強化された顧客データのプライバシー

Microsoft Azure によって提供されるセキュリティ レベルは、クラウド コンピューティング導入を推進する最大の推進力の 1 つになっているにもかかわらず、お客様は、自社のプロバイダーをさまざまな範囲で信頼します。 お客様は次のことを求めています。

  • 機密性の高いワークロードのための最小限のハードウェア、ソフトウェア、運用 TCB (信頼されたコンピューティング ベース)。
  • ビジネス ポリシーとプロセスだけではなく、技術的な適用。
  • 得られる保証、残存リスク、および軽減策についての透明性。

コンフィデンシャル コンピューティングは、クラウドのワークロードを実行するために使用される TCB をお客様が遠隔制御できるようにすることで、この方向性を推進します。 Azure Confidential Computing により、お客様は、ワークロード (データとコード) にアクセスできるすべてのハードウェアとソフトウェアを正確に定義できます。また、この保証を検証して適用するための技術的なメカニズムが提供されます。 つまり、お客様は秘密を完全に制御できます。

データの主権

政府機関および公的機関では、Azure Confidential Computing は、パブリック クラウドのデータ主権を保護する機能に対する信頼度を高めるためのソリューションです。 さらに、Azure の PaaS サービスへのコンフィデンシャル コンピューティング機能の導入が拡大しているため、パブリック クラウド サービスが提供するイノベーション機能への影響を軽減して高い信頼性を実現できます。 このように、データ主権を保護しつつ、イノベーション能力への影響を軽減するという組み合わせにより、Azure Confidential Computing は、政府サービスの主権とデジタル変革のニーズに対して非常に効果的な対応を実現します。

信頼チェーンの低減

コンフィデンシャル コンピューティングにおける膨大な投資と革新的なイノベーションにより、クラウド サービス プロバイダーの排除が信頼チェーンから従来にない度合いでできるようになりました。 Azure Confidential Computing は、現在市場で利用可能な最高レベルの主権を提供しています。 これにより、お客様および政府は、今日の主権ニーズを満たすことができ、将来もイノベーションを活用できます。

コンフィデンシャル コンピューティングでは、パブリック クラウド デプロイの対象となるワークロードの数を増やすことができます。 これにより、移行と新しいワークロードに対してパブリック サービスが迅速に導入され、顧客のセキュリティ体制が急速に向上し、革新的なシナリオを迅速に実現できます。

BYOK (Bring Your Own Key) のシナリオ

ハードウェア セキュア モジュール (HSM) を導入することで、保護されたクラウド ストレージ (Azure Key Vault Managed HSM) へのセキュリティで保護されたキーと証明書を転送できます。このとき、機密情報などへのアクセスがクラウド サービス プロバイダーに許可されることはありません。 転送されるシークレットは、プレーンテキスト形式では HSM の外部に存在することがないため、主権のキーや証明書をクライアントが生成して管理しながらも、クラウドベースの安全な記憶域を使用するシナリオが実現します。

ブロックチェーンをセキュリティで保護する

ブロックチェーン ネットワークは、分散化されたノードのネットワークです。 それらのノードは、ネットワークの状態に関する整合性を確保し、合意形成を執り行うオペレーターまたはバリデーターによって運用、管理されます。 ノードそのものは台帳のレプリカであり、ブロックチェーン トランザクションを追跡する目的で使用されます。 それぞれのノードがトランザクション履歴の完全なコピーを所有することで、分散ネットワークにおける整合性と可用性が確保されます。

コンフィデンシャル コンピューティングを基盤として構築されたブロックチェーン テクノロジでは、ハードウェアベースのプライバシーを使用して、データの秘密保持と安全な計算を実現します。 場合によっては、データ アクセスを保護するために台帳全体が暗号化されます。 ときには、トランザクションそのものが、ノードのエンクレーブ内部にあるコンピューティング モジュール内で実行されることもあります。