L'entreprise Google a pr\u00e9sent\u00e9 un syst\u00e8me mat\u00e9riel et logiciel nomm\u00e9 Open Se Cura, con\u00e7u pour simplifier la cr\u00e9ation de puces s\u00e9curis\u00e9es destin\u00e9es \u00e0 des t\u00e2ches li\u00e9es \u00e0 l'apprentissage automatique et \u00e0 l'intelligence artificielle. Le projet comprend un syst\u00e8me d'exploitation, CantripOS, et un mat\u00e9riel bas\u00e9 sur la plateforme OpenTitan et un c\u0153ur de processeur utilisant l'architecture RISC-V. Pendant le d\u00e9veloppement, Open Se Cura et CantripOS ont \u00e9t\u00e9 connus sous les noms de Sparrow et KataOS, mais pour \u00e9viter toute confusion avec d'autres projets, les produits finaux ont \u00e9t\u00e9 renomm\u00e9s. Les travaux du projet, y compris le code source des services syst\u00e8mes et les sch\u00e9mas RTL (Register Transfer Level), sont diffus\u00e9s sous la licence Apache 2.0. <\/p>\n
Le syst\u00e8me d'exploitation CantripOS est bas\u00e9 sur le micro-noyau seL4, sur lequel s'ex\u00e9cute un environnement syst\u00e8me \u00e9crit en Rust. Pour les syst\u00e8mes RISC-V, une preuve math\u00e9matique de fiabilit\u00e9 a \u00e9t\u00e9 fournie pour le micro-noyau seL4, attestant de la conformit\u00e9 compl\u00e8te du code aux sp\u00e9cifications d\u00e9finies dans un langage formel. L'architecture seL4 se distingue par le d\u00e9placement de certaines parties de la gestion des ressources du noyau dans l'espace utilisateur et par l'application des m\u00eames moyens de contr\u00f4le d'acc\u00e8s pour ces ressources que pour les ressources utilisateur. <\/p>\n
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. Au lieu de cela, il offre uniquement des m\u00e9canismes minimaux pour g\u00e9rer l'acc\u00e8s \u00e0 l'espace d'adresses physiques, aux interruptions et aux ressources processeur. Les abstractions de haut niveau et les pilotes pour interagir avec le mat\u00e9riel sont impl\u00e9ment\u00e9s s\u00e9par\u00e9ment au-dessus du micro-noyau sous forme de t\u00e2ches ex\u00e9cut\u00e9es 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
Tous les composants du syst\u00e8me d'exploitation, \u00e0 l'exception du micro-noyau, sont initialement \u00e9crits en Rust en utilisant des techniques de programmation s\u00fbres, minimisant les erreurs li\u00e9es \u00e0 la gestion de la m\u00e9moire. En Rust, parmi d'autres \u00e9l\u00e9ments, le chargeur d'applications dans l'environnement seL4, les services syst\u00e8me, le cadre de d\u00e9veloppement d'applications, l'API d'acc\u00e8s aux appels syst\u00e8me, le gestionnaire de processus et le m\u00e9canisme de r\u00e9partition dynamique de la m\u00e9moire ont \u00e9t\u00e9 \u00e9crits. <\/p>\n
Pour une compilation v\u00e9rifi\u00e9e, l'outil CAmkES, d\u00e9velopp\u00e9 par le projet seL4, est utilis\u00e9. Pour le d\u00e9veloppement d'applications finales pouvant \u00eatre charg\u00e9es dynamiquement par les services syst\u00e8me, il est propos\u00e9 d'utiliser le SDK AmbiML, et pour l'ex\u00e9cution des mod\u00e8les d'apprentissage automatique, l'outil IREE (Intermediate Representation Execution Environment) est recommand\u00e9. Les composants en Rust et les services syst\u00e8me ont \u00e9t\u00e9 d\u00e9velopp\u00e9s en utilisant les cadres Cantrip. <\/p>\n
Les domaines d'application de la plateforme comprennent des puces sp\u00e9cialis\u00e9es n\u00e9cessitant un niveau de protection particulier et la garantie de l'absence de d\u00e9faillances. Par exemple, la plateforme peut \u00eatre utilis\u00e9e dans des produits d'apprentissage automatique li\u00e9s au traitement d'informations confidentielles, comme les syst\u00e8mes de reconnaissance faciale et de traitement des enregistrements vocaux. La combinaison d'un noyau d'exploitation logiquement v\u00e9rifi\u00e9 avec des composants mat\u00e9riels dignes de confiance (RoT, Root of Trust) garantit qu'en cas de d\u00e9faillance d'une partie du syst\u00e8me, cette d\u00e9faillance ne se propage pas au reste du syst\u00e8me, en particulier au noyau et aux parties critiques. <\/p>\n
Outre Google, la cr\u00e9ation d'outils et d'\u00e9l\u00e9ments d'infrastructure a impliqu\u00e9 l'organisation \u00e0 but non lucratif lowRISC, qui supervise le d\u00e9veloppement d'un microprocesseur libre bas\u00e9 sur l'architecture RISC-V, ainsi que les entreprises Antmicro et VeriSilicon. Le processeur d\u00e9velopp\u00e9 par l'organisation lowRISC a \u00e9t\u00e9 utilis\u00e9 comme noyau pour la construction de composants mat\u00e9riels dignes de confiance (RoT, Root of Trust). L'entreprise Antmicro a fourni au projet le simulateur Renode, permettant de tester CantripOS et le micro-noyau seL4 sans mat\u00e9riel r\u00e9el. L'entreprise VeriSilicon a partag\u00e9 son exp\u00e9rience dans la cr\u00e9ation de puces et le d\u00e9veloppement de BSP (Board Support Package). \u041a\u043e\u043c\u043f\u0430\u043d\u0438\u044f Google \u043f\u0440\u0435\u0434\u0441\u0442\u0430\u0432\u0438\u043b\u0430 \u043f\u0440\u043e\u0433\u0440\u0430\u043c\u043c\u043d\u043e-\u0430\u043f\u043f\u0430\u0440\u0430\u0442\u043d\u044b\u0439 \u043a\u043e\u043c\u043f\u043b\u0435\u043a\u0441 Open Se Cura, \u043e\u0440\u0438\u0435\u043d\u0442\u0438\u0440\u043e\u0432\u0430\u043d\u043d\u044b\u0439 \u043d\u0430 \u0443\u043f\u0440\u043e\u0449\u0435\u043d\u0438\u0435 \u0441\u043e\u0437\u0434\u0430\u043d\u0438\u044f \u0437\u0430\u0449\u0438\u0449\u0451\u043d\u043d\u044b\u0445 \u0447\u0438\u043f\u043e\u0432, \u043f\u0440\u0435\u0434\u043d\u0430\u0437\u043d\u0430\u0447\u0435\u043d\u043d\u044b\u0445 \u0434\u043b\u044f \u0440\u0435\u0448\u0435\u043d\u0438\u044f \u0437\u0430\u0434\u0430\u0447, \u0441\u0432\u044f\u0437\u0430\u043d\u043d\u044b\u0445 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