Google ღია კოდის უსაფრთხო ოპერაციული სისტემა KataOS

Google-მა გამოაცხადა KataOS პროექტთან დაკავშირებული მოვლენების აღმოჩენა, რომელიც მიზნად ისახავს ჩაშენებული აპარატურის უსაფრთხო ოპერაციული სისტემის შექმნას. KataOS სისტემის კომპონენტები იწერება Rust-ში და მუშაობს seL4 მიკროკერნელის თავზე, რისთვისაც საიმედოობის მათემატიკური მტკიცებულება იქნა მოწოდებული RISC-V სისტემებზე, რაც მიუთითებს იმაზე, რომ კოდი სრულად შეესაბამება ოფიციალურ ენაში მითითებულ სპეციფიკაციებს. პროექტის კოდი ღიაა Apache 2.0 ლიცენზიით.

სისტემა უზრუნველყოფს RISC-V და ARM64 არქიტექტურებზე დაფუძნებული პლატფორმების მხარდაჭერას. seL4-ისა და KataOS გარემოს ფუნქციონირების სიმულაციისთვის აპარატურის თავზე, Renode Framework გამოიყენება განვითარების პროცესში. როგორც საცნობარო განხორციელება, შემოთავაზებულია Sparrow პროგრამული და აპარატურის კომპლექსი, რომელიც აერთიანებს KataOS-ს უსაფრთხო ჩიპებთან, რომელიც დაფუძნებულია OpenTitan პლატფორმაზე. შემოთავაზებული გადაწყვეტა საშუალებას გაძლევთ დააკავშიროთ ლოგიკურად დამოწმებული ოპერაციული სისტემის ბირთვი სანდო ტექნიკის კომპონენტებთან (RoT, Root of Trust), რომლებიც აშენებულია OpenTitan პლატფორმისა და RISC-V არქიტექტურის გამოყენებით. KataOS კოდის გარდა, მომავალში იგეგმება Sparrow-ის ყველა სხვა კომპონენტის, მათ შორის ტექნიკის კომპონენტის გახსნა.

პლატფორმა ვითარდება სპეციალიზებულ ჩიპებში აპლიკაციების გათვალისწინებით, რომლებიც შექმნილია აპლიკაციების გასაშვებად მანქანური სწავლისა და კონფიდენციალური ინფორმაციის დასამუშავებლად, რომლებიც მოითხოვს დაცვის სპეციალურ დონეს და დადასტურებას წარუმატებლობის არარსებობის შესახებ. ასეთი აპლიკაციების მაგალითები მოიცავს სისტემებს, რომლებიც მანიპულირებენ ადამიანების სურათებით და ხმის ჩანაწერებით. KataOS-ის მიერ სანდოობის შემოწმების გამოყენება უზრუნველყოფს, რომ თუ სისტემის ერთი ნაწილი ვერ ხერხდება, მარცხი არ გავრცელდება სისტემის დანარჩენ ნაწილზე და, კერძოდ, ბირთვსა და კრიტიკულ ნაწილებზე.

seL4 არქიტექტურა გამოირჩევა მოძრავი ნაწილებით ბირთვის რესურსების მომხმარებლის სივრცეში მართვისთვის და ისეთივე წვდომის კონტროლის ინსტრუმენტების გამოყენებით, როგორიცაა მომხმარებლის რესურსებისთვის. მიკროკერნელი არ იძლევა მზა მაღალი დონის აბსტრაქციებს ფაილების, პროცესების, ქსელური კავშირების და მსგავსების სამართავად; სამაგიეროდ, ის უზრუნველყოფს მხოლოდ მინიმალურ მექანიზმებს ფიზიკური მისამართის სივრცეში, შეფერხებებსა და პროცესორის რესურსებზე წვდომის კონტროლისთვის. მაღალი დონის აბსტრაქციები და დრაივერები აპარატურასთან ურთიერთობისთვის განხორციელებულია ცალკე მიკროკერნელის თავზე მომხმარებლის დონის ამოცანების სახით. ასეთი ამოცანების წვდომა მიკროკერნელის ხელმისაწვდომ რესურსებზე ორგანიზებულია წესების განსაზღვრის გზით.

დამატებითი დაცვისთვის, ყველა კომპონენტი, გარდა მიკროკერნელისა, განვითარებულია Rust-ში, უსაფრთხო პროგრამირების ტექნიკის გამოყენებით, რომელიც ამცირებს მეხსიერების შეცდომებს, რაც იწვევს პრობლემებს, როგორიცაა მეხსიერებაში წვდომა გათავისუფლების შემდეგ, ნულოვანი მაჩვენებლის გაუქმება და ბუფერის გადაჭარბება. Rust-ში დაიწერა აპლიკაციის ჩამტვირთავი seL4 გარემოში, სისტემური სერვისები, აპლიკაციის განვითარების ჩარჩო, სისტემურ ზარებზე წვდომის API, პროცესების მენეჯერი, მეხსიერების დინამიური განაწილების მექანიზმი და ა.შ. დამოწმებული ასამბლეა იყენებს CAmkES ინსტრუმენტარიუმს, რომელიც შემუშავებულია seL4 პროექტის მიერ. CAmkES-ის კომპონენტები ასევე შეიძლება შეიქმნას Rust-ში.

Rust აძლიერებს მეხსიერების უსაფრთხოებას კომპილაციის დროს, მითითების შემოწმების, ობიექტის საკუთრების და ობიექტის სიცოცხლის ხანგრძლივობის თვალყურის დევნების (ფარგლების) და მუშაობის დროს მეხსიერების წვდომის სისწორის შეფასებით. Rust ასევე უზრუნველყოფს დაცვას მთელი რიცხვების გადადინებისგან, მოითხოვს ცვლადის მნიშვნელობების ინიციალიზაციას გამოყენებამდე, იყენებს უცვლელი მითითებებისა და ცვლადების კონცეფციას ნაგულისხმევად და გთავაზობთ ძლიერ სტატიკურ აკრეფას ლოგიკური შეცდომების შესამცირებლად.

წყარო: opennet.ru