プロジェクト概要
この長期シリーズでは、Raspberry Pi 5 + NVMe + Edge AIアクセラレータを基盤に、本番運用を意識した Zero-Trust Edge/IoT ゲートウェイ をゼロから設計・構築していきます。
単なるホームラボプロジェクトではなく、「制約のあるハードウェア上で、どこまでエンタープライズ級アーキテクチャを再現できるか」 をテーマに、本番レベルのセキュリティ、可観測性、レジリエンス、運用信頼性を維持しながら検証・実装を進めています。
本ゲートウェイでは、以下のようなモダンインフラおよびEdgeアーキテクチャ要素を統合しています：
- Zero-Trustセキュリティ
- 内部PKI、mTLS、デバイスアイデンティティ
- IEEE 802.1AR inspired Device Identity Model
- ゼロタッチプロビジョニング
- Edge AI推論（Hailo-8L）
- EMS/NILMによるエネルギー解析
- リアルタイムObservability基盤
- Infrastructure as Code (IaC)
- GitOps
- レジリエンスエンジニアリング
- ハイブリッド Edge-Cloud アーキテクチャ
- Spatial Digital Twin Dashboard
また、本プロジェクトでは AWS VPC の設計思想（Private Subnet / NAT Gateway / ACL / Client VPN など）を参考にしながら、完全ローカルかつ Privacy-First な環境でセキュアな Edge/IoT インフラを再現・検証しています。
現在進行中（随時更新）
📦 設定ファイル一式：
📝 凡例
- ✅ 実装済み（タイトルのリンクから読めます）
- 🔄 現在実装中・執筆中
- （リンクなし）今後公開予定の記事
🔗 シリーズ構成
🗄️ 第0部 — ストレージ基盤 (Prerequisites)
🧱 第1部 — 基盤 (Foundation)
- ✅ 第1回: 【ネットワーク設計】IoTデバイス隔離ネットワーク（hostapd + nftables）
- ✅ 第2回: 【セキュリティ】DNS漏洩対策（Unbound + dnsmasq）
- ✅ 第3回: 【Zero Trust】安全なリモートアクセス基盤（NetBird）
🔐 第2部 — セキュリティ Lv.1 (Security Lv.1)
📈 第3部 — 観測性 (Observability)
- ✅ 第5回: 【可観測性】リアルタイムダッシュボード（InfluxDB + Grafana）
- ✅ 第6回: 【監視】システムメトリクス監視（Prometheus + Node Exporter + Alertmanager）
- ✅ 第7回: 【アラート】本番級アラートルールとSlack通知（Alertmanager + Slack）
- ✅ 第8回: 【ログ集約】Loki + Grafana Alloyで構築するエッジIoTログ集約基盤
- ✅ 第9回: 【NOC + Digital Twin】Reactで構築するEdge/IoT統合監視基盤（InfluxDB + Prometheus + Loki）
🛡️ 第4部 — セキュリティ Lv.2 (Security Lv.2)
- ✅ 第10回: 【リバースプロキシ】内部PKI構築とObservability統合（Nginx + Smallstep CA）
- ✅ 第11回: 【SSO/2FA】Zero-Trust認証基盤（Authelia + Microsoft Authenticator）
📡 第5部 — IoT
- ✅ 第12回: 【PKI基盤】Manufacturer CA構築（step-ca + Private PKI）
- ✅ 第13回: 【MQTTセキュア化】Mosquitto mTLS構築（CRL + ACL + SQLite登録）
- 🔄 第14回: 【ゼロタッチプロビジョニング】Provisioning API実装（Zero-touch + Fallback）
- 第15回: 【ESP32ファームウェア】ブートステートマシン実装（NVS + NTP + センサー統合）
- 第16回: 【運用堅牢化】OTA + 証明書ローテーション + WiFiローテーション
- 第17回: 【データパイプライン】E2E構築（モニタリング + アラート）
⚡ 第6部 — エッジAI & EMS/NILM (Edge AI)
- 第18回: 【エッジAI】Hailo8LによるIoTセンサーデータのリアルタイム解析（EMS/NILM + 環境・空気質モニタリング）
⚙️ 第7部 — IaC & レジリエンス (IaC & Resilience)
- 第19回: 【IaC】完全自動プロビジョニング（Ansible）
- 第20回: 【GitOps】自動デプロイパイプライン（GitHub Actions）
- 第21回: 【レジリエンス】本番運用設計（Restic + S3 + Watchdog + Runbook）
☁️ 第8部 — クラウドハイブリッド (Cloud Hybrid)
- 第22回: 【クラウドハイブリッド】プライバシーを守るエッジ-クラウド設計（AWS IoT Core + S3 + CloudWatch）