Lennart Poettering ha proposto una nuova architettura per l'avvio verificato Linux

Lennart Poettering ha pubblicato una proposta per modernizzare il processo di avvio. Linux-дистрибутивов, нацеленное на решение имеющихся проблем и упрощение организации полноценной верифицированной загрузки, подтверждающей достоверность ядра и базового системного окружения. Необходимые для применения новой архитектуры изменения уже включены в кодовую базу systemd и затрагивают такие компоненты, как systemd-stub, systemd-measure, systemd-cryptenroll, systemd-cryptsetup, systemd-pcrphase и systemd-creds.

Предложенные изменения сводятся к созданию единого универсального образа UKI (Unified Kernel Image), объединяющего образ ядра Linux, обработчик для загрузки ядра из UEFI (UEFI boot stub) и загружаемое в память системное окружение initrd, применяемое для начальной инициализации на стадии до монтирования корневой ФС. Вместо образа RAM-диска initrd в UKI может быть упакована и вся система, что позволяет создавать полностью верифицированные системные окружения, загружаемые в оперативную память. UKI-образ оформляется в виде исполняемого файла в формате PE, который может быть загружен не только при помощи традиционных загрузчиков, и напрямую вызван из прошивки UEFI.

La possibilità di invocare da UEFI consente la verifica dell'integrità e della validità della firma digitale, coprendo non solo il kernel ma anche il contenuto dell'initrd. Il supporto per l'invocazione da bootloader tradizionali preserva inoltre funzionalità come il provisioning di più versioni del kernel e il rollback automatico a un kernel funzionante se vengono rilevati problemi con il nuovo kernel dopo l'installazione di un aggiornamento.

В настоящее время в большинстве дистрибутивов Linux в процессе инициализации используется цепочка «прошивка → заверенная цифровой подписью Microsoft shim-прослойка → заверенный цифровой подписью дистрибутива загрузчик GRUB → заверенное цифровой подписью дистрибутива ядро Linux → не заверенное окружение initrd → корневая ФС». Отсутствие верификации initrd в традиционных дистрибутивах создаёт проблемы с безопасностью, так как среди прочего в данном окружении осуществляется извлечение ключей для расшифровки корневой ФС.

La verifica dell'immagine initrd non è supportata perché questo file viene generato sul sistema locale dell'utente e non può essere firmato digitalmente dalla distribuzione. Ciò complica notevolmente la verifica quando si utilizza la modalità SecureBoot (per verificare l'initrd, l'utente deve generare le proprie chiavi e caricarle nel firmware UEFI). Inoltre, l'attuale organizzazione di avvio non consente l'utilizzo delle informazioni del TPM PCR (Platform Configuration Register) per monitorare l'integrità dei componenti dello spazio utente diversi da shim, grub e kernel. Altri problemi citati includono la difficoltà di aggiornare il bootloader e l'impossibilità di limitare l'accesso alle chiavi TPM per le versioni precedenti del sistema operativo che sono diventate obsolete dopo l'installazione dell'aggiornamento.

Gli obiettivi principali dell'implementazione della nuova architettura di avvio sono:

• Fornire un processo di avvio completamente verificato, che copra tutte le fasi dal firmware allo spazio utente e confermi la validità e l'integrità dei componenti avviati.
• Associazione delle risorse controllate ai registri PCR TPM con divisione per proprietari.
• Possibilità di precalcolare i valori PCR in base al kernel, all'initrd, alla configurazione e all'identificatore del sistema locale utilizzati durante l'avvio.
• Protezione contro gli attacchi di rollback, che comportano il ripristino di una versione precedente vulnerabile del sistema.
• Semplificare e migliorare l'affidabilità degli aggiornamenti.
• Supporto per gli aggiornamenti del sistema operativo che non richiedono la riapplicazione o il provisioning locale delle risorse protette da TPM.
• Il sistema è pronto per la certificazione remota per confermare la correttezza del sistema operativo avviabile e delle impostazioni.
• Possibilità di allegare dati sensibili a fasi di avvio specifiche, ad esempio estraendo le chiavi di crittografia per il file system root dal TPM.
• Fornisce un processo sicuro, automatico e senza intervento dell'utente per sbloccare le chiavi per decrittografare un'unità con una partizione root.
• Utilizzo di chip che supportano la specifica TPM 2.0, con la possibilità di tornare ai sistemi senza TPM.

Fonte: opennet.ru