Microsoft avas projekt CHERIoT (Capability Hardware Extension to RISC-V for Internet of Things) seotud arendused, mis on suunatud olemasoleva C ja C++ koodi turvaprobleemide lahendamisele. CHERIoT pakub lahendust, mis kaitseb olemasolevaid C\/C++ koodibaase ilma nende uuesti kirjutamiseta. Kaitse rakendatakse modifitseeritud kompilaatori kasutamise kaudu, mis t\u00f6\u00f6tab spetsiaalse laiendatud k\u00e4su komplektiga (ISA), mida toetab protsessor ning mis j\u00e4lgib riistvaraliselt juurdep\u00e4\u00e4su m\u00e4lule, kontrollib pointer'ite t\u00f6\u00f6tamise korrektsust ning tagab koodiplokkide isolatsiooni. <\/p>\n
Projekt on loodud silmas pidades, et C keele madal tasemeline iseloom muutub m\u00e4luga t\u00f6\u00f6tamisel vigade allikaks, mis toob kaasa selliseid probleeme nagu puhver\u00fclekanne, juba vabastatud m\u00e4llesaamine, viidatud de-referentsieelised v\u00f5i kahekordne m\u00e4lu vabastamine. Praktika n\u00e4itab, et isegi suured korporatsioonid, nagu Google ja Microsoft, kellel on range muudatuste \u00fclevaatamise poliitika ning kes rakendavad kaasaegseid arendusmeetodeid ja staatilise anal\u00fc\u00fcsi t\u00f6\u00f6riistu, ei saa garanteerida m\u00e4luga t\u00f6\u00f6tamisel vigu puudumist (nt umbes 70% Microsofti ja Google'i tarkvaratoote haavatavustest tuleneb ebaohutust m\u00e4luga t\u00f6\u00f6tamisest). <\/p>\n
Probleem v\u00f5ib lahendada, kasutades programmeerimiskeeli, mis tagavad m\u00e4lu turvalise k\u00e4sitsemise, v\u00f5i lisakontrollidega m\u00e4histe abil, n\u00e4iteks tavap\u00e4raste n\u00e4idikute, nagu MiraclePtr (raw_ptr), asemel, mis teostab t\u00e4iendavaid kontrolle vabastatud m\u00e4lu aladele juurdep\u00e4\u00e4su osas. Kuid sellised meetodid sobivad rohkem uue koodi jaoks, samas kui olemasolevaid C\/C++ projekte on keeruline \u00fcmber t\u00f6\u00f6tada, eriti kui need on ette n\u00e4htud ressursside piiratud keskkondades, nagu sisseehitatud s\u00fcsteemid ja asjade interneti seadmed. <\/p>\n
CHERIoT-i riistvara komponendid on kujundatud RISC-V arhitektuuri baasil t\u00f6\u00f6tavaks mikrokontrolleriks, mis rakendab CHERI (Capability Hardware Extension to RISC-V) kaitstud protsessori arhitektuuri, pakkudes m\u00e4lu juhtimise mudelit, mis p\u00f5hineb \u201ecapability\u201d-l (iga m\u00e4lu lugemise ja kirjutamise operatsioon on autoriseeritud). CHERIoT-i pakutavate k\u00e4suarsenali (ISA) alusel on loodud tarkvaraline mudel, mis tagab m\u00e4lu turvalisuse individuaalsete objektide tasemel, pakkudes kaitset juba vabastatud m\u00e4lu juurde p\u00e4\u00e4semise eest ning rakendades kergkaalu s\u00fcsteemi m\u00e4lu juurdep\u00e4\u00e4su isoleerimiseks. Antud kaitsetarkvara mudel kajastub otseselt C\/C++ keelemudelis, mis v\u00f5imaldab selle rakendamist olemasolevate rakenduste kaitseks (vajalik on vaid uuesti kompileerimine ja k\u00e4ivitamine seadmetel, mis toetavad ISA CHERIoT). <\/p>\n
Pakutud lahendus v\u00f5imaldab blokeerida m\u00e4lus esinevad objekti \u00fcletamise vead, keelab pointerite \u00fclekirjutamise (k\u00f5ik pointerid peavad olema loodud juba olemasolevatest pointeritest), j\u00e4lgib m\u00e4lup\u00f6\u00f6rdusi p\u00e4rast vabastamist (k\u00f5ik juurdep\u00e4\u00e4sud m\u00e4lule vale pointeri v\u00f5i vabastatud objekti osutava pointeriga p\u00f5hjustavad erandi genereerimise). N\u00e4iteks v\u00f5imaldab CHERIoT-i rakendamine automaatsete piirikontrollide teostamist, m\u00e4lu piirkondade eluiga j\u00e4lgimist ja pointerite terviklikkuse tagamist komponentides, mis t\u00f6\u00f6tlevad usaldusv\u00e4\u00e4rseid andmeid, koodimuudatusi tegemata. <\/p>\n
Projekt h\u00f5lmab CHERIoT pikendatud arhitektuuri k\u00e4skude komplekti spetsifikatsiooni, RISC-V 32-bitise CPU ehtsuse rakendust koos CHERIoT ISA toega ja muudetud LLVM t\u00f6\u00f6riistu. CPU protot\u00fc\u00fcpide skeemid ja seadmeplokkide kirjeldused Verilogi keeles levitatakse Apache 2.0 litsentsi alusel. CPU aluseks on Ibexi tuum lowRISC projektist. CHERIoT ISA koodimudel on m\u00e4\u00e4ratletud Sail keeles ja levitatakse BSD litsentsi alusel. <\/p>\n
T\u00e4iendavalt on esitatud reaalajas operatsioonis\u00fcsteemi protot\u00fc\u00fcp CHERIoT RTOS, mis v\u00f5imaldab compartment (kompartimendi) isolatsiooni isegi 256 MB RAM-iga sisseehitatud s\u00fcsteemides. CHERIoT RTOS-i kood on kirjutatud C++ keeles ning see levib MIT litsentsi alusel. Kompartimendid h\u00f5lmavad operatsioonis\u00fcsteemi p\u00f5hikomponente, nagu bootloader, planeerija ja m\u00e4lu jaotuss\u00fcsteem. <\/p>\n