La version finale de la sp\u00e9cification de la plateforme mat\u00e9rielle et logicielle CHERIoT 1.0 (Capability Hardware Extension to RISC-V for Internet of Things) a \u00e9t\u00e9 pr\u00e9sent\u00e9e, d\u00e9finissant l'extension de l'ensemble d'instructions (ISA) pour cr\u00e9er des dispositifs s\u00e9curis\u00e9s. CHERIoT fournit des capacit\u00e9s mat\u00e9rielles pour suivre l'acc\u00e8s \u00e0 la m\u00e9moire, v\u00e9rifier la validit\u00e9 des pointeurs et assurer l'isolation des blocs de code. Un mod\u00e8le formel de r\u00e9f\u00e9rence CHERIoT ISA, d\u00e9fini dans le langage Sail, a \u00e9galement \u00e9t\u00e9 publi\u00e9. Les r\u00e9sultats du projet sont distribu\u00e9s sous licence BSD. <\/p>\n
Le projet CHERIoT a \u00e9t\u00e9 cr\u00e9\u00e9 par Microsoft pour r\u00e9soudre les probl\u00e8mes de s\u00e9curit\u00e9 dans le code existant \u00e9crit en C et C++ et prot\u00e9ger ce code sans n\u00e9cessiter de r\u00e9\u00e9criture. La protection est mise en \u0153uvre via un compilateur modifi\u00e9 qui utilise un ensemble \u00e9tendu d'instructions processeur (ISA) pour garantir l'int\u00e9grit\u00e9 des pointeurs, contr\u00f4ler les limites lors de l'acc\u00e8s \u00e0 la m\u00e9moire et \u00e9viter l'acc\u00e8s \u00e0 la m\u00e9moire lib\u00e9r\u00e9e. En 2023, les travaux de CHERIoT ont \u00e9t\u00e9 ouverts et transform\u00e9s en un projet collaboratif auquel se sont jointes d'autres entreprises. <\/p>\n
Les composants mat\u00e9riels de CHERIoT sont con\u00e7us sous forme de microcontr\u00f4leur bas\u00e9 sur l'architecture RISC-V, mettant en \u0153uvre une architecture de processeur s\u00e9curis\u00e9e CHERI (Capability Hardware Extension to RISC-V) avec un mod\u00e8le d'acc\u00e8s contr\u00f4l\u00e9 \u00e0 la m\u00e9moire bas\u00e9 sur des \u00ab capacit\u00e9s \u00bb (chaque op\u00e9ration de lecture et d'\u00e9criture en m\u00e9moire est autoris\u00e9e). Sur la base de l'architecture de jeu d'instructions (ISA) fournie dans CHERIoT, un mod\u00e8le logiciel est construit, garantissant la s\u00e9curit\u00e9 du travail avec la m\u00e9moire au niveau des objets individuels, offrant une protection contre l'acc\u00e8s \u00e0 la m\u00e9moire d\u00e9j\u00e0 lib\u00e9r\u00e9e et mettant en \u0153uvre un syst\u00e8me l\u00e9ger d'isolation d'acc\u00e8s \u00e0 la m\u00e9moire. <\/p>\n
Le mod\u00e8le logiciel de protection indiqu\u00e9 se refl\u00e8te directement dans le mod\u00e8le de langage C\/C++, ce qui permet de l'appliquer \u00e0 des applications existantes, dont la protection n\u00e9cessite uniquement une recompilation et un d\u00e9marrage sur du mat\u00e9riel prenant en charge l'ISA CHERIoT. Par exemple, l'application de CHERIoT permet de r\u00e9aliser une v\u00e9rification automatique des limites, un suivi du temps de vie des zones m\u00e9moire et d'assurer l'int\u00e9grit\u00e9 des pointeurs dans les composants traitant des donn\u00e9es non fiables, sans apporter de modifications au code. <\/p>\n
Parmi les probl\u00e8mes bloqu\u00e9s \u00e0 l'aide de CHERIoT : <\/p>\n
En plus de la sp\u00e9cification et du mod\u00e8le formel, le projet d\u00e9veloppe une impl\u00e9mentation de r\u00e9f\u00e9rence d'un CPU RISC-V 32 bits Ibex avec prise en charge de l'ISA CHERIoT et des outils LLVM modifi\u00e9s. Les sch\u00e9mas du prototype de CPU et les descriptions des blocs mat\u00e9riels en langage Verilog sont diffus\u00e9s sous la licence Apache 2.0. Le c\u0153ur Ibex du projet lowRISC est utilis\u00e9 comme base pour le CPU. Sur la base du c\u0153ur CHERIoT, des puces ICENI sont pr\u00e9par\u00e9es pour une production en s\u00e9rie, dont la mise en vente est pr\u00e9vue pour l'ann\u00e9e prochaine. Par ailleurs, Microsoft d\u00e9veloppe le microcontr\u00f4leur Kudu avec prise en charge de l'ISA CHERIoT. Ibex et Kudu prennent d\u00e9j\u00e0 en charge enti\u00e8rement la sp\u00e9cification CHERIoT 1.0. Des travaux sont en cours sur la normalisation des extensions CHERI pour les processeurs RISC-V au sein de l'organisation RISC-V International. <\/p>\n
De plus, un \u00e9mulateur de plateforme bas\u00e9 sur FPGA et un conteneur Docker pour les d\u00e9veloppeurs avec un environnement d'outils pr\u00e9install\u00e9 et un simulateur de CPU Ibex, impl\u00e9ment\u00e9 avec Verilator, sont en d\u00e9veloppement. En outre, sur la base de CHERIoT, un prototype d'un syst\u00e8me d'exploitation temps r\u00e9el CHERIoT RTOS a \u00e9t\u00e9 pr\u00e9par\u00e9, offrant la possibilit\u00e9 d'isoler des compartiments (compartments) m\u00eame sur des syst\u00e8mes embarqu\u00e9s avec 256 Mo de RAM. Le code du CHERIoT RTOS est \u00e9crit en C++ et est distribu\u00e9 sous la licence MIT. Les composants de base de l'OS, tels que le chargeur, l'ordonnanceur et le syst\u00e8me de distribution de m\u00e9moire, sont structur\u00e9s sous forme de compartiments. <\/p>\n