Microsoft Azure Sphere

IoT-Cloud und -Linux von Microsoft

| Autor: Klaus Länger

Brad Smith, Präsident von Microsoft, präsentiert den von seiner Firma für IoT-Geräte entwickelten Microcontroller. Er soll unter einer speziell für den Chip geschaffenen OS mit Linux-Kernel laufen, die mit einem Cloud-Dienst auf Azure kommuniziert.
Brad Smith, Präsident von Microsoft, präsentiert den von seiner Firma für IoT-Geräte entwickelten Microcontroller. Er soll unter einer speziell für den Chip geschaffenen OS mit Linux-Kernel laufen, die mit einem Cloud-Dienst auf Azure kommuniziert. (Bild: Microsoft)

Sicherheit gegen Angriffe ist ein wunder Punkt vieler IoT-Lösungen. Microsoft startet mit der Azure Sphere eine IoT-Infrastruktur für Haushaltsgeräte und Industrie, bei der Schutztechnologien im Zentrum stehen. Zu ihr gehören von Microsoft entwickelte Microcontroller mit einem speziellen Betriebssystem auf Linux-Basis.

Microsoft hat sich schon längst zu einer Firma gewandelt, bei der neben Windows auch weitere Plattformen unterstützt werden, je nachdem, für welchen Zweck sie verwendet werden. Im Zentrum steht dabei immer mehr die Azure-Cloud als Ökosystem für unterschiedliche Dienste und mit der Unterstützung für möglichst viele Clients aller Art. Mit Azure Sphere startet man nun in Redmond eine ganzheitliche IoT-Lösung für die Nutzung in der Industrie und auch in Haushaltsgeräten, bei der die Sicherheit gegen Angriffe ein integraler Bestandteil ist. Die zunehmende Vernetzung von IoT-Geräte hat bereits zu einer ganzen Reihe von Attacken geführt, bei denen Geräte für DDOS-Attacken missbraucht, als Spamschleudern eingesetzt oder zum Bitcoin-Mining eingespannt wurden. Bei den Milliarden zukünftiger vernetzter Geräte steigt die Bedrohung massiv. Vor allem, wenn nicht nur Haushaltsgeräte oder Klimaanlagen, sondern auch Fertigungsmaschinen in der Industrie oder gar medizinische Geräte in Krankenhäusern zum Angriffsziel werden.

Eigener Microcontroller

Die Firma hat für Azure Sphere einen eigenen Microcontroller entwickelt, der Chipherstellern dessen Bauplan Chipherstellern lizenzfrei zur Verfügung gestellt wird. Diese Azure Sphere MCU soll laut Brad Smith, Präsident von Microsoft, nicht nur um den Faktor fünf leistungsfähiger sein, als bisherige IoT-Microcontroller seiner Klasse, es enthält zudem mit Pluton ein eigenes Security-Subsystem. Als Applikationsprozessor dient ein ARM Cortex-A7, als zusätzlicher Echtzeit-Prozessor ein ARM Cortex-M4 mit FPU. Zusätzlich ist noch WLAN integriert. Mit dem MT3620 von Mediatek ist bereits eine erste Azure-Sphere-MCU auf dem Markt. Der Chipersteller war auch der Hardware-Partner bei der Entwicklung des „Sopris”-Microscontrollers, der als Prototyp für die Azure Sphere MCU diente.

Azure Sphere OS

Als Betriebssystem für die Azure Sphere MCU hat Microsoft das Azure Sphere OS entwickelt. Es ist das erste Betriebssystem auf Linux-Basis, das die Firma nicht für den internen Einsatz entwickelt hat – hier gibt es schon eines für Switches und Router in Azure-Rechenzentren – sondern das auch für Kunden bestimmt ist. Laut Smith wird hier ein speziell angepasster Linux-Kernel verwendet, da er für eine winzige MCU besser geeignet ist, wie ein vergleichsweise großer Windows-Kernel. Unter dem Linux-Kernel sitzt beim Azure Sphere OS ein Security Monitor, darüber eine Schicht mit den Kommunikationsdiensten und als oberster Layer isolierte Container für Anwendungen und Realtime-Operationen. Die Sicherheitsmechanismen im Betriebssystem haben die Entwickler laut Smith aus Windows übernommen. Mit einer herkömmlichen Linux-Distribution hat das Azure Sphere OS also wenig gemeinsam.

Azure Sphere Security Service

Die dritte Komponenten von Azure Sphere ist die Cloud. Der Azure Sphere Security Service sorgt für eine sichere Verbindung zwischen den MCUs in IoT-Geräten, anderen Cloud-Diensten und weiteren Endpunkten. Er soll sicher stellen, dass Verbindungswege nicht kompromittiert sind, Bedrohungen identifizieren und auch für Sicherheitsupdates sorgen.

Für die Entwicklung von Anwendungen für Azure Sphere hat Microsoft die Visual Studio Tools for Azure Sphere geschaffen. Sie enthalten ein SDK, Templates für Applikationen und Entwicklungstools. Ein Visual-Studo-Assistent soll eine einfache Integration von Geräten in den Azure-IoT-Hub in der Cloud ermöglichen. Entwicklungs-Kits für Azure Sphere sollen Mitte des Jahres verfügbar sein, erste Geräte mit Azure-Sphere-Technologie erwartet Microsoft zum Ende des Jahres.

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