La soci\u00e9t\u00e9 Google a annonc\u00e9 l'ouverture des travaux li\u00e9s au projet KataOS, qui vise \u00e0 cr\u00e9er un syst\u00e8me d'exploitation s\u00e9curis\u00e9 pour le mat\u00e9riel embarqu\u00e9. Les composants du syst\u00e8me KataOS sont \u00e9crits en Rust et fonctionnent au-dessus du micro-noyau seL4, pour lequel une preuve math\u00e9matique de fiabilit\u00e9 a \u00e9t\u00e9 fournie sur les syst\u00e8mes RISC-V, attestant de la conformit\u00e9 totale du code aux sp\u00e9cifications \u00e9tablies dans un langage formel. Le code du projet est ouvert sous la licence Apache 2.0. <\/p>\n
Le syst\u00e8me prend en charge les plateformes bas\u00e9es sur les architectures RISC-V et ARM64. Pour simuler le fonctionnement de seL4 et de l'environnement KataOS sur le mat\u00e9riel durant le processus de d\u00e9veloppement, le framework Renode est utilis\u00e9. Comme mise en \u0153uvre de r\u00e9f\u00e9rence, un complexe mat\u00e9riel et logiciel appel\u00e9 Sparrow est propos\u00e9, combinant KataOS avec des puces s\u00e9curis\u00e9es bas\u00e9es sur la plateforme OpenTitan. La solution propos\u00e9e permet de combiner un noyau d'exploitation logiquement v\u00e9rifi\u00e9 avec des composants mat\u00e9riels digne de confiance (RoT, Root of Trust) construits \u00e0 l'aide de la plateforme OpenTitan et de l'architecture RISC-V. En plus du code de KataOS, il est pr\u00e9vu d'ouvrir par la suite tous les autres composants de Sparrow, y compris la composante mat\u00e9rielle. <\/p>\n
La plateforme est d\u00e9velopp\u00e9e en tenant compte de son utilisation dans des puces sp\u00e9cialis\u00e9es con\u00e7ues pour ex\u00e9cuter des applications d'apprentissage automatique et de traitement d'informations sensibles, qui n\u00e9cessitent un niveau de protection particulier et une confirmation de l'absence de d\u00e9faillances. Comme exemple de telles applications, on cite des syst\u00e8mes qui manipulent des images de personnes et des enregistrements vocaux. L'utilisation de v\u00e9rification de fiabilit\u00e9 dans KataOS garantit qu'en cas de d\u00e9faillance dans une partie du syst\u00e8me, cette d\u00e9faillance ne se propagera pas au reste du syst\u00e8me, notamment au noyau et aux parties critiques. <\/p>\n
L'architecture seL4 se distingue par le d\u00e9placement des parties de gestion des ressources du noyau vers l'espace utilisateur, tout en utilisant les m\u00eames m\u00e9thodes de contr\u00f4le d'acc\u00e8s pour ces ressources que pour les ressources utilisateur. Le micro-noyau ne fournit pas d'abstractions de haut niveau pr\u00eates \u00e0 l'emploi pour la gestion des fichiers, des processus, des connexions r\u00e9seau, etc., mais se limite \u00e0 fournir des m\u00e9canismes minimaux pour contr\u00f4ler l'acc\u00e8s \u00e0 l'espace d'adressage physique, aux interruptions et aux ressources processeur. Les abstractions de haut niveau et les pilotes pour l'interaction avec le mat\u00e9riel sont impl\u00e9ment\u00e9s s\u00e9par\u00e9ment au-dessus du micro-noyau sous la forme de t\u00e2ches s'ex\u00e9cutant au niveau utilisateur. L'acc\u00e8s de ces t\u00e2ches aux ressources disponibles du micro-noyau est organis\u00e9 par la d\u00e9finition de r\u00e8gles. <\/p>\n
Pour une protection suppl\u00e9mentaire, tous les composants autres que le micro-noyau sont initialement d\u00e9velopp\u00e9s en langage Rust en utilisant des techniques de programmation s\u00fbres, visant \u00e0 minimiser les erreurs de gestion de la m\u00e9moire, conduisant \u00e0 des probl\u00e8mes tels que l'acc\u00e8s \u00e0 une zone de m\u00e9moire apr\u00e8s sa lib\u00e9ration, la d\u00e9r\u00e9f\u00e9renciation de pointeurs nuls et le d\u00e9passement de tampon. En Rust ont notamment \u00e9t\u00e9 \u00e9crits le chargeur d'applications dans l'environnement seL4, les services syst\u00e8me, le framework pour le d\u00e9veloppement d'applications, l'API pour acc\u00e9der aux appels syst\u00e8me, le gestionnaire de processus, le m\u00e9canisme de distribution dynamique de la m\u00e9moire, etc. Pour la construction v\u00e9rifi\u00e9e, l'outil CAmkES, d\u00e9velopp\u00e9 par le projet seL4, est utilis\u00e9. Les composants pour CAmkES peuvent \u00e9galement \u00eatre cr\u00e9\u00e9s en langage Rust. <\/p>\n
La gestion s\u00e9curis\u00e9e de la m\u00e9moire est assur\u00e9e en Rust lors de la compilation par la v\u00e9rification des r\u00e9f\u00e9rences, le suivi de la propri\u00e9t\u00e9 des objets et la prise en compte de la dur\u00e9e de vie des objets (port\u00e9e), ainsi que par l'\u00e9valuation de la validit\u00e9 de l'acc\u00e8s \u00e0 la m\u00e9moire pendant l'ex\u00e9cution du code. Rust fournit \u00e9galement des moyens de se prot\u00e9ger contre les d\u00e9bordements d'entiers, exigeant l'initialisation obligatoire des variables avant leur utilisation, appliquant le concept d'immuabilit\u00e9 (immutable) des r\u00e9f\u00e9rences et des variables par d\u00e9faut, et offrant une forte typage statique pour minimiser les erreurs logiques. \u041a\u043e\u043c\u043f\u0430\u043d\u0438\u044f Google \u043e\u0431\u044a\u044f\u0432\u0438\u043b\u0430 \u043e\u0431 \u043e\u0442\u043a\u0440\u044b\u0442\u0438\u0438 \u043d\u0430\u0440\u0430\u0431\u043e\u0442\u043e\u043a, \u0441\u0432\u044f\u0437\u0430\u043d\u043d\u044b\u0445 \u0441 \u043f\u0440\u043e\u0435\u043a\u0442\u043e\u043c KataOS, \u043d\u0430\u0446\u0435\u043b\u0435\u043d\u043d\u044b\u043c \u043d\u0430 \u0441\u043e\u0437\u0434\u0430\u043d\u0438\u0435 \u0437\u0430\u0449\u0438\u0449\u0451\u043d\u043d\u043e\u0439 \u043e\u043f\u0435\u0440\u0430\u0446\u0438\u043e\u043d\u043d\u043e\u0439 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