【AWS IoT Core】  AWS Private CAで認証局を構築してデバイス証明書を発行してみた

【AWS IoT Core】 AWS Private CAで認証局を構築してデバイス証明書を発行してみた

Clock Icon2025.06.03

はじめに

こんにちは、コンサルティング部の神野です。

以前、IoTデバイスの認証方式について比較検討した記事を書いたのですが、その中で「独自CAを使って証明書を発行する」という案について、実際にやってみたいな〜と思っていました。
OpenSSLを使って自己証明書を独自CAとしてやってみた例はあると思うのですが、AWSサービスであるAWS Private CAでやってみた例が少なかったので気になった次第です。

ということで今回は、AWS Private CA(以下PCA)を使って独自の認証局を構築し、IoTデバイス用の証明書と秘密鍵を発行する一連のプロセスを実装してみたいと思います!

今回の記事でやること

今回の記事では、以下の流れで実装を進めていきます。

  1. AWS Private CAで独自の認証局(CA)を作成
  2. Lambda関数を使って、デバイス用の証明書と秘密鍵を自動発行する仕組みを構築
  3. 発行した証明書をAWS IoT Coreに登録して、モノ(Thing)と紐付け
  4. 実際にデバイスから接続できることを確認

シンプルに1つのAWSアカウント内で完結する構成で実装してみます。マルチアカウント構成については、また別の機会に紹介させていただきます!

構成するシステム

今回実装するシステムの全体像はこんな感じです。

CleanShot 2025-06-03 at 09.42.26@2x

  • AWS Private CA
    • 独自のルート認証局として、デバイス証明書に署名
  • AWS Lambda
    • 証明書と秘密鍵の発行処理を実行しIoT Coreへ紐付け
  • Amazon S3
    • 発行した証明書と秘密鍵を安全に保管
  • AWS IoT Core
    • デバイスの接続先となるIoTプラットフォーム

前提条件

  • AWSアカウントを持っていること
  • AWS CLIがインストールされていること
  • 適切なIAM権限を持っていること

構築

AWS Private CAで認証局を作成する

まずは独自の認証局を作成していきます。AWSマネジメントコンソールから「# AWS Private Certificate Authority」を開き、プライベートCAを作成を選択します。

CleanShot 2025-06-03 at 09.46.08@2x

以下の設定で進めていきます。

CAタイプのオプション

  • CA type:ルートを選択
    • 今回はシンプルに単一階層のCAを構築します

サブジェクトの識別名のオプション

今回はサンプルで下記を入力していきます。

  • 組織 (O): MyCompany
  • 組織単位 (OU): IoT Division
  • 国名 (C): JP
  • 州名/都道府県名 : Tokyo
  • 市区町村名:Chiyoda-ku
  • 共通名 (CN): IoT-Device-Root-CA

鍵アルゴリズムとサイズ

  • Key algorithm: RSA 2048

CleanShot 2025-06-02 at 01.03.33@2x

作成ボタンをクリックすると、CAのステータスが保留中の証明書になります。

CleanShot 2025-06-02 at 08.39.10@2x

ここまで完了したら、アクション > CA証明書をインストールを選択します。
証明書の有効性を約10年に設定して、確認してインストールボタンをクリックします。

CleanShot 2025-06-02 at 08.39.23@2x

これでCAのステータスが「Active」になり、証明書の発行が可能になりました!

CleanShot 2025-06-02 at 08.39.35@2x

思っていたよりも簡単にCAが作成できました。
次はCDKを使って証明書発行システムを構築していきます。

CDKで証明書発行部分を構築する

次に、AWS CDKを使って、Private CA以外の全てのリソース(Lambda関数、IAMロール、S3バケット、IoTポリシー)を一括で構築していきます。

コード全体は下記レポジトリに格納しているので、必要に応じてご参照ください。

https://github.com/yuu551/aws-private-ca-lambda-iot-automation

CDKプロジェクトのセットアップ

まず、CDKプロジェクトを初期化します。

# CDKプロジェクトの初期化
mkdir iot-certificate-issuer-cdk
cd iot-certificate-issuer-cdk
cdk init app --language typescript

# 必要なパッケージのインストール
npm install @aws-cdk/aws-lambda-python-alpha

CDKスタックの実装

lib/iot-certificate-issuer-cdk-stack.tsを以下のように実装します。
デバイス証明書を作成するLambda関数、IAMロール、S3バケット、IoTポリシーを作成します。

lib/iot-certificate-issuer-cdk-stack.ts
import * as cdk from 'aws-cdk-lib';
import * as lambda from 'aws-cdk-lib/aws-lambda';
import * as s3 from 'aws-cdk-lib/aws-s3';
import * as iam from 'aws-cdk-lib/aws-iam';
import * as iot from 'aws-cdk-lib/aws-iot';
import * as pythonLambda from '@aws-cdk/aws-lambda-python-alpha';
import { Construct } from 'constructs';

interface IotCertificateIssuerCdkStackProps extends cdk.StackProps {
  privateCAArn: string;
}

export class IotCertificateIssuerCdkStack extends cdk.Stack {
  constructor(scope: Construct, id: string, props: IotCertificateIssuerCdkStackProps) {
    super(scope, id, props);

    // S3バケットの作成
    const certificateBucket = new s3.Bucket(this, 'CertificateBucket', {
      bucketName: `iot-certificates-${cdk.Stack.of(this).account}-${cdk.Stack.of(this).region}`,
      encryption: s3.BucketEncryption.S3_MANAGED,
      versioned: true,
      blockPublicAccess: s3.BlockPublicAccess.BLOCK_ALL,
      lifecycleRules: [{
        id: 'DeleteOldVersions',
        noncurrentVersionExpiration: cdk.Duration.days(90),
      }],
      removalPolicy: cdk.RemovalPolicy.DESTROY, // 開発環境用
    });

    // IoTポリシーの作成
    const iotDevicePolicy = new iot.CfnPolicy(this, 'IoTDevicePolicy', {
      policyName: 'IoTDevicePolicy',
      policyDocument: {
        Version: '2012-10-17',
        Statement: [
          {
            Effect: 'Allow',
            Action: ['iot:Connect'],
            Resource: [`arn:aws:iot:${this.region}:${this.account}:client/\${iot:Connection.Thing.ThingName}`],
          },
          {
            Effect: 'Allow',
            Action: ['iot:Publish', 'iot:Receive'],
            Resource: [`arn:aws:iot:${this.region}:${this.account}:topic/iot/devices/\${iot:Connection.Thing.ThingName}/*`],
          },
          {
            Effect: 'Allow',
            Action: ['iot:Subscribe'],
            Resource: [`arn:aws:iot:${this.region}:${this.account}:topicfilter/iot/devices/\${iot:Connection.Thing.ThingName}/*`],
          },
        ],
      },
    });

    // IAMロールとポリシー
    const lambdaRole = new iam.Role(this, 'LambdaExecutionRole', {
      assumedBy: new iam.ServicePrincipal('lambda.amazonaws.com'),
      managedPolicies: [
        iam.ManagedPolicy.fromAwsManagedPolicyName('service-role/AWSLambdaBasicExecutionRole'),
      ],
      inlinePolicies: {
        CertificateIssuerPolicy: new iam.PolicyDocument({
          statements: [
            new iam.PolicyStatement({
              effect: iam.Effect.ALLOW,
              actions: [
                'acm-pca:IssueCertificate',
                'acm-pca:GetCertificate',
                'acm-pca:DescribeCertificateAuthority',
                'acm-pca:GetCertificateAuthorityCertificate',
              ],
              resources: [props.privateCAArn],
            }),
            new iam.PolicyStatement({
              effect: iam.Effect.ALLOW,
              actions: [
                's3:PutObject',
                's3:PutObjectAcl',
                's3:GetBucketLocation',
              ],
              resources: [
                certificateBucket.bucketArn,
                `${certificateBucket.bucketArn}/*`,
              ],
            }),
            new iam.PolicyStatement({
              effect: iam.Effect.ALLOW,
              actions: [
                'iot:RegisterCertificate',
                'iot:CreateThing',
                'iot:AttachThingPrincipal',
                'iot:AttachPolicy',
                'iot:DescribeThing',
              ],
              resources: ['*'],
            }),
          ],
        }),
      },
    });

    // Lambda関数(cryptography依存関係も自動インストール)
    const certificateIssuerFunction = new pythonLambda.PythonFunction(this, 'CertificateIssuerFunction', {
      entry: './lambda',
      runtime: lambda.Runtime.PYTHON_3_11,
      handler: 'lambda_handler',
      role: lambdaRole,
      timeout: cdk.Duration.minutes(1),
      memorySize: 512,
      environment: {
        CA_ARN: props.privateCAArn,
        S3_BUCKET: certificateBucket.bucketName,
        IOT_POLICY_NAME: iotDevicePolicy.policyName!,
      },
    });

    // 出力
    new cdk.CfnOutput(this, 'CertificateBucketName', {
      value: certificateBucket.bucketName,
      description: 'S3 bucket for storing certificates',
    });

    new cdk.CfnOutput(this, 'LambdaFunctionName', {
      value: certificateIssuerFunction.functionName,
      description: 'Lambda function for issuing certificates',
    });

    new cdk.CfnOutput(this, 'IoTPolicyName', {
      value: iotDevicePolicy.policyName!,
      description: 'IoT policy for device authentication',
    });
  }
}

デプロイ用スクリプトの作成

bin/iot-certificate-issuer-cdk.tsを編集し、Private CAのARNをパラメータとして受け取れるようにします。

bin/iot-certificate-issuer-cdk.ts
import 'source-map-support/register';
import * as cdk from 'aws-cdk-lib';
import { IotCertificateIssuerCdkStack } from '../lib/iot-certificate-issuer-cdk-stack';

const app = new cdk.App();

// Private CAのARNを環境変数から取得
const privateCAArn = app.node.tryGetContext('privateCAArn');
if (!privateCAArn) {
  throw new Error('パラメータ "privateCAArn" が指定されていません。');
}

new IotCertificateIssuerCdkStack(app, 'IotCertificateIssuerCdkStack', {
  privateCAArn,
  env: {
    account: process.env.CDK_DEFAULT_ACCOUNT,
    region: process.env.CDK_DEFAULT_REGION,
  },
});

依存ライブラリの定義

lambda/requirements.txtを作成し、依存ライブラリを指定します。

cryptography==41.0.7
boto3

Lambda関数のコード実装

lambda/lambda_function.pyを作成し、以下のコードを実装します。

lambda/lambda_function.py
import json
import boto3
import os
from cryptography import x509
from cryptography.x509.oid import NameOID
from cryptography.hazmat.primitives import hashes, serialization
from cryptography.hazmat.primitives.asymmetric import rsa
from datetime import datetime, timedelta
import time

# AWS クライアントの初期化
acm_pca = boto3.client('acm-pca')
s3 = boto3.client('s3')
iot = boto3.client('iot')

# 環境変数から設定を取得
CA_ARN = os.environ['CA_ARN']
S3_BUCKET = os.environ['S3_BUCKET']
IOT_POLICY_NAME = os.environ.get('IOT_POLICY_NAME', 'IoTDevicePolicy')

def lambda_handler(event, context):
    """
    IoTデバイス用の証明書と秘密鍵を発行し、AWS IoT Coreに登録する
    """
    try:
        # デバイスIDをイベントから取得(デフォルト値も設定)
        device_id = event.get('device_id', f'device-{datetime.now().strftime("%Y%m%d%H%M%S")}')

        print(f"証明書発行開始: デバイスID = {device_id}")

        # 1. 秘密鍵と公開鍵のペアを生成
        private_key = rsa.generate_private_key(
            public_exponent=65537,
            key_size=2048
        )

        # 2. 証明書署名要求(CSR)を作成
        subject = x509.Name([
            x509.NameAttribute(NameOID.COUNTRY_NAME, "JP"),
            x509.NameAttribute(NameOID.STATE_OR_PROVINCE_NAME, "Tokyo"),
            x509.NameAttribute(NameOID.LOCALITY_NAME, "Chiyoda-ku"),
            x509.NameAttribute(NameOID.ORGANIZATION_NAME, "MyCompany"),
            x509.NameAttribute(NameOID.ORGANIZATIONAL_UNIT_NAME, "IoT Devices"),
            x509.NameAttribute(NameOID.COMMON_NAME, device_id),
        ])

        csr = x509.CertificateSigningRequestBuilder().subject_name(
            subject
        ).sign(private_key, hashes.SHA256())

        # CSRをPEM形式に変換
        csr_pem = csr.public_bytes(serialization.Encoding.PEM).decode('utf-8')

        # 3. AWS Private CAに証明書発行をリクエスト
        response = acm_pca.issue_certificate(
            CertificateAuthorityArn=CA_ARN,
            Csr=csr_pem,
            SigningAlgorithm='SHA256WITHRSA',
            Validity={
                'Type': 'YEARS',
                'Value': 5  # 5年間有効
            }
        )

        certificate_arn = response['CertificateArn']
        print(f"証明書発行リクエスト送信: ARN = {certificate_arn}")

        # 4. 証明書の発行完了を待って取得
        max_attempts = 10
        certificate_pem = None
        for i in range(max_attempts):
            try:
                cert_response = acm_pca.get_certificate(
                    CertificateAuthorityArn=CA_ARN,
                    CertificateArn=certificate_arn
                )
                certificate_pem = cert_response['Certificate']
                break
            except acm_pca.exceptions.RequestInProgressException:
                if i == max_attempts - 1:
                    raise
                time.sleep(2)
                continue

        # 5. CA証明書を取得
        ca_cert_response = acm_pca.get_certificate_authority_certificate(
            CertificateAuthorityArn=CA_ARN
        )
        ca_certificate_pem = ca_cert_response['Certificate']

        # 6. 秘密鍵をPEM形式に変換
        private_key_pem = private_key.private_bytes(
            encoding=serialization.Encoding.PEM,
            format=serialization.PrivateFormat.TraditionalOpenSSL,
            encryption_algorithm=serialization.NoEncryption()
        ).decode('utf-8')

        # 7. S3に保存
        timestamp = datetime.now().strftime("%Y%m%d%H%M%S")
        prefix = f'certificates/{device_id}/{timestamp}'

        # 証明書を保存
        s3.put_object(
            Bucket=S3_BUCKET,
            Key=f'{prefix}/certificate.pem',
            Body=certificate_pem,
            ServerSideEncryption='AES256',
            Metadata={
                'device-id': device_id,
                'created-at': datetime.now().isoformat()
            }
        )

        # 秘密鍵を保存
        s3.put_object(
            Bucket=S3_BUCKET,
            Key=f'{prefix}/private_key.pem',
            Body=private_key_pem,
            ServerSideEncryption='AES256',
            Metadata={
                'device-id': device_id,
                'created-at': datetime.now().isoformat()
            }
        )

        # CA証明書も保存
        s3.put_object(
            Bucket=S3_BUCKET,
            Key=f'{prefix}/ca_certificate.pem',
            Body=ca_certificate_pem,
            ServerSideEncryption='AES256'
        )

        print(f"証明書と秘密鍵をS3に保存完了: s3://{S3_BUCKET}/{prefix}/")

        # 8. AWS IoT Coreに証明書を登録
        iot_cert_response = iot.register_certificate(
            certificatePem=certificate_pem,
            caCertificatePem=ca_certificate_pem,
            setAsActive=True
        )

        iot_certificate_arn = iot_cert_response['certificateArn']
        iot_certificate_id = iot_cert_response['certificateId']

        # 9. モノ(Thing)を作成
        try:
            iot.create_thing(
                thingName=device_id,
                attributePayload={
                    'attributes': {
                        'device_type': 'iot-sensor',
                        'created_at': datetime.now().isoformat(),
                        'certificate_id': iot_certificate_id
                    }
                }
            )
            print(f"IoT Thing作成完了: {device_id}")
        except iot.exceptions.ResourceAlreadyExistsException:
            print(f"IoT Thing既に存在: {device_id}")

        # 10. 証明書とモノを紐付け
        iot.attach_thing_principal(
            thingName=device_id,
            principal=iot_certificate_arn
        )

        # 11. IoTポリシーをアタッチ
        try:
            iot.attach_policy(
                policyName=IOT_POLICY_NAME,
                target=iot_certificate_arn
            )
            print(f"IoTポリシーアタッチ完了: {IOT_POLICY_NAME}")
        except Exception as e:
            print(f"IoTポリシーアタッチ警告: {str(e)}")

        return {
            'statusCode': 200,
            'body': json.dumps({
                'device_id': device_id,
                'certificate_location': f's3://{S3_BUCKET}/{prefix}/certificate.pem',
                'private_key_location': f's3://{S3_BUCKET}/{prefix}/private_key.pem',
                'ca_certificate_location': f's3://{S3_BUCKET}/{prefix}/ca_certificate.pem',
                'certificate_arn': certificate_arn,
                'iot_certificate_arn': iot_certificate_arn,
                'iot_certificate_id': iot_certificate_id
            })
        }

    except Exception as e:
        print(f"エラーが発生しました: {str(e)}")
        import traceback
        traceback.print_exc()
        return {
            'statusCode': 500,
            'body': json.dumps({
                'error': str(e),
                'device_id': device_id if 'device_id' in locals() else 'unknown'
            })
        }

Lambda関数では、以下の流れで証明書の発行から IoT Core への登録まで処理しています。

  1. 鍵ペア生成
    • RSA 2048bitの秘密鍵・公開鍵ペアを作成
  2. CSR作成
    • デバイスIDをCommon Nameとした証明書署名要求を生成
  3. 証明書発行
    • Private CAに署名をリクエストし、5年有効の証明書を取得
  4. ファイル保存
    • 証明書・秘密鍵・CA証明書をS3にタイムスタンプ付きで保存
  5. IoT Core登録
    • 発行した証明書をIoT Coreに登録し、Thing(モノ)を作成
  6. 権限設定
    • 証明書とThingを紐付け、デバイス用ポリシーをアタッチ

CDKデプロイの実行

事前に作成したPrivate CAのARNを指定して、CDKデプロイを実行します。

# CDKのブートストラップ(初回のみ)
cdk bootstrap

# スタックのデプロイ
cdk deploy --context privateCAArn=arn:aws:acm-pca:ap-northeast-1:123456789012:certificate-authority/xxxxx

デプロイが成功すると、以下のリソースが作成されます。

  • S3バケット
    • 証明書と秘密鍵の保管用バケット
  • IAMロール
    • Lambda関数が必要な権限を持つように設定
  • IoTポリシー
    • デバイス認証用のポリシーを自動作成
  • Lambda関数
    • cryptographyライブラリや環境変数が自動設定された状態でデプロイ

これで、Private CA以外の全てのリソースが、CDKでデプロイ実施できました!

AWS IoT CoreへのCA証明書登録

Lambda関数で証明書を発行する前に、Private CAの証明書をAWS IoT Coreに登録する必要があります。これにより、Private CAで発行された証明書がIoT Coreで認識されるようになります。

登録コードの取得

まず、AWS IoT Coreの登録コードを取得します。このコードは検証証明書を作成する際に使用します。

REGISTRATION_CODE=$(aws iot get-registration-code --output text) echo "登録コード: $REGISTRATION_CODE"

検証証明書の作成

検証証明書のキーペアを作成します。

openssl genrsa -out verification_cert.key 2048

次に、検証証明書のCSRを作成します。
Common Nameには先ほど取得した登録コードを指定します。

openssl req -new \
    -key verification_cert.key \
    -out verification_cert.csr

入力例

You are about to be asked to enter information that will be incorporated
into your certificate request.
What you are about to enter is what is called a Distinguished Name or a DN.
There are quite a few fields but you can leave some blank
For some fields there will be a default value,
If you enter '.', the field will be left blank.
-----
Country Name (2 letter code) [AU]:
State or Province Name (full name) [Some-State]:
Locality Name (eg, city) []:
Organization Name (eg, company) [Internet Widgits Pty Ltd]:
Organizational Unit Name (eg, section) []:
Common Name (e.g. server FQDN or YOUR name) []: <登録コードをここに入力>
Email Address []:

Please enter the following 'extra' attributes
to be sent with your certificate request
A challenge password []:
An optional company name []:

Private CAのルート証明書取得と検証証明書の署名

Private CAのルート証明書を取得します。

# PrivateCAのARNを入力
CA_ARN=arn:aws:acm-pca:ap-northeast-1:123456789012:certificate-authority/xxxxx

# CA証明書を取得
aws acm-pca get-certificate-authority-certificate \
    --certificate-authority-arn $CA_ARN \
    --output text > rootCA.pem

CSRからissue-certificateを使用して、検証証明書を作成します。

#AWS Private CAで検証証明書を発行(fileb://を使用!) 
VERIFICATION_CERT_ARN=$(aws acm-pca issue-certificate \
    --certificate-authority-arn $CA_ARN \
    --csr fileb://verification_cert.csr \
    --signing-algorithm SHA256WITHRSA \
    --validity Type=DAYS,Value=365 \
    --output text)

# 検証証明書を作成
aws acm-pca get-certificate \
    --certificate-authority-arn $CA_ARN \
    --certificate-arn $VERIFICATION_CERT_ARN \
    --query 'Certificate' \
    --output text > verification_cert.pem

ちなみにfilebを使用しないとエラーになる可能性があります。下記Issueで議題に上がっていたので、共有させていただきました。

https://github.com/aws/aws-cli/issues/5011

CA証明書のIoT Coreへの登録

作成した検証証明書を使用して、CA証明書をAWS IoT Coreに登録します。

aws iot register-ca-certificate \
    --ca-certificate file://rootCA.pem \
    --verification-cert file://verification_cert.pem

実行結果の例

{
    "certificateArn": "arn:aws:iot:ap-northeast-1:ACCOUNT_ID:cacert/CERTIFICATE_ID",
    "certificateId": "CERTIFICATE_ID"
}

CA証明書の有効化

先ほどの結果で表示されたcertificateIdを引数に渡して、登録したCA証明書を有効化します。

aws iot update-ca-certificate \
    --certificate-id <CERTIFICATE_ID> \
    --new-status ACTIVE

コンソールで確認すると、CA証明書が登録されていることが確認できます。

CleanShot 2025-06-03 at 08.17.14@2x

証明書発行の動作確認

CA証明書の登録が完了したので、Lambda関数をテストして証明書が正しく発行されるか確認してみます。

CleanShot 2025-06-03 at 08.20.23@2x

テストイベント

{
  "device_id": "test-device-001"
}

CleanShot 2025-06-03 at 08.21.00@2x 1

無事に成功しました!レスポンスを見ると、証明書と秘密鍵がS3に保存され、IoT Coreにも登録されていることが確認できます。

実際にS3バケットを確認してみると...

CleanShot 2025-06-03 at 08.24.04@2x

きちんとフォルダ構造で整理されて保存されていますね。証明書の中身も確認してみましょう。

# 証明書をダウンロード
aws s3 cp s3://iot-certificates-${ACCOUNT_ID}-${REGION}/certificates/test-device-001/20250106120000/certificate.pem ./

# 証明書の内容を確認
openssl x509 -in certificate.pem -text -noout
Certificate:
    Data:
        Version: 3 (0x2)
        Serial Number:
            xx:xx:xx:xx:xx:xx:xx:xx:xx:xx:xx:xx:xx:xx:xx:xx
        Signature Algorithm: sha256WithRSAEncryption
        Issuer: C = JP, ST = Tokyo, L = Chiyoda-ku, O = MyCompany, OU = IoT Division, CN = IoT-Device-Root-CA
        Validity
            Not Before: Jan  6 12:00:00 2025 GMT
            Not After : Jan  6 12:00:00 2030 GMT
        Subject: C = JP, ST = Tokyo, L = Chiyoda-ku, O = MyCompany, OU = IoT Devices, CN = test-device-001
        ...

Issuerを見ると独自CAで設定した項目と一致しているので、独自CAから署名された証明書が発行されていることが確認できました!

実際の接続テスト

最後に、発行した証明書を使って実際にAWS IoT Coreに接続できるか確認してみます。

準備

先ほど確認したS3の3ファイルをダウンロードしておきます。
また接続する際には、デバイス証明書とCA証明書を結合する必要があるため用意します。
AWSサーバー接続用の証明書も合わせてダウンロードします。

# デバイス証明書チェーンファイルを作成(デバイス証明書 + 独自CA証明書で結合)
cat certificate.pem ca_certificate.pem > device_certificate.pem

# AWSのルートCA証明書をダウンロード(サーバー証明書検証用)
curl -o AmazonRootCA1.pem https://www.amazontrust.com/repository/AmazonRootCA1.pem

IoT Core接続用のエンドポイントも取得します。

aws iot describe-endpoint --endpoint-type iot:Data-ATS

# 実行結果
{ "endpointAddress": "xxxxxxxxxxxxxx-ats.iot.ap-northeast-1.amazonaws.com" }

事前に使用するIoT Coreのライブラリをインストールとしておきます。

pip install awsiotsdk

Python用のAWS IoT Device SDKを使って、簡単な接続テストを実行します。
エンドポイントは取得した値へ変更、各種証明書のパスは適切かどうか、個人の配置場所に合わせて反映しましょう。

send_data.py
from awscrt import io, mqtt
from awsiot import mqtt_connection_builder
import time
import json

# エンドポイントの取得
endpoint = "xxxxxxxxxxxxxx-ats.iot.ap-northeast-1.amazonaws.com"

# 接続の構築
mqtt_connection = mqtt_connection_builder.mtls_from_path(
    endpoint=endpoint,
    cert_filepath="device_certificate.pem",
    pri_key_filepath="private_key.pem",
    ca_filepath="AmazonRootCA1.pem",
    client_id="test-device-001",
    clean_session=False,
    keep_alive_secs=6
)

# 接続
connect_future = mqtt_connection.connect()
connect_future.result()
print("接続成功!")

# テストメッセージの送信
message = {
    "device_id": "test-device-001",
    "timestamp": time.time(),
    "temperature": 25.5,
    "humidity": 60.2
}

mqtt_connection.publish(
    topic="iot/devices/test-device-001/telemetry",
    payload=json.dumps(message),
    qos=mqtt.QoS.AT_LEAST_ONCE
)
print("メッセージ送信完了!")

# 切断
mqtt_connection.disconnect()

問題なくコードが書けたら実行してみます。

python send_data.py

実行結果

接続成功!
メッセージ送信完了!

AWS IoT Coreのテストクライアントでもiot/devices/test-device-001/telemetryトピックに対してサブスクライブしてみると、メッセージが届いていることが確認できました!

CleanShot 2025-06-03 at 09.08.34@2x

おわりに

AWS Private CAを使った独自認証局の構築から、Lambda関数での証明書発行、そしてAWS IoT Coreへの接続まで、一連の流れをやってみました!

今回は1つのAWSアカウント内で完結する構成で実装しましたが、次回はマルチアカウント構成での実装も紹介したいと思います。その際は、クロスアカウントでの証明書共有や、JITRの実装なども含めて検証してみたいですね!

この記事が、AWS Private CAを使ったIoTデバイス認証を検討されている方の参考になれば嬉しいです。最後までご覧いただきありがとうございましたー!!

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