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Créer et provisionner des appareils IoT Edge à grande échelle sur Linux à l’aide de certificats X.509

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S’applique à : Coche IoT Edge 1.5 IoT Edge 1.5 Coche IoT Edge 1.4 IoT Edge 1.4

Important

IoT Edge 1.5 LTS et IoT Edge 1.4 LTS sont des versions prises en charge. IoT Edge 1.4 LTS sera en fin de vie le 12 novembre 2024. Si vous utilisez une version antérieure, consultez l’article Mettre à jour IoT Edge.

Cet article fournit des instructions complètes pour l’approvisionnement automatique d’un ou plusieurs appareils IoT Edge Linux à l’aide de certificats X.509. Les appareils Azure IoT Edge peuvent être approvisionnés automatiquement à l’aide du Service IoT Hub Device Provisioning (DPS). Si vous ne connaissez pas le processus de provisionnement automatique, consultez la vue d’ensemble du provisionnement avant de poursuivre.

Voici les tâches à effectuer :

  1. Génération de certificats et de clés
  2. Créez une inscription individuelle pour un seul appareil ou une inscription de groupe pour un ensemble d’appareils.
  3. Installation du runtime IoT Edge et inscription de l’appareil auprès d’IoT Hub

Utiliser des certificats X.509 comme mécanisme d’attestation est un excellent moyen de mettre à l’échelle la production et de simplifier le provisionnement des appareils. Les certificats X.509 sont généralement organisés en une chaîne d’approbation de confiance. À partir d’un certificat racine auto-signé ou approuvé, chaque certificat de la chaîne signe le certificat inférieur suivant. Ce modèle crée une chaîne déléguée de confiance depuis le certificat racine jusqu’au certificat en aval final installé sur un appareil, en passant par chaque certificat intermédiaire.

Conseil

Si votre appareil a un module de sécurité matériel (HSM) tel qu’un module TPM 2.0, nous vous recommandons de stocker les clés X.509 en toute sécurité dans le HSM. Découvrez comment implémenter l’approvisionnement sans contact à grande échelle décrit dans ce blueprint avec l’exemple iotedge-tpm2cloud .

Prérequis

Ressources cloud

  • Hub IoT actif
  • Instance du service de provisionnement des appareils IoT Hub dans Azure, liée à votre hub IoT
    • Si vous ne disposez pas d’une instance de service Device Provisioning, vous pouvez suivre les instructions fournies dans les sections Créer un service IoT Hub Device Provisioning et Lier le hub IoT et votre service Device Provisioning du guide de démarrage rapide du service IoT Hub Device Provisioning.
    • Après avoir démarré le service Device Provisioning, copiez la valeur de Étendue de l’ID à partir de la page de présentation. Vous utilisez cette valeur lorsque vous configurez le runtime IoT Edge.

Exigences relatives aux appareils

Un appareil Linux physique ou virtuel faisant office d’appareil IoT Edge.

Générer des certificats d’identité d’appareil

Le certificat d’identité d’appareil est un certificat d’appareil en aval qui se connecte par le biais d’une chaîne de certificats de confiance au certificat d’autorité de certification X.509 supérieur. Le nom commun (CN) du certificat d’identité d’appareil doit être défini sur l’ID d’appareil que vous souhaitez que l’appareil ait dans votre hub IoT.

Les certificats d’identité d’appareil sont utilisés uniquement pour provisionner l’appareil IoT Edge et l’authentifier auprès d’Azure IoT Hub. Ils ne signent pas de certificats, contrairement aux certificats d’autorité de certification que l’appareil IoT Edge présente aux modules ou aux appareils en aval à des fins de vérification. Pour plus d’informations, consultez les détails sur l’utilisation des certificats par Azure IoT Edge.

Après avoir créé le certificat d’identité d’appareil, vous devez avoir deux fichiers : un fichier .cer ou .pem, qui contient la partie publique du certificat, et un fichier .cer ou .pem, qui comporte la clé privée du certificat. Si vous envisagez d’utiliser l’inscription de groupe dans le service Device Provisioning, vous avez également besoin de la partie publique d’un certificat d’autorité de certification racine ou intermédiaire dans la même chaîne de certificats de confiance.

Les fichiers suivants sont nécessaires pour configurer le provisionnement automatique avec X.509 :

  • Le certificat d’identité d’appareil et son certificat de clé privée. Le certificat d’identité d’appareil est chargé dans DPS si vous créez une inscription individuelle. La clé privée est transmise au runtime IoT Edge.
  • Un certificat de chaîne complète, qui doit comporter au moins l’identité d’appareil et les certificats intermédiaires qu’elle contient. Le certificat de chaîne complète est transmis au runtime IoT Edge.
  • Un certificat d’autorité de certification racine ou intermédiaire issu de la chaîne d’approbation des certificats. Ce certificat est chargé dans DPS si vous créez une inscription de groupe.

Utiliser des certificats de test (facultatif)

Si vous n’avez pas d’autorité de certification disponible pour créer des certificats d’identité et que vous souhaitez tester ce scénario, le dépôt Git Azure IoT Edge contient des scripts que vous pouvez utiliser pour générer des certificats de test. Ces certificats, conçus uniquement pour les tests de développement, ne doivent pas être utilisés en production.

Pour créer des certificats de test, suivez les étapes décrites dans Créer des certificats de démonstration pour tester les fonctionnalités de l’appareil IoT Edge. Effectuez les deux sections nécessaires pour configurer les scripts de génération de certificat et créer un certificat d’autorité de certification racine. Ensuite, suivez les étapes permettant de créer un certificat d’identité d’appareil. Quand vous avez terminé, vous devez disposer de la chaîne de certificats et de la paire de clés suivantes :

  • <WRKDIR>/certs/iot-edge-device-identity-<name>-full-chain.cert.pem
  • <WRKDIR>/private/iot-edge-device-identity-<name>.key.pem

Vous avez besoin de ces deux certificats sur l’appareil IoT Edge. Si vous envisagez d’utiliser l’inscription individuelle dans DPS, vous devez charger le fichier .cert.pem. Si vous envisagez d’utiliser l’inscription de groupe dans le service Device Provisioning, la même chaîne de certificats de confiance doit également comporter un certificat d’autorité de certification racine ou intermédiaire à charger. Si vous recourez à des certificats de démonstration, utilisez le certificat <WRKDIR>/certs/azure-iot-test-only.root.ca.cert.pem pour l’inscription de groupe.

Créer une inscription au service Device Provisioning

Utilisez vos certificats et clés générés afin de créer une inscription dans le service Device Provisioning pour un ou plusieurs appareils IoT Edge.

Si vous envisagez de provisionner un seul appareil IoT Edge, créez une inscription individuelle. Si vous avez besoin de provisionner plusieurs appareils, suivez les étapes de création d’une inscription de groupe DPS.

Lorsque vous créez une inscription auprès du service Device Provisioning, vous avez la possibilité de déclarer un État initial du jumeau d’appareil. Dans le jumeau d’appareil, vous pouvez définir des balises pour regrouper les appareils en fonction des métriques dont vous avez besoin dans votre solution, comme la région, l’environnement, l’emplacement ou le type d’appareil. Ces balises sont utilisées pour créer des déploiements automatiques.

Pour plus d’informations sur les inscriptions dans le service Device Provisioning, consultez Guide pratique pour gérer les inscriptions d’appareils.

Créer une inscription individuelle dans le service Device Provisioning

Les inscriptions individuelles prennent la partie publique du certificat d’identité d’un appareil et la font correspondre avec le certificat sur l’appareil.

Conseil

Bien que les étapes décrites dans cet article concernent le portail Azure, vous pouvez également créer des inscriptions individuelles à l’aide d’Azure CLI. Pour plus d’informations, consultez la section relative à az iot dps enrollment. Dans la commande CLI, utilisez l’indicateur edge-enabled pour spécifier que l’inscription concerne un appareil IoT Edge.

  1. Dans le Portail Azure, accédez à votre instance du service IoT Hub Device Provisioning.

  2. Sous Paramètres, sélectionnez Gérer les inscriptions.

  3. Sélectionnez Ajouter une inscription individuelle et suivez ces étapes pour configurer l’inscription :

    • Mécanisme : sélectionnez X.509.

    • Fichier de certificat principal .pem ou .cer : chargez le fichier public du certificat d’identité de l’appareil. Si vous avez utilisé les scripts pour générer un certificat de test, choisissez le fichier suivant :

      <WRKDIR>\certs\iot-edge-device-identity-<name>.cert.pem

    • ID d’appareil loT Hub : fournissez un ID pour votre appareil si vous le souhaitez. Vous pouvez utiliser l’ID d’appareil pour cibler un appareil individuel lors du déploiement de module. Si vous ne fournissez pas d’ID d’appareil, le nom commun (CN) dans le certificat X.509 est utilisé.

    • Appareil IoT Edge : sélectionnez True pour déclarer que l’inscription concerne un appareil IoT Edge.

    • Sélectionnez les hubs IoT auxquels cet appareil peut être attribué : choisissez le hub IoT lié auquel vous voulez connecter votre appareil. Vous pouvez choisir plusieurs hubs : l’appareil sera affecté à l’un d’entre eux en fonction de la stratégie d’allocation sélectionnée.

    • État du jumeau d’appareil initial : ajoutez une valeur d’étiquette au jumeau d’appareil si vous le souhaitez. Vous pouvez utiliser des étiquettes pour cibler des groupes d’appareils lors du déploiement automatique. Par exemple :

      {
    "tags": {
       "environment": "test"
    },
    "properties": {
       "desired": {}
    }
}

  4. Sélectionnez Enregistrer.

Sous Gérer les inscriptions, vous pouvez voir l’ID d’inscription pour l’inscription que vous venez de créer. Notez-le, car il peut être utilisé quand vous provisionnez votre appareil.

Maintenant qu’une inscription existe pour cet appareil, le runtime IoT Edge peut provisionner automatiquement l’appareil lors de l’installation.

Installer IoT Edge

Dans cette section, vous allez préparer votre machine virtuelle ou votre appareil physique Linux à IoT Edge. Ensuite, vous installez IoT Edge.

Exécutez les commandes suivantes pour ajouter le dépôt de packages, puis ajoutez la clé de signature du package Microsoft à votre liste de clés approuvées.

Important

Le 30 juin 2022, Raspberry Pi OS Stretch a été retiré de la liste de prise en charge des systèmes d’exploitation de niveau 1. Pour éviter des vulnérabilités de sécurité potentielles, mettez à jour votre système d’exploitation hôte vers Bullseye.

Pour les systèmes d’exploitation de plateforme pris en charge de niveau 2, les packages d’installation sont disponibles dans les versions d’Azure IoT Edge. Voir les étapes d’installation dans Installation d’une version spécifique ou hors connexion.

L’installation peut se faire avec quelques commandes. Ouvrez un terminal et exécutez les commandes suivantes :

  • 24.04 :

    wget https://packages.microsoft.com/config/ubuntu/24.04/packages-microsoft-prod.deb -O packages-microsoft-prod.deb
sudo dpkg -i packages-microsoft-prod.deb
rm packages-microsoft-prod.deb

  • 22.04 :

    wget https://packages.microsoft.com/config/ubuntu/22.04/packages-microsoft-prod.deb -O packages-microsoft-prod.deb
sudo dpkg -i packages-microsoft-prod.deb
rm packages-microsoft-prod.deb

  • 20.04 :

    wget https://packages.microsoft.com/config/ubuntu/20.04/packages-microsoft-prod.deb -O packages-microsoft-prod.deb
sudo dpkg -i packages-microsoft-prod.deb
rm packages-microsoft-prod.deb

Pour obtenir plus d’informations sur les versions des systèmes d’exploitation, voir Plateformes prises en charge par Azure IoT Edge.

Remarque

Les packages logiciels Azure IoT Edge sont soumis aux termes du contrat de licence situés dans chaque package (usr/share/doc/{package-name} ou dans le répertoire LICENSE). Lisez les termes du contrat de licence avant d’utiliser un package. Le fait d’installer et d’utiliser un package revient à accepter ces termes. Si vous n’acceptez pas les termes du contrat de licence, n’utilisez pas le package en question.

Installer un moteur de conteneur

Azure IoT Edge s’appuie sur un runtime de conteneur compatible avec OCI. Dans les scénarios de production, nous vous recommandons d’utiliser le moteur Moby. Le moteur Moby est le moteur de conteneur officiellement pris en charge avec IoT Edge. Les images conteneur Docker CE/EE sont compatibles avec le runtime Moby. Si vous utilisez des snaps Ubuntu Core, le snap Docker est géré par Canonical et pris en charge pour les scénarios de production.

Installez le moteur Moby.

sudo apt-get update; \
  sudo apt-get install moby-engine

Par défaut, le moteur de conteneur ne définit pas de limites de taille pour le journal de conteneur. Au fil du temps, cela peut amener l’appareil à se remplir de journaux et à manquer d’espace disque. Toutefois, vous pouvez configurer votre journal pour qu’il s’affiche localement, bien que ce soit facultatif. Pour en savoir plus sur la configuration de la journalisation, consultez Check-list du déploiement de production.

Les étapes suivantes vous indiquent comment configurer votre conteneur pour utiliser le pilote de journalisation local comme mécanisme de journalisation.

  1. Créez ou modifiez le fichier config existant du démon Docker

    sudo nano /etc/docker/daemon.json

  2. Définissez le pilote de journalisation par défaut sur le pilote de journalisation local, comme indiqué dans l’exemple.

       {
      "log-driver": "local"
   }

  3. Redémarrez le moteur de conteneur pour appliquer les changements.

    sudo systemctl restart docker

Installer le runtime IoT Edge

Le service IoT Edge fournit et gère les standards de sécurité sur l’appareil IoT Edge. Le service se lance à chaque démarrage et amorce l’appareil en démarrant le reste du runtime IoT Edge.

Remarque

À partir de la version 1.2, le service d’identité IoT gère l’approvisionnement et la gestion des identités pour IoT Edge et pour d’autres composants d’appareil qui doivent communiquer avec IoT Hub.

La procédure de cette section représente le processus classique d’installation de la dernière version IoT Edge sur un appareil disposant d’une connexion Internet. Si vous devez installer une version spécifique, comme une préversion, ou si vous devez installer en mode hors connexion, suivez les étapes d’installation d’une version hors connexion ou spécifique plus loin dans cet article.

Conseil

Si vous disposez déjà d’un appareil IoT Edge exécutant une version plus ancienne et que vous souhaitez effectuer une mise à niveau vers la dernière version, suivez les étapes décrites dans Mettre à jour le runtime et le démon de sécurité IoT Edge. Les versions ultérieures sont si différente des versions précédentes d’IoT Edge que des étapes spécifiques sont nécessaires pour la mise à niveau.

Installez la dernière version d’IoT Edge et le package du service d’identité IoT (si vous n’êtes pas encore à jour) :

  • 22.04 :

    sudo apt-get update; \
   sudo apt-get install aziot-edge

  • 20.04 :

    sudo apt-get update; \
   sudo apt-get install aziot-edge

Provisionnement de l’appareil avec son identité cloud

Une fois le runtime installé sur votre appareil, configurez ce dernier avec les informations qu’il utilise pour se connecter au service DPS et à IoT Hub.

Préparez les informations suivantes :

  • La valeur Étendue de l’ID du service Device Provisioning. Vous pouvez récupérer cette valeur à partir de la page de présentation de votre instance du service Device Provisioning dans le portail Azure.
  • Le fichier de chaîne de certificats d’identité d’appareil sur l’appareil
  • Le fichier de clé d’identité d’appareil sur l’appareil

Créez un fichier de configuration pour votre appareil à partir d’un fichier de modèle fourni dans le cadre de l’installation d’IoT Edge.

sudo cp /etc/aziot/config.toml.edge.template /etc/aziot/config.toml

Ouvrez le fichier de configuration sur l’appareil IoT Edge.

sudo nano /etc/aziot/config.toml

Recherchez la section Provisioning du fichier. Supprimez les marques de commentaire des lignes pour l’approvisionnement de certificat X.509, et assurez-vous que les autres lignes d’approvisionnement sont commentées.

# DPS provisioning with X.509 certificate
[provisioning]
source = "dps"
global_endpoint = "https://global.azure-devices-provisioning.net"
id_scope = "SCOPE_ID_HERE"

# Uncomment to send a custom payload during DPS registration
# payload = { uri = "PATH_TO_JSON_FILE" }

[provisioning.attestation]
method = "x509"
registration_id = "REGISTRATION_ID_HERE"

identity_cert = "DEVICE_IDENTITY_CERTIFICATE_HERE" # For example, "file:///var/aziot/device-id.pem"
identity_pk = "DEVICE_IDENTITY_PRIVATE_KEY_HERE"   # For example, "file:///var/aziot/device-id.key"

# auto_reprovisioning_mode = Dynamic

  1. Mettez à jour la valeur de id_scope avec l'ID d'étendue que vous avez copié à partir de votre instance de DPS.

  2. Fournissez un registration_id pour l’appareil, qui est l’ID de l’appareil dans IoT Hub. L'ID d'inscription doit correspondre au nom commun du certificat d'identité.

  3. Mettez à jour les valeurs d'identity_cert et identity_pk avec les informations de votre certificat et de votre clé.

    La valeur du certificat d’identité peut être fournie sous la forme d’un URI de fichier ou être émise de manière dynamique à l’aide de l’autorité de certification EST ou locale. Supprimez les marques de commentaire d’une seule ligne, selon le format que vous choisissez d’utiliser.

    La valeur de la clé privée d’identité peut être fournie sous la forme d’un URI de fichier ou d’un URI PKCS#11. Supprimez les marques de commentaire d’une seule ligne, selon le format que vous choisissez d’utiliser.

    Si vous utilisez des URI PKCS#11, recherchez la section PKCS#11 dans le fichier config et fournissez des informations sur votre configuration de PKCS#11.

    Pour plus d’informations sur les certificats, consultez Gérer les certificats IoT Edge.

    Pour plus d’informations sur le provisionnement des paramètres de configuration, consultez Configurer les paramètres d’appareil IoT Edge.

  4. Si vous le souhaitez, recherchez la section auto-reprovisioning mode du fichier. Utilisez le paramètre auto_reprovisioning_mode pour configurer le comportement de reprovisionnement de votre appareil. Dynamic : Le reprovisionnement a lieu quand l’appareil détecte qu’il a peut-être été déplacé d’un IoT Hub vers un autre IoT Hub. Il s’agit de la valeur par défaut. AlwaysOnStartup : reprovisionnez quand l’appareil est redémarré ou qu’un incident entraîne le redémarrage des démons. OnErrorOnly : Le reprovisionnement automatique de l’appareil n’est jamais déclenché. Chaque mode dispose d’une source de secours implicite de reprovisionnement d’appareil si l’appareil ne parvient pas à se connecter à IoT Hub lors du provisionnement d’identité en raison d’erreurs de connectivité. Pour plus d’informations, consultez Concepts du reprovisionnement d’appareils IoT Hub.

  5. Vous pouvez supprimer les marques de commentaire du paramètre payload afin de spécifier le chemin d’accès d’un fichier JSON local. Le contenu du fichier est envoyé à DPS sous forme de données supplémentaires pendant l’inscription de l’appareil. Cela est utile pour une allocation personnalisée. Par exemple, si vous souhaitez allouer vos appareils en fonction d’un ID de modèle IoT Plug-and-Play sans intervention humaine.

  6. Enregistrez le fichier et fermez-le.

Appliquez les modifications de configuration que vous avez apportées à IoT Edge.

sudo iotedge config apply

Vérifier la réussite de l’installation

Si le runtime a démarré correctement, vous pouvez accéder à votre IoT Hub et commencer à déployer des modules IoT Edge sur votre appareil.

Vous pouvez vérifier que l’inscription individuelle que vous avez créée dans le service DPS a bien été utilisée. Accédez à l’instance DPS sur le Portail Azure. Ouvrez les détails de l’inscription pour l’inscription individuelle que vous avez créée. Notez que l’état de l’inscription est Affecté et que l’ID de l’appareil figure dans la liste.

Utilisez les commandes suivantes sur votre appareil pour vérifier que IoT Edge a été installé et démarré correctement.

Vérifiez l’état du service IoT Edge.

sudo iotedge system status

Consultez les journaux d’activité de service.

sudo iotedge system logs

Répertoriez les modules en cours d’exécution.

sudo iotedge list

Étapes suivantes

Le processus d’inscription DPS vous permet de définir l’ID d’appareil et les balises du jumeau d’appareil tandis que vous provisionnez le nouvel appareil. Vous pouvez utiliser ces valeurs pour cibler des appareils individuels ou des groupes d’appareils avec la gestion d’appareils automatique. En savoir plus sur Déployer et surveiller des modules IoT Edge à grande échelle à l’aide du portail Azure ou d’Azure CLI.