{"id":147300,"date":"2025-11-04T23:11:54","date_gmt":"2025-11-04T21:11:54","guid":{"rendered":"https:\/\/prohoster.info\/blog\/novosti-interneta\/programmno-apparatnaya-platforma-cheriot-1-0-dlya-povysheniya-bezopasnosti-koda-na-yazyke-si"},"modified":"2025-11-04T23:11:54","modified_gmt":"2025-11-04T21:11:54","slug":"programmno-apparatnaya-platforma-cheriot-1-0-dlya-povysheniya-bezopasnosti-koda-na-yazyke-si","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/prohoster.info\/de\/blog\/novosti-interneta\/programmno-apparatnaya-platforma-cheriot-1-0-dlya-povysheniya-bezopasnosti-koda-na-yazyke-si","title":{"rendered":"Die Software-Hardware-Plattform CHERIoT 1.0 zur Verbesserung der Sicherheit von C-Code.","gt_translate_keys":[{"key":"rendered","format":"text"}]},"content":{"rendered":"
Die endg\u00fcltige Version der Spezifikation der Software-Hardware-Plattform CHERIoT 1.0 (Capability Hardware Extension to RISC-V f\u00fcr das Internet der Dinge) wurde vorgestellt, die die Erweiterung des Befehlssatzes (ISA) zur Erstellung sicherer Ger\u00e4te definiert. CHERIoT bietet hardwarebasierte Funktionen zur \u00dcberwachung des Zugriffs auf den Speicher, zur \u00dcberpr\u00fcfung der Korrektheit der Arbeit mit Zeigern und zur Gew\u00e4hrleistung der Isolation von Codeblocks. Gleichzeitig wurde eine stabile Version des Referenzmodells der formalen CHERIoT ISA ver\u00f6ffentlicht, die in der Sprache Sail definiert ist. Die Entwicklungen des Projekts werden unter der BSD-Lizenz verbreitet. <\/p>\n
Das CHERIoT-Projekt wurde von Microsoft ins Leben gerufen, um Sicherheitsprobleme im bestehenden Code in den Sprachen C und C++ zu l\u00f6sen und \u00e4hnlichen Code zu sch\u00fctzen, ohne ihn neu zu schreiben. Der Schutz erfolgt durch die Verwendung eines modifizierten Compilers, der einen erweiterten Satz von Prozessoranweisungen (ISA) nutzt, um die Integrit\u00e4t der Zeiger, die Kontrolle der Grenzen beim Arbeiten mit dem Speicher sowie den Schutz vor dem Zugriff auf freigegebenen Speicher zu gew\u00e4hrleisten. Im Jahr 2023 wurden die Entwicklungen von CHERIoT ver\u00f6ffentlicht und in ein Gemeinschaftsprojekt umgewandelt, an dem sich auch andere Unternehmen beteiligen. <\/p>\n
Die Hardwarekomponenten von CHERIoT sind in Form eines Mikrocontrollers auf Basis der RISC-V-Architektur gestaltet, der eine gesch\u00fctzte Prozessorarchitektur CHERI (Capability Hardware Extension to RISC-V) implementiert, die ein modellbasiertes Zugriffsmanagement auf den Speicher auf Grundlage von 'Capabilities' (jeder Lese- und Schreibvorgang in den Speicher wird autorisiert) bietet. Auf Basis der in CHERIoT zur Verf\u00fcgung gestellten Befehlssatzarchitektur (ISA) wurde ein Softwaremodell entwickelt, das die Sicherheit beim Arbeiten mit dem Speicher auf Objektebene gew\u00e4hrleistet, Schutz vor dem Zugriff auf bereits freigegebenen Speicher bietet und ein leichtgewichtiges System zur Isolierung des Zugriffs auf den Speicher umsetzt. <\/p>\n
Das genannte Software-Schutzmodell spiegelt sich direkt im Sprachmodell C\/C++ wider, was eine Anwendung f\u00fcr bestehende Anwendungen erm\u00f6glicht, f\u00fcr deren Schutz lediglich eine Neukompilierung und Ausf\u00fchrung auf Hardware erforderlich ist, die die ISA CHERIoT unterst\u00fctzt. Zum Beispiel erm\u00f6glicht die Anwendung von CHERIoT die automatische \u00dcberpr\u00fcfung der Grenzen, das Verfolgen der Lebensdauer von Speicherbereichen und die Gew\u00e4hrleistung der Integrit\u00e4t von Zeigern in Komponenten, die mit nicht vertrauensw\u00fcrdigen Daten arbeiten, ohne \u00c4nderungen am Code vorzunehmen. <\/p>\n
Unter den Problemen, die mit CHERIoT blockiert werden, sind: <\/p>\n
\n
\u00dcberschreitung der Grenzen eines Objekts im Speicher;\n
Pointer-Direktion (bei Verwendung von CHERIoT m\u00fcssen alle Zeiger von bereits existierenden Zeigern abgeleitet werden);\n
Zugriff auf den Speicher nach Freigabe (jeder Zugriff auf den Speicher \u00fcber einen ung\u00fcltigen Zeiger oder einen Zeiger, der auf ein freigegebenes Objekt verweist, f\u00fchrt bei Verwendung von CHERIoT zur Generierung einer Ausnahme). <\/ul>\n
Neben der Spezifikation und dem formalen Modell wird im Rahmen des Projekts eine Referenzimplementierung der 32-Bit RISC-V CPU Ibex mit Unterst\u00fctzung der ISA CHERIoT sowie ein modifiziertes LLVM-Toolset entwickelt. Die Prototyp-Schemata der CPU und die Beschreibungen der Hardwarebl\u00f6cke sind in Verilog formuliert und werden unter der Lizenz Apache 2.0 verbreitet. Als Grundlage f\u00fcr die CPU wurde der Ibex-Core des Projekts lowRISC verwendet. Auf Basis des CHERIoT Ibex-Cores werden Chips des ICENI f\u00fcr die Serienproduktion vorbereitet, deren Markteinf\u00fchrung f\u00fcr das n\u00e4chste Jahr geplant ist. Separat entwickelt Microsoft den Mikrocontroller Kudu mit Unterst\u00fctzung der ISA CHERIoT. Ibex und Kudu unterst\u00fctzen bereits vollst\u00e4ndig die Spezifikation CHERIoT 1.0. Es wird an der Standardisierung der CHERI-Erweiterungen f\u00fcr RISC-V-Prozessoren innerhalb der Organisation RISC-V International gearbeitet. <\/p>\n
Zus\u00e4tzlich wird ein Emulator der Plattform auf Basis von FPGA und ein Docker-Container f\u00fcr Entwickler mit vorinstalliertem Toolset und dem CPU-Simulator Ibex, umgesetzt mit Verilator, entwickelt. Dar\u00fcber hinaus wurde auf Basis von CHERIoT ein Prototyp des Echtzeitbetriebssystems CHERIoT RTOS vorbereitet, das eine Isolation von Compartments (Compartment) selbst auf eingebetteten Systemen mit 256 MB RAM erm\u00f6glicht. Der Code von CHERIoT RTOS ist in C++ geschrieben und wird unter der MIT-Lizenz verbreitet. Die grundlegenden Komponenten des OS, wie Bootloader, Scheduler und Speichermanagementsystem, sind in Form von Compartments realisiert. <\/p>\n
Ein Compartment in CHERIoT RTOS stellt eine isolierte Kombination aus Code und globalen Variablen dar, die einer gemeinsam genutzten Bibliothek \u00e4hnelt, sich jedoch im Gegensatz zu dieser in ihrem Zustand (mutable) \u00e4ndern kann und in einem separaten Sicherheitskontext ausgef\u00fchrt wird. Kein externes Code kann die Kontrolle an den Code im Compartment \u00fcbergeben oder auf Objekte zugreifen, au\u00dfer durch speziell definierte Einstiegspunkte und die Verwendung von Zeigern auf Objekte, die explizit beim Aufruf eines anderen Compartments \u00fcbergeben wurden. Die Integrit\u00e4t und Vertraulichkeit von Code und globalen Objekten im Compartment wird garantiert. \n Quelle: opennet.ru<\/a> <\/p>","protected":false,"gt_translate_keys":[{"key":"rendered","format":"html"}]},"excerpt":{"rendered":"