માઈક્રોસોફ્ટ CHERIoT ખોલે છે, જે C કોડ સુરક્ષાને સુધારવા માટે હાર્ડવેર સોલ્યુશન છે

માઇક્રોસોફ્ટે CHERIoT (કેપેબિલિટી હાર્ડવેર એક્સટેન્શન ટુ RISC-V ફોર ઇન્ટરનેટ ઓફ થિંગ્સ) પ્રોજેક્ટ પર તેનું કાર્ય પ્રકાશિત કર્યું છે, જેનો હેતુ હાલના C અને C++ કોડમાં સુરક્ષા નબળાઈઓને ઘટાડવાનો છે. CHERIoT એક સોલ્યુશન પ્રદાન કરે છે જે હાલના C/C++ કોડબેઝને ફરીથી કામ કર્યા વિના સુરક્ષિત કરે છે. આ સુરક્ષા એક સંશોધિત કમ્પાઇલરના ઉપયોગ દ્વારા પ્રાપ્ત થાય છે જે પ્રોસેસર દ્વારા પૂરા પાડવામાં આવેલ ખાસ વિસ્તૃત સૂચના સેટ (ISA) નો ઉપયોગ કરે છે અને હાર્ડવેર સ્તરે મેમરી એક્સેસનું નિરીક્ષણ કરે છે, યોગ્ય પોઇન્ટર હેન્ડલિંગ ચકાસે છે અને કોડ બ્લોક આઇસોલેશન સુનિશ્ચિત કરે છે.

આ પ્રોજેક્ટ એ સમજ સાથે બનાવવામાં આવ્યો હતો કે C ભાષાની નીચી-સ્તરની પ્રકૃતિ મેમરી ભૂલોનો સ્ત્રોત છે, જેના કારણે બફર ઓવરફ્લો, અગાઉ મુક્ત મેમરીની ઍક્સેસ, પોઇન્ટર ડિરેફરન્સ અને ડબલ-ફ્રી જેવી સમસ્યાઓ થાય છે. અનુભવ દર્શાવે છે કે ગૂગલ અને માઇક્રોસોફ્ટ જેવા મોટા કોર્પોરેશનો પણ, જેમની પાસે કડક ફેરફાર સમીક્ષા નીતિઓ છે અને આધુનિક વિકાસ પદ્ધતિઓ અને સ્ટેટિક વિશ્લેષણ સાધનોનો ઉપયોગ કરે છે, તેઓ મેમરી ભૂલોની ગેરહાજરીની ખાતરી આપી શકતા નથી (ઉદાહરણ તરીકે, માઇક્રોસોફ્ટ અને ગૂગલ સોફ્ટવેર ઉત્પાદનોમાં આશરે 70% નબળાઈઓ અસુરક્ષિત મેમરી હેન્ડલિંગને કારણે થાય છે).

મેમરી સલામતીની ખાતરી આપતી પ્રોગ્રામિંગ ભાષાઓનો ઉપયોગ કરીને અથવા વધારાના ચેક સાથે ફ્રેમવર્કનો ઉપયોગ કરીને સમસ્યાનું નિરાકરણ લાવી શકાય છે, જેમ કે સ્ટાન્ડર્ડ પોઇન્ટર્સને બદલે MiraclePtr (raw_ptr) નો ઉપયોગ કરીને, જે ફ્રીડ મેમરી એરિયામાં એક્સેસ પર વધારાની તપાસ કરે છે. જો કે, આવી પદ્ધતિઓ નવા કોડ માટે વધુ યોગ્ય છે, જ્યારે હાલના C/C++ પ્રોજેક્ટ્સને ફરીથી કામ કરવું ખૂબ પડકારજનક છે, ખાસ કરીને જો તે એમ્બેડેડ સિસ્ટમ્સ અને IoT ઉપકરણો જેવા સંસાધન-પ્રતિબંધિત વાતાવરણ માટે બનાવાયેલ હોય.

CHERIoT ના હાર્ડવેર ઘટકોમાં RISC-V-આધારિત માઇક્રોકન્ટ્રોલરનો સમાવેશ થાય છે જે સુરક્ષિત CHERI (કેપેબિલિટી હાર્ડવેર એક્સટેન્શન ટુ RISC-V) પ્રોસેસર આર્કિટેક્ચરનો અમલ કરે છે, જે ક્ષમતા-આધારિત, નિયંત્રિત મેમરી એક્સેસ મોડેલ પ્રદાન કરે છે (દરેક મેમરી રીડ અને રાઇટ ઓપરેશન અધિકૃત છે). CHERIoT ઇન્સ્ટ્રક્શન સેટ આર્કિટેક્ચર (ISA) નો ઉપયોગ એક સોફ્ટવેર મોડેલ બનાવવા માટે થાય છે જે ઑબ્જેક્ટ લેવલ પર મેમરી સુરક્ષાની ખાતરી આપે છે, અગાઉ રિલીઝ થયેલી મેમરીને ઍક્સેસ કરવા સામે રક્ષણ આપે છે, અને હળવા વજનની મેમરી એક્સેસ આઇસોલેશન સિસ્ટમ લાગુ કરે છે. આ સોફ્ટવેર પ્રોટેક્શન મોડેલ સીધા C/C++ ભાષા મોડેલ સાથે મેપ થયેલ છે, જે તેનો ઉપયોગ હાલની એપ્લિકેશનોને સુરક્ષિત કરવા માટે કરવાની મંજૂરી આપે છે (CHERIoT ISA ને સપોર્ટ કરતા હાર્ડવેર પર ફક્ત પુનઃસંકલન અને અમલીકરણની જરૂર છે).

પ્રસ્તાવિત સોલ્યુશન ભૂલોને અવરોધે છે જે મેમરીની બહારની ભૂલોનું કારણ બને છે, પોઇન્ટર સબસ્ટિટ્યુશનને અટકાવે છે (બધા પોઇન્ટર હાલના પોઇન્ટરમાંથી મેળવવામાં આવવા જોઈએ), અને મુક્ત થયા પછી મેમરી એક્સેસનું નિરીક્ષણ કરે છે (અમાન્ય પોઇન્ટર અથવા મુક્ત ઑબ્જેક્ટનો સંદર્ભ આપતા પોઇન્ટર દ્વારા કોઈપણ મેમરી એક્સેસ અપવાદમાં પરિણમે છે). ઉદાહરણ તરીકે, CHERIoT નો ઉપયોગ કોડ ફેરફારોની જરૂર વગર અવિશ્વસનીય ડેટાને હેન્ડલ કરતા ઘટકોમાં સ્વચાલિત બાઉન્ડ્સ ચેકિંગ, મેમરી લાઇફટાઇમ મોનિટરિંગ અને પોઇન્ટર ઇન્ટિગ્રિટી ખાતરી માટે પરવાનગી આપે છે.

આ પ્રોજેક્ટમાં CHERIoT વિસ્તૃત સૂચના સેટ આર્કિટેક્ચર સ્પષ્ટીકરણ, CHERIoT ISA ને સપોર્ટ કરતા 32-બીટ RISC-V CPU નું સંદર્ભ અમલીકરણ અને એક સુધારેલ LLVM ટૂલચેનનો સમાવેશ થાય છે. Verilog માં CPU પ્રોટોટાઇપ સ્કીમેટિક્સ અને હાર્ડવેર બ્લોક વર્ણનો Apache 2.0 લાઇસન્સ હેઠળ લાઇસન્સ પ્રાપ્ત છે. CPU lowRISC પ્રોજેક્ટમાંથી Ibex કર્નલ પર આધારિત છે. CHERIoT ISA કોડ મોડેલ Sail ભાષામાં વ્યાખ્યાયિત થયેલ છે અને BSD લાઇસન્સ હેઠળ લાઇસન્સ પ્રાપ્ત છે.

વધુમાં, CHERIoT RTOS રીઅલ-ટાઇમ ઓપરેટિંગ સિસ્ટમનો એક પ્રોટોટાઇપ પ્રસ્તાવિત કરવામાં આવ્યો છે, જે 256 MB RAM સાથે એમ્બેડેડ સિસ્ટમ્સ પર પણ કમ્પાર્ટમેન્ટલ આઇસોલેશનને સક્ષમ કરે છે. CHERIoT RTOS કોડ C++ માં લખાયેલ છે અને MIT લાયસન્સ હેઠળ વિતરિત કરવામાં આવે છે. બુટલોડર, શેડ્યૂલર અને મેમરી એલોકેશન સિસ્ટમ જેવા મૂળભૂત OS ઘટકોને કમ્પાર્ટમેન્ટ તરીકે લાગુ કરવામાં આવે છે.

CHERIoT RTOS માં એક કમ્પાર્ટમેન્ટ એ કોડ અને ગ્લોબલ ચલોનું એક અલગ સંયોજન છે, જે શેર્ડ લાઇબ્રેરીની યાદ અપાવે છે, પરંતુ શેર્ડ લાઇબ્રેરીથી વિપરીત, તે પરિવર્તનશીલ છે અને એક અલગ સુરક્ષા સંદર્ભમાં ચાલે છે. કોઈ પણ બહારનો કોડ કમ્પાર્ટમેન્ટ અથવા એક્સેસ ઑબ્જેક્ટ્સની અંદરના કોડ પર નિયંત્રણ ટ્રાન્સફર કરી શકતો નથી, સિવાય કે નિયુક્ત એન્ટ્રી પોઈન્ટ્સની ઍક્સેસ દ્વારા અને બીજા કમ્પાર્ટમેન્ટને કૉલ કરતી વખતે સ્પષ્ટ રીતે પસાર થતી ઑબ્જેક્ટ્સ પર પોઇન્ટરનો ઉપયોગ કરીને. કમ્પાર્ટમેન્ટની અંદર કોડ અને ગ્લોબલ ઑબ્જેક્ટ્સ માટે અખંડિતતા અને ગુપ્તતાની ખાતરી આપવામાં આવે છે.

સોર્સ: opennet.ru