IT用語集 2024/06/18

TPMとは？わかりやすく10分で解説

コラム

TPM（Trusted Platform Module）は、PCの内部で暗号鍵や認証に用いる情報を安全に扱い、端末の信頼性を支えるための仕組みです。普段は意識しにくい存在ですが、ディスク暗号化（例：BitLocker）やサインイン保護（例：Windows Hello / Windows Hello for Business）、起動経路の検証といった機能の土台として使われることがあります。本記事では、TPMの基本概念から機能・メリット、Windowsとの関係、導入時に押さえるべき注意点、今後の展望までを解説し、読了後に「自分のPCでTPMがどのように使われているか」「有効化や移行時に何に気を付けるべきか」を判断できる状態を目指します。

TPMとは

TPM（Trusted Platform Module）とは、暗号処理や鍵管理を安全に行うためのセキュリティ機構で、TCG（Trusted Computing Group）が策定する仕様に基づいて設計されています。TPMは、OSやアプリケーションから分離された信頼領域で動作し、暗号鍵や証明書などの「守るべき情報」を外部から取り出されにくい形で保持・利用できる点が特徴です。

TPMが注目される理由は、端末内に「信頼の根（Root of Trust）」を持てることにあります。TPMは、鍵を守るだけでなく、起動経路の測定結果（端末がどのように起動したか）を保持するための基盤にもなります。なお、「この端末は信用できる状態か」を最終的に評価・判断するのは、WindowsなどのOSや管理基盤であり、TPMはその判断材料を安全に扱うための土台として機能します。

たとえば起動時の測定（Measured Boot）では、ファームウェアやブートローダー、重要なドライバなどの状態を測定し、その結果をTPMのPCR（Platform Configuration Registers）などに反映します。これにより、起動経路が想定どおりだったかを後から確認できる材料が得られます。一方で、起動時に改ざんを防ぐ役割は、主にSecure Bootなど別の機構が担います。Measured Bootは、検知や追跡、リモート検証（アテステーション）につなげる考え方として理解すると混乱が減ります。

TPMの実装形態には、マザーボード上の専用チップとして搭載される場合に加え、CPUやチップセットの機能として提供される「ファームウェアTPM（fTPM）」もあります。利用者の視点では、いずれも「TPMとして利用できる」点は共通です。ただし、企業の要件や調達方針によっては実装形態が論点になることもあるため、用途に応じて確認しておくと安心です。

TPMの主な機能とメリット

TPMは、暗号鍵の安全な取り扱いと、端末の状態を信頼できる形で示すことを中心に、複数の役割を担います。ここでは代表的な機能と、導入メリットを具体的に見ていきます。

セキュリティの強化

TPMは、暗号鍵や検証情報をOSから分離した領域で扱えるため、鍵そのものを外部へ持ち出す（抽出する）攻撃に対して強みを持ちます。特に、端末を直接扱える攻撃（盗難・紛失、ストレージの抜き取り、オフライン解析など）に対して、暗号鍵を守る基盤として有効に機能しやすくなります。

ただし、TPMがあればすべての攻撃を防げるわけではありません。OSが侵害されると、TPM内の鍵を「取り出せない」としても、正規ユーザーの権限でTPMに署名や復号を行わせるなど、鍵を不正に利用されるリスクは残ります。TPMはあくまで「端末の信頼性を底上げする部品」であり、強固な認証や権限管理、端末管理、EDR、監視など、総合的な対策と組み合わせることが大切です。

暗号化キーの生成と管理

TPMは暗号鍵を生成し、外部に露出しにくい形で保持・利用できます。これにより、ディスク暗号化や証明書ベースの認証などで、鍵の保護レベルを高められます。特に、ストレージ全体を暗号化している環境では、暗号鍵をTPMにひも付けることで、端末が盗難・紛失した場合でもデータが読み取られにくくなります（※暗号化機能の有効化や構成が前提です）。

また、TPMは「端末の状態が想定どおりのときだけ鍵を利用できる」ように条件を持たせる設計とも相性が良い点が重要です。たとえば、PCRに基づいて鍵の利用を条件化（シール）し、起動時の測定結果が想定と異なる場合には鍵を使えない状態にするといった考え方があります。実際にどこまで厳密に適用されるかは、製品や設定によって異なるため、利用している暗号化機能の仕様や構成を確認しましょう。

認証と資格情報の保護

TPMは、PINや生体認証などのサインイン方式と組み合わせて利用されることがあります。認証に用いる鍵や検証情報を分離された信頼領域で扱えるため、なりすましの難易度を上げる効果が期待できます。

ここで注意したいのは、TPMが「生体情報そのもの（指紋画像など）を保存する」というより、認証に用いる鍵や検証情報を保護する基盤として機能する点です。生体認証の方式はデバイスやOSによって異なりますが、一般に生体のテンプレートは端末内に保持され、TPMは主に鍵や資格情報の保護を通じて信頼性を高める役割を担います。

TPMのバージョンとその違い

TPMは改良が続けられており、運用ではバージョン差が要件に直結することがあります。ここでは代表的なバージョンと違いを押さえます。

TPM 1.2

TPM 1.2は、広く普及した初期のバージョンです。暗号鍵の管理や起動時の整合性検証などの基本機能を備えていますが、対応できる暗号アルゴリズムや設計思想が当時の要件に基づくため、最新のセキュリティ要件やOS機能では不足が生じる場面が増えました。

TPM 2.0

TPM 2.0は、柔軟性と拡張性を重視した現行の主流バージョンです。複数の暗号アルゴリズムに対応できる設計であり、将来の暗号技術の変化にも追随しやすい構造になっています。また、PCだけでなく、組み込み機器など多様な環境での利用も想定されています。

1.2と2.0の主な違い

大きな違いは、TPM 2.0が暗号アルゴリズムや運用要件に対して柔軟に対応できる点です。その結果、最新OSやセキュリティ機能ではTPM 2.0を前提とするケースが増えています。端末更新やOS移行を検討する際は、TPMの有無だけでなく「TPM 2.0として利用できるか」を確認することが、現実的なチェックポイントになります。

WindowsとTPMの関係

WindowsはTPMと連携し、端末の安全性を高める複数の機能でTPMを活用します。近年は、OSの設計段階から「ハードウェアによる信頼性」を前提とした機能が増えています。

Windows 11とTPM 2.0

Windows 11では、公式のシステム要件の一つとしてTPM 2.0が示されています。これは、ディスク暗号化や資格情報保護、起動経路の検証など、OS全体のセキュリティ基盤を底上げする狙いに沿ったものです。TPM 2.0が求められることで、一定水準以上のセキュリティ機能を利用しやすい環境が整います。

なお、TPM 2.0があるからといって、必ずしも特定のサインイン方式（PINや顔認証）が必須になるわけではありません。利用できる認証方式や要件は、端末の構成や設定、組織のポリシーによって変わります。重要なのは、TPMが「安全な認証や暗号化を成立させる基盤」として働く点です。

WindowsでTPMが活用される代表例

Windows環境でTPMが活用される代表例として、次のような場面が挙げられます。

ディスク暗号化：暗号鍵をTPMにひも付けることで、盗難・紛失時のデータ保護を強化します（例：BitLocker）。
サインイン保護：PINや生体認証などと組み合わせ、認証に用いる鍵や資格情報の保護を強化します（例：Windows Hello / Windows Hello for Business）。
起動経路の検証：起動経路の測定結果を保持し、改ざん検知や端末健全性の判断材料として使われます（例：Measured BootとPCR、イベントログ）。

これらは「TPMがあるから自動的に安全になる」というより、OS機能とポリシー設計が組み合わさることで効果が出る領域です。自社のセキュリティ方針に合わせ、どの機能を有効にするかを決める視点が求められます。

TPMの有効化・確認方法

多くのPCはTPM機能を備えていますが、初期状態では無効になっていることがあります。TPMの有効化は、BIOSまたはUEFI設定画面から行うのが一般的です。設定項目名はメーカーや機種によって異なり、ファームウェアTPMの場合は独自名称で表示されることもあります。

Windows上でTPMの状態を確認する方法も複数あります。代表的には、TPM管理画面で状態やバージョンを確認する方法や、Windowsのセキュリティ設定から確認する方法があります。いずれの場合も、確認したいポイントは「TPMが有効か」「TPM 2.0として認識されているか」です。

また、TPM設定の変更や初期化は、暗号化や認証に影響する可能性があります。ディスク暗号化を利用している環境では、復旧キーの管理やバックアップが不十分なまま設定変更を行うと、データにアクセスできなくなるリスクがあるため注意が必要です。

TPMの展望

TPMは成熟した技術でありながら、脅威の高度化やデバイスの多様化に伴い、今後も重要性が増すと考えられます。

技術の進化と将来的な役割

暗号技術の変化や新たな攻撃手法に対応するため、TPMを含む「ハードウェアによる信頼性確保」の考え方は、今後もアップデートされていきます。耐量子暗号の議論が進む中でも、鍵の保護や端末健全性の担保といった役割は変わらず重要です。将来的には、より多様な認証方式やリモート検証の仕組みと組み合わさり、端末の信頼性を示す基盤としての役割が広がる可能性があります。

他のOSやデバイスでの考え方

TPMという名称や実装形態はWindows端末で話題になりやすい一方で、他のOSやモバイルデバイスでも、「端末内の安全領域で鍵を守る」「端末が改ざんされていないことを担保する」といった考え方自体は広く採用されています。OSやベンダーによって呼び方や実装が異なるため、重要なのは「TPMと同等の役割を果たす仕組みがあるか」という視点で整理することです。