Die Plattform Precursor für die Entwicklung freier Mobilgeräte wurde vorgestellt

(Andrew Huan (Andrew Huang), bekannt als Aktivist für die Förderung von Ideen für freie Hardware, ausgezeichnet mit dem EFF Pioneer Award 2012, vor offenen Plattform „Precursor“, die zur Erstellung von Konzepten für neue mobile Geräte gedacht ist. Ähnlich wie Raspberry Pi und Arduino die Schaffung von Internet-of-Things-Geräten ermöglichen, zielt Precursor darauf ab, die Möglichkeit zu bieten, verschiedene mobile Geräte selbst zu entwerfen und zusammenzustellen, um eigene Anforderungen zu erfüllen.

Im Gegensatz zu anderen Projekten bietet Precursor den Enthusiasten nicht nur eine Platine, sondern einen fertigen Prototyp eines tragbaren Geräts mit einem Aluminiumgehäuse von 69 x 138 x 7,2 mm, einem LCD-Bildschirm (336×536), einem Akku (1100 mAh Li-Ion), einer Miniaturtastatur, einem Lautsprecher, einem Vibriermotor, einem Beschleunigungsmesser und einem Gyroskop. Das Rechenmodul wird nicht mit einem fertigen Prozessor geliefert, sondern mit einem softwaredefinierten SoC auf Basis des FPGA Xilinx XC7S50, auf dem die Emulation eines 32-Bit-CPU RISC-V bei einer Frequenz von 100 MHz realisiert wird. Es gibt keine Einschränkungen bei der Emulation anderer Hardware-Komponenten; z.B. können verschiedene Prozessoren von 6502 und Z-80 bis hin zu AVR und ARM sowie Soundchips und verschiedene Controller emuliert werden. Die Platine umfasst 16 MB SRAM, 128 MB Flash, Wi-Fi Silicon Labs WF200C, USB Typ C, SPI, I²C, GPIO.

Als Sicherheitsfunktionen sind zwei Hardware-Zufallszahlengeneratoren vorhanden. Interessanterweise wird das Gerät grundsätzlich ohne integrierten Mikrofon geliefert – es wird davon ausgegangen, dass die Tonaufnahme nur durch das explizite Anschließen eines Headsets möglich ist. Wenn das Headset entfernt ist, ist es physisch unmöglich, eine Abhörung zu realisieren, selbst wenn die Software des Geräts kompromittiert wurde.

Der Chip für drahtlose Kommunikation (Wi-Fi) ist hardwareseitig von der restlichen Plattform isoliert und arbeitet in einer separaten Umgebung. Zudem wird ein abschließbares Gehäuse verwendet, um unbefugten Zugriff zu verhindern, und es gibt eine separate RTC zur Überwachung der Integrität sowie eine Bewegungserkennung im Standby-Modus (immer aktivierte Beschleunigungsmesser und Gyroskop). Außerdem ist eine Selbstzerstörungsschaltung und eine sofortige Löschung aller Daten vorgesehen, die mit einem AES-Schlüssel aktiviert werden kann.

Für die Beschreibung der Hardwarekomponenten wird die FHDL-Sprache Migen (Fragmentierte Hardwarebeschreibungssprache), basierend auf Python. Migen ist Teil des Frameworks LiteX, das die Infrastruktur zur Erstellung von elektronischen Schaltungen bietet. Auf Grundlage von Precursor wurde mit Hilfe von FPGA und LiteX ein Referenz-SoC erstellt Betrusted, das einen 100-MHz-CPU VexRISC-V RV32IMAC sowie einen integrierten Controller
Betrusted-EC mit einem 18-MHz-LiteX VexRISC-V RV32I-Kern beinhaltet.

Im SoC Betrusted steht ein integrierter Satz kryptografischer Primitive zur Verfügung, wie zum Beispiel ein Pseudorandom-Generator, AES-128, -192, -256 mit den Modi ECB, CBC und CTR, SHA-2 und SHA-512, Krypto-Engine basierend auf elliptischen Kurven Curve25519. Die Krypto-Engine ist in SystemVerilog geschrieben und basiert auf Krypto-Kernen aus dem Projekt Google OpenTitan.

Precursor wird als Plattform für die Erstellung und Verifizierung von Prototypen positioniert, während Betrusted eines der fertigen mobilen Geräte darstellt, die auf Grundlage von Precursor entwickelt wurden. Da traditionelle Enklaven, die für die isolierte Speicherung von Kryptoschlüsseln verwendet werden, keinen Schutz gegen hochgradige Angriffe bieten, wie beispielsweise das Sammeln von Passwörtern durch Keylogger oder den Zugriff auf Nachrichten durch Screenshots, wurden in Betrusted Elemente der Benutzerinteraktion in die Implementierung der Enklave integriert (HCI, Mensch-Computer-Interaktion), die garantieren, dass geheime Daten, die von Menschen gelesen werden können, niemals gespeichert, angezeigt oder außerhalb des geschützten Geräts übertragen werden.

Betrusted versucht nicht, ein Mobiltelefon zu ersetzen, sondern bildet lediglich eine geschützte Enklave mit Ein- und Ausgaben, die für Audits verfügbar sind. Beispielsweise kann ein externes Smartphone über Wi-Fi als nicht vertrauenswürdiger Datenübertragungskanal genutzt werden, aber die übermittelten verschlüsselten Nachrichten werden nur über die integrierte Tastatur des Betrusted-Geräts eingegeben, und die empfangenen Nachrichten werden nur auf dem integrierten Bildschirm angezeigt.

Alle Komponenten von Precursor und Betrusted sind offen und stehen zur Modifizierung und Experimentierung unter der Lizenz Open Hardware Licence 1.2, die die Offenlegung aller abgeleiteten Arbeiten unter derselben Lizenz erfordert. Auch die vollständige Projektdokumentation ist offen Schemas und die Haupt- und Nebenplatinen, eine funktionsfähige Umsetzung des SoC Betrusted und der Steuerungseinheit (EC). Modelle für den 3D-Druck des Gehäuses sind verfügbar. In Form offener Projekte wird auch weiterentwickelt ein Firmware-Kit und die spezialisierte Betriebssystem Xous auf Basis eines Mikrokerns.

Quelle: opennet.ru