არაკომერციული ორგანიზაცია დაბალიRISC Google-თან და სხვა სპონსორებთან 5 წლის 2019 ნოემბერი წარმოდგენილი პროექტი OpenTitan, რომელიც უწოდებს „პირველ ღია კოდის პროექტს, რომელიც ქმნის ღია, მაღალი ხარისხის ჩიპის არქიტექტურას ნდობის ფესვით (RoT) ტექნიკის დონეზე“.

RISC-V არქიტექტურაზე დაფუძნებული OpenTitan არის სპეციალური დანიშნულების ჩიპი სერვერებზე ინსტალაციისთვის მონაცემთა ცენტრებში და ნებისმიერ სხვა მოწყობილობაში, სადაც აუცილებელია ჩატვირთვის ავთენტურობის უზრუნველყოფა, პროგრამული უზრუნველყოფის დაცვა ცვლილებებისგან და აღმოფხვრა rootkits-ის შესაძლებლობა: ეს არის დედაპლატები, ქსელის ბარათები, მარშრუტიზატორები, IoT მოწყობილობები, მობილური გაჯეტები და ა.შ.

რა თქმა უნდა, მსგავსი მოდულები არსებობს თანამედროვე პროცესორებში. მაგალითად, Intel Hardware Boot Guard მოდული არის Intel-ის პროცესორების ნდობის საფუძველი. ის ამოწმებს UEFI BIOS-ის ავთენტურობას ნდობის ჯაჭვის მეშვეობით OS-ის ჩატვირთვამდე. მაგრამ საკითხავია, რამდენად შეგვიძლია ვენდოთ ნდობის საკუთრების ფესვებს, იმის გათვალისწინებით, რომ ჩვენ არ გვაქვს გარანტია, რომ დიზაინში არ იქნება შეცდომები და არ არსებობს მისი გადამოწმების საშუალება? იხილეთ სტატია შრედინგერის სანდო ჩამოტვირთვა. Intel Boot Guard" აღწერით „როგორ კლონირებული ხარვეზი წლების განმავლობაში რამდენიმე მომწოდებლის წარმოებაში საშუალებას აძლევს პოტენციურ თავდამსხმელს გამოიყენოს ეს ტექნოლოგია ფარული rootkit-ის შესაქმნელად, რომლის ამოღებაც შეუძლებელია (თუნდაც პროგრამისტის მიერ) სისტემაში“.

მიწოდების ჯაჭვში აღჭურვილობის კომპრომისის საფრთხე საოცრად რეალურია: როგორც ჩანს, ნებისმიერი მოყვარული ელექტრონიკის ინჟინერი შეუძლია ხარვეზის შეერთება სერვერის დედაპლატშიარაუმეტეს 200 დოლარის ღირებულების აღჭურვილობის გამოყენებით. ზოგიერთი ექსპერტი ეჭვობს, რომ "ორგანიზაციები, რომელთა ბიუჯეტი ასობით მილიონი დოლარია, შეიძლება ამას მრავალი წლის განმავლობაში აკეთებდნენ". მიუხედავად იმისა, რომ არ არსებობს მტკიცებულება, თეორიულად შესაძლებელია.

"თუ ვერ ენდობით ტექნიკის ჩამტვირთველს, თამაში დასრულებულია." იგი საუბრობს გევინ ფერისი, lowRISC-ის დირექტორთა საბჭოს წევრი. - არ აქვს მნიშვნელობა რას აკეთებს ოპერაციული სისტემა - თუ ოპერაციული სისტემის ჩატვირთვის დროისთვის თქვენ კომპრომეტირებული ხართ, მაშინ დანარჩენი ტექნიკის საკითხია. თქვენ უკვე დაასრულეთ."

ეს პრობლემა უნდა გადაჭრას პირველი ასეთი ღია ტექნიკის პლატფორმით OpenTitan (GitHub საცავი, დოკუმენტაცია, ტექნიკის სპეციფიკაციები). საკუთრების გადაწყვეტილებებისგან თავის დაღწევა ხელს შეუწყობს „დუნე და ხარვეზიანი RoT ინდუსტრიის შეცვლას“, ამბობს Google.

თავად Google-მა დაიწყო Titan-ის განვითარება მას შემდეგ, რაც აღმოაჩინა Minix ოპერაციული სისტემა Intel Management Engine (ME) ჩიპებში. ამ კომპლექსურმა OS-მ გააფართოვა თავდასხმის ზედაპირი არაპროგნოზირებადი და უკონტროლო გზებით. Google ცდილობდა დაეღწია Intel Management Engine (ME), მაგრამ წარუმატებლად.

რა არის ნდობის საფუძველი?

სისტემის ჩატვირთვის პროცესის თითოეული ეტაპი ამოწმებს შემდეგი ეტაპის ავთენტურობას, რითაც წარმოქმნის ნდობის ჯაჭვი.

Root of Trust (RoT) არის აპარატურაზე დაფუძნებული ავთენტიფიკაცია, რომელიც უზრუნველყოფს ნდობის ჯაჭვში პირველი შესრულებადი ინსტრუქციის წყაროს შეცვლას. RoT არის ძირითადი დაცვა rootkits-ისგან. ეს არის ჩატვირთვის პროცესის ძირითადი ეტაპი, რომელიც ჩართულია სისტემის შემდგომ გაშვებაში - BIOS-დან OS-მდე და აპლიკაციებში. მან უნდა გადაამოწმოს ჩამოტვირთვის ყოველი მომდევნო ეტაპის ავთენტურობა. ამისათვის გამოიყენება ციფრულად ხელმოწერილი გასაღებების ნაკრები თითოეულ ეტაპზე. ტექნიკის გასაღების დაცვის ერთ-ერთი ყველაზე პოპულარული სტანდარტი არის TPM (Trusted Platform Module).

ნდობის ფესვის ჩამოყალიბება. ზემოთ არის ხუთსაფეხურიანი ჩატვირთვის პროცესი, რომელიც ქმნის ნდობის ჯაჭვს, დაწყებული ჩამტვირთველით უცვლელ მეხსიერებაში. ყოველი ნაბიჯი იყენებს საჯარო გასაღებს შემდეგი ჩატვირთული კომპონენტის იდენტურობის შესამოწმებლად. ილუსტრაცია პერი ლის წიგნიდან "ინტერნეტ ნივთების არქიტექტურა"

RoT შეიძლება გაშვებული იყოს სხვადასხვა გზით:

• გამოსახულების და root გასაღების ჩატვირთვა firmware ან უცვლელი მეხსიერებიდან;
• root გასაღების შენახვა ერთჯერად პროგრამირებად მეხსიერებაში ფუჟერის ბიტების გამოყენებით;
• კოდის ჩატვირთვა დაცული მეხსიერების ზონიდან დაცულ საცავში.

სხვადასხვა პროცესორი განსხვავებულად ახორციელებს ნდობის ფესვს. Intel და ARM
შემდეგი ტექნოლოგიების მხარდაჭერა:

• ARM TrustZone. ARM ყიდის ჩიპების მწარმოებლებს საკუთრებაში არსებულ სილიკონის ბლოკს, რომელიც უზრუნველყოფს ნდობის საფუძველს და უსაფრთხოების სხვა მექანიზმებს. ეს გამოყოფს მიკროპროცესორს დაუცველი ბირთვისგან; მას აქვს სანდო OS, უსაფრთხო ოპერაციული სისტემა კარგად განსაზღვრული ინტერფეისით დაუცველ კომპონენტებთან ურთიერთობისთვის. დაცული რესურსები მდებარეობს სანდო ბირთვში და უნდა იყოს რაც შეიძლება მსუბუქი. სხვადასხვა ტიპის კომპონენტებს შორის გადართვა ხდება ტექნიკის კონტექსტის გადართვის გამოყენებით, რაც გამორიცხავს უსაფრთხო მონიტორინგის პროგრამული უზრუნველყოფის საჭიროებას.
• Intel Boot Guard არის ტექნიკის მექანიზმი საწყისი ჩატვირთვის ბლოკის ავთენტურობის შესამოწმებლად კრიპტოგრაფიული საშუალებებით ან გაზომვის პროცესით. საწყისი ბლოკის შესამოწმებლად მწარმოებელმა უნდა შექმნას 2048-ბიტიანი გასაღები, რომელიც შედგება ორი ნაწილისგან: საჯარო და კერძო. საჯარო გასაღები იბეჭდება დაფაზე დამზადების დროს დაუკრავენ ბიტების „აფეთქებით“. ეს ბიტები ერთჯერადია და მათი შეცვლა შეუძლებელია. გასაღების პირადი ნაწილი წარმოქმნის ციფრულ ხელმოწერას ჩამოტვირთვის ეტაპის შემდგომი ავთენტიფიკაციისთვის.

OpenTitan პლატფორმა ასახავს ასეთი ტექნიკის/პროგრამული სისტემის ძირითად ნაწილებს, როგორც ეს ნაჩვენებია ქვემოთ მოცემულ დიაგრამაზე.

OpenTitan პლატფორმა

OpenTitan პლატფორმის განვითარებას მართავს არაკომერციული ორგანიზაცია lowRISC. ინჟინერიის გუნდი დაფუძნებულია კემბრიჯში (დიდი ბრიტანეთი) და მთავარი სპონსორი არის Google. დამფუძნებელი პარტნიორები არიან ETH Zurich, G+D Mobile Security, Nuvoton Technology და Western Digital.

Google გამოაქვეყნა განცხადება პროექტი Google Open Source კორპორატიულ ბლოგზე. კომპანიამ განაცხადა, რომ OpenTitan მოწოდებულია „უზრუნველყოს მაღალი ხარისხის სახელმძღვანელო RoT დიზაინისა და ინტეგრაციის შესახებ მონაცემთა ცენტრის სერვერებზე, საცავებში, ზღვრულ მოწყობილობებში და სხვათა გამოსაყენებლად“.

ნდობის ფესვი არის ნდობის ჯაჭვის პირველი რგოლი ყველაზე დაბალ დონეზე სანდო გამოთვლით მოდულში, რომელსაც სისტემა ყოველთვის სრულად ენდობა.

RoT გადამწყვეტია აპლიკაციებისთვის, მათ შორის საჯარო გასაღების ინფრასტრუქტურისთვის (PKI). ეს არის უსაფრთხოების სისტემის საფუძველი, რომელზეც დაფუძნებულია ისეთი რთული სისტემა, როგორიცაა IoT აპლიკაცია ან მონაცემთა ცენტრი. ასე რომ, გასაგებია, რატომ უჭერს მხარს Google ამ პროექტს. ახლა მას აქვს 19 მონაცემთა ცენტრი ხუთ კონტინენტზე. მონაცემთა ცენტრები, საცავი და მისიისთვის კრიტიკული აპლიკაციები წარმოადგენენ თავდასხმის უზარმაზარ ზედაპირს და ამ ინფრასტრუქტურის დასაცავად, Google-მა თავდაპირველად შექმნა ნდობის საკუთარი ფესვი Titan-ის ჩიპზე.

საკუთრების Titan ჩიპი Google-ის მონაცემთა ცენტრებისთვის პირველად დაინერგა წლის 2017 მარტში Google Cloud Next კონფერენციაზე. „ჩვენი კომპიუტერები ახორციელებენ კრიპტოგრაფიულ შემოწმებას თითოეულ პროგრამულ პაკეტზე და შემდეგ წყვეტენ, მისცენ თუ არა მას ქსელის რესურსებზე წვდომა. Titan ინტეგრირდება ამ პროცესში და გთავაზობთ დაცვის დამატებით ფენებს“, - განაცხადეს Google-ის წარმომადგენლებმა პრეზენტაციაზე.

ტიტანის ჩიპი Google სერვერზე

ტიტანის არქიტექტურა ადრე Google-ს ეკუთვნოდა, მაგრამ ახლა ხდება საჯარო დომენის სახით, როგორც ღია კოდის პროექტი.

პროექტის პირველი ეტაპი არის ლოგიკური RoT დიზაინის შექმნა ჩიპის დონეზე, ღია კოდის მიკროპროცესორის ჩათვლით. დაბალი RISC ქერქი, კრიპტოგრაფიული პროცესორები, აპარატურის შემთხვევითი რიცხვების გენერატორი, გასაღებისა და მეხსიერების იერარქია არასტაბილური და არასტაბილური შენახვისთვის, უსაფრთხოების მექანიზმები, I/O პერიფერიული მოწყობილობები და უსაფრთხო ჩატვირთვის პროცესები.

Google ამბობს, რომ OpenTitan ეფუძნება სამ ძირითად პრინციპს:

• ყველას აქვს შესაძლებლობა შეამოწმოს პლატფორმა და წვლილი შეიტანოს;
• გაიზარდა მოქნილობა ლოგიკურად უსაფრთხო დიზაინის გახსნით, რომელიც არ არის დაბლოკილი საკუთრების მომწოდებლის შეზღუდვებით;
• ხარისხი უზრუნველყოფილია არა მხოლოდ თავად დიზაინით, არამედ საცნობარო firmware და დოკუმენტაცია.

”ამჟამინდელი ჩიპები, რომლებსაც აქვთ ნდობის ფესვები, ძალიან საკუთრებაა. ისინი უსაფრთხოების პრეტენზიას აცხადებენ, მაგრამ სინამდვილეში თქვენ ამას საკუთარ თავზე იღებთ და თავად ვერ ამოწმებთ,” - ამბობს დომინიკ რიზო, Google Titan პროექტის უსაფრთხოების წამყვანი სპეციალისტი. „ახლა, პირველად, შესაძლებელია უზრუნველყოს უსაფრთხოება ბრმა რწმენის გარეშე ნდობის დიზაინის საკუთრების ფესვის შემქმნელების მიმართ. ასე რომ, საფუძველი არ არის მხოლოდ მყარი, მისი შემოწმება შესაძლებელია.

Rizzo-მ დაამატა, რომ OpenTitan შეიძლება ჩაითვალოს "რადიკალურად გამჭვირვალე დიზაინად არსებულ მდგომარეობასთან შედარებით".

დეველოპერების აზრით, OpenTitan არავითარ შემთხვევაში არ უნდა ჩაითვალოს მზა პროდუქტად, რადგან განვითარება ჯერ არ დასრულებულა. მათ მიზანმიმართულად გახსნეს სპეციფიკაციები და დააპროექტეს განვითარების შუა პერიოდში, რათა ყველამ შეძლოს მისი გადახედვა, ინფორმაციის მიწოდება და სისტემის გაუმჯობესება წარმოების დაწყებამდე.

OpenTitan ჩიპების წარმოების დასაწყებად, თქვენ უნდა მიმართოთ და მიიღოთ სერთიფიკატი. როგორც ჩანს, ჰონორარი არ არის საჭირო.

წყარო: www.habr.com