Matter：IoT デバイス開発への統一アプローチ

相互運用性：異なるブランドのデバイスでもシームレスに連携して動作します。

簡易性: より簡単なセットアップと使用方法。

ローカル信頼性：主にローカルネットワーク上で動作（クラウドへの依存が少ない）。

セキュリティ： 設計段階から強力なセキュリティを内蔵。

IPベース：標準 IP（Wi-Fi、イーサネット、Thread）上で動作し、簡単な開発と拡張を実現。

カメラサポート：ライブビデオ、音声、コントロールを備えた標準化されたスマートカメラ

拡張された開閉機器：ドア、ガレージドア、シェード、ゲートのより良いサポート

エネルギー管理: 電力系統の信号、価格設定、エネルギーを考慮したデバイス制御

新しいセンサー：灌漑およびガーデニング用土壌水分センサー

通信の改善：ビデオやアップデートに対応するTCP と大容量データのサポート。

Matter 1.5仕様の詳細はこちら。

Matterは、異なるブランドやエコシステムのデバイスがシームレスに連携できるようにする、単一のIPベース標準を提供することで、スマートホームの相互運用性を向上させます。Apple、Google、Amazon、Samsungなどのプラットフォーム間で、一貫したデバイス動作、安全なコミッショニング、およびローカル通信を実現し、断片化を軽減するとともに、開発とユーザー体験の両方を簡素化します。

スマートホーム技術における Matter の未来は、セキュリティと信頼性を強化しながら、より多くのデバイスカテゴリー、より豊富な機能、より高度なエネルギー管理へと拡大し続けています。主要なエコシステム全体でMatterの普及が進むにつれ、Matterはスマートホームの標準規格となり、開発を簡素化し、断片化を軽減するとともに、よりシームレスでインテリジェントかつ拡張性の高いスマートホーム体験を実現すると期待されています。

Matterデバイスの開発はどのように始めればよいですか？Silicon Labsは、 Matter Developer Journeyを提供しています。これは、Matter製品の導入、開発、さらには展開までをガイドするWebベースのツールです。また、主要なMatterエコシステムに関する情報もあわせて提供しています。

Silicon Labs には、製品に最適なテクノロジーとデバイスを選択するのに役立つ Matter 選択ガイドがあります。Matter-over-Wi-FiとMatter-over-Threadのどちらがさまざまなアプリケーションやデバイスタイプに適しているかについてのガイダンスや、自社製品の比較表を掲載したMatter Selector Guideにより、Matter製品の開発における意思決定を迅速化できます。

Matter標準では、単一のファブリック内でサポートできるデバイス数に固有の上限はありません。

いいえ、ソフトウェアに対するロイヤルティは発生しません。Matterスタックソフトウェアは寛容なライセンスの下で提供され、Connectivity Standards Alliance（CSA）は加盟企業に対してRAND-Zライセンスを採用しています。

Matterでは、信頼性を確保するために再送機能を備えたUDPメッセージを使用します。これは「メッセージ信頼性プロトコル（Message Reliability Protocol：MRP）」と呼ばれ、Matterスタックによって提供されます。

はい。Matterでは、デバイスがネットワークに参加する前に完全な認証と認可を受けることが求められます。また、ファブリックへの参加前後を通じて、安全なセッションの確立と暗号化に業界標準のベストプラクティスを採用しています。Matterでは、コミッショナーがデバイス固有のパスコードを取得し、それを共有シークレットとして使用して、Password Authenticated Session Establishment（PASE）による最初の通信を参加デバイスと行います。また、コミッショナーはデバイス固有のメーカー認証情報を確認して正規品であることを検証し、さらにDistributed Compliance Ledger（DCL）を照会して、正式に認証されたデバイスであることを確認します。デバイスは一意の認証情報を生成し、コミッショナーによって運用証明書（Operational Certificate）として署名されます。これにより、同じファブリック上の有効なMatterデバイスとの今後の通信を確立できるようになります。最後に、MatterではAccess Control List（ACL）を使用して、同じファブリック上のどのデバイス同士が通信を許可されるかを制御します。

PSA Crypto APIはARMによって提供されています。当社では、鍵を最も安全な方法で管理するために、これらをハードウェアに統合しています。

運用証明書（Operational Certificate）は、Matterデバイスがファブリックに参加する際に、ファブリックごとに生成されます。デバイスは公開鍵／秘密鍵のペアを生成し、CSR（Certificate Signing Request：証明書署名要求）をコミッショナーに送信します。コミッショナーはそれに署名し、デバイスへ返送します。Silicon Labsの Secure Vault 対応デバイスを使用すると、秘密鍵はデバイス内部で生成・保存されるため、攻撃者が秘密鍵にアクセスできる可能性を大幅に低減できます。

Silicon LabsのMatterチップは、製造時に事前生成されたDACを書き込む方法と、デバイス自身がチップ上で公開鍵／秘密鍵ペアを生成し、メーカーがそれに署名する方法の両方に対応できる柔軟性を備えています。これにより、秘密鍵をデバイス外へ一切出さずに運用することが可能です。どちらの方法を採用するかは、製造プロセスの物流や要件に応じてメーカーが選択できます。さらに、Silicon LabsはCustom Part Manufacturing Service（CPMS）を提供しており、デバイスメーカー独自のセキュリティ情報とともにMatterのセキュリティ情報をデバイスへ安全に書き込むことができます。これにより、製造プロセスの安全性が向上し、Matter対応製品の展開も容易になります。

Silicon Labsは、リリース済みのすべてのMatterデバイスタイプをサポートしています。サンプルアプリケーションで直接サポートするものと、ZAPを通じてサポートを提供するものがあります。サポートされているデバイスタイプの一覧は、Simplicity Studio のMatter SDK拡張機能で確認できます。CSAによる今後のMatterデバイスのサポートスケジュールについては、新しいデバイスタイプ仕様の追加に関する議論に参加するため、CSAのワーキンググループへ参加する必要があります。現在サポートされているデバイスの一覧は、CSAが公開しているMatter Device Type仕様で確認できます。CSAはMatter仕様を年2回更新しているため、新しい機能やデバイスを標準へ迅速に追加する機会が十分にあります。

Matterでは、ブリッジがネイティブのデバイスタイプとして定義されているため、IPv6非対応のネットワークもブリッジ経由でMatterファブリックに統合できます。その例として、ZigbeeからMatterへのブリッジや、Z-WaveからMatterへのブリッジがあります。これらにより、既存のネットワークをMatterファブリックから制御できるようになります。Matter bridgesの詳細をご覧ください。

はい。Z-WaveからMatterへのブリッジは存在します。ただし、MatterはZ-Waveをネイティブにはサポートしていません。相互運用性は、Z-WaveデバイスをMatterデバイスへ変換するハブベースのブリッジによって実現されます。例として、SmartThings、Home Assistant、およびその他のゲートウェイベンダーのハブがあり、これらを使用するとZ-WaveデバイスをMatterエコシステム上でMatterデバイスとして利用できます。

Matter Compliant Platform（MCP）は、Connectivity Standards Alliance（CSA）によってMatterの中核機能について正式に認証された開発環境（SDKとハードウェア）です。MCPは、事前に検証済みのコミッショニング、ネットワーク機能、およびセキュリティ機能を含む、認証済みの基盤をデバイスメーカーに提供します。MCP上で開発することで、メーカーはこれらの検証済みコンポーネントを継承できるため、認証範囲の縮小、コスト削減、製品化までの時間短縮、そして将来の再認証の簡素化を実現できます。Matter Compliant Platformは、Matterエコシステム全体における信頼性、相互運用性、および迅速なイノベーションを実現するために不可欠です。

Silicon Labsは、Matter認証済みハードウェアプラットフォーム、生産対応SDK、およびCSA要件に準拠した事前検証済みソフトウェアスタックを提供することで、新しいMatter製品の認証を支援します。また、リファレンスデザイン、コンプライアンスツール、相互運用性試験のガイダンス、およびエコシステムに関する専門知識も提供し、リスクの低減、開発の迅速化、Matter認証プロセスの効率化を支援します。

これはMatterでは「マルチ管理者（Multi-admin）」または「マルチファブリック（Multi-fabric）」と呼ばれます。これは現在のMatter仕様および実装で必須の機能であり、1台のデバイスを複数のエコシステムから制御できるようにするものです。現在、CSAのワーキンググループでは、マルチ管理者シナリオにおけるユーザー体験を向上させるための取り組みが進められています。

これはMatter標準で認められています。最終的には、利用可能なFlashやRAMなどのデバイス性能や、その他の要件（例えば、Matter QRコードが付属しないまま出荷された製品に対して、メーカーがどのようにMatter QRコードを提供し、コミッショニングを可能にするかなど）によって決まります。実際に、Matter-over-ThreadやMatter-over-Wi-Fiでは、すでに市場導入済みのデバイスがこの方法で対応された事例があります。また、多くのハブ（例えばZigbeeハブ）も、既存のMatter非対応デバイスをMatterへブリッジするためにフィールドアップデートされており、そのために各社独自のモバイルアプリが利用されています。

Matterで定義されているデバイスタイプ以外の製品を設計したり、既存のデバイスタイプを拡張したりすることは可能です。ただし、その場合はコントローラー側とエンドデバイス側の両方を自ら実装する場合に限られます。新しいデバイスタイプや機能は、既存のエコシステムが採用している独自デバイスや独自機能との互換性がないため、他社の既存コントローラーでは動作しません。

ボーダールーターは、Threadプロトコルで定義されたデバイスであり、ThreadネットワークからWi-FiやEthernetなどの他のIPネットワークへIPトラフィックをルーティングします。一般的なIoTゲートウェイとは異なり、トラフィックをいったん停止してアプリケーションレベルで変換することはありません。ThreadパケットとIPアドレスをそのまま他のIPネットワーク形式に載せ替え、シームレスにパケットを転送します。詳細については、OTBRをご覧ください。

Google Home、Apple Home、Samsung SmartThings、Amazon Alexaなどのエコシステムでは、現在Matterデバイスの開発に対応しています。これらのエコシステムは、開発およびテストのためのプラットフォームやガイドを提供しています。自社のDev Kitと独自のMatterサンプルアプリを使用する場合、またはSimplicity StudioのMatter SDKに含まれるMatterサンプルアプリを使用する場合は、Nest HubやGoogle Homeアプリなどのデバイスを使用してテストや制御を行うことができます。当社の Matter Developer Journey がお役に立ちます。

現場でMatterへアップグレードされるデバイスでは、デバイスにDACをインストールするとともに、Matterパスコードをインストールする手段が必要になります。これにはいくつかの方法がありますが、いずれもMatter仕様の範囲外です。2 つの例：デバイスはBluetooth LE経由でメーカー独自のモバイルアプリを利用することもできますし、メーカーのクラウドサービスに接続して、DACと秘密鍵を安全に生成またはダウンロードすることもできます。

はい。セキュリティ要件を満たし、十分なリソースを備えたデバイスであれば、OTAでMatterへアップデートできます。すでに、ThreadデバイスおよびWi-Fiデバイスの両方で、現場に展開済みのデバイスをMatter対応へアップグレードする事例が見られます。

Silicon Labsは、Production Firmwareに組み込まれたProvisioner Firmwareコンポーネントを使用することで、製造証明書のフィールドアップグレードをサポートしています。Matterデバイスへ証明書をどのように提供するかという具体的な方法は、CSAでは標準化されておらず、その管理はメーカーに委ねられています。つまり、証明書をデバイスへ転送するための通信手段（Bluetooth LE、IPなど）と、デバイスごとの固有データ（証明書、パスコード、ディスクリミネータ）の生成は、メーカー側で実装・管理する必要があります。

はい。Silicon Labs製品は、Matter対応ワイヤレスSoCおよびSDKを通じて、Matterクラスターを完全にサポートしています。Silicon Labs の Matter ソフトウェアスタックは、標準の Matter クラスターとデバイスタイプを実装し、開発者が Thread、Wi-Fi、イーサネットプラットフォーム全体で相互運用可能な Matter デバイスを構築、カスタマイズ、認証できるようにします。

Matter のクロスファブリック通信における主な課題には、複数のファブリックを安全に管理すること、エコシステム間でデバイス状態を同期すること、異なるプラットフォームポリシーと機能サポートに対処することなどがあります。デバイスは、ファブリックごとに個別の認証情報とアクセス制御を維持する必要があります。これにより、複雑さ、メモリ使用量、テスト作業が増大すると同時に、Apple、Google、Amazon、その他の Matter ファブリック全体で一貫した動作を確保します。

Matter のマルチアドミンの主な課題には、複数のファブリックと認証情報の管理、デバイスのメモリとストレージ要件の増加、アクセス制御と状態の一貫性における複雑さの増大などがあります。また、複数の管理者をサポートすると、特に異なるエコシステムによって機能の公開や処理が異なる場合、コミッショニング、テスト、ユーザー体験が複雑になります。

Matter-over-Thread は一般に、Zigbee と同等またはそれ以上の電池寿命を提供します。Thread は、効率的なスリープ・モードと最適化されたルーティングを備えた低消費電力の IP ベースのネットワーキング向けに設計されており、Matter はその上に最小限のオーバーヘッドしか追加しません。実際には、電池寿命はデバイスの設計と使用方法によりますが、Thread は通常、長寿命のバッテリー駆動の Matter デバイスにより適しています。

いいえ、ロイヤルティは発生しません。ソフトウェアは許諾範囲の広いライセンスでリリースされ、Connectivity Standards Alliance (CSA) はメンバーから RANDZ ライセンスを取得しています。

いいえ。PSA Crypto API は ARM によって提供されます。Silicon Labs は、それらをハードウェアに統合して、キーを安全に管理します。

Silicon Labs のデバイスは、次の両方の方法をサポートしています:

• 製造中に事前生成された DAC を注入する
• デバイスに独自の公開鍵/秘密鍵ペアをオンチップで生成させ、秘密鍵がデバイス外に持ち出されないようにする

選択は、メーカーの物流および製造プロセスの要件によって異なります。

Silicon Labs は、Matter セキュリティマテリアルとメーカー固有のマテリアルを安全にプロビジョニングして、Matter 製品の安全な導入を簡素化できるカスタム部品製造サービス（CPMS）も提供しています。