സി കോഡ് സുരക്ഷ മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നതിനുള്ള ഹാർഡ്‌വെയർ പരിഹാരമായ CHERIoT മൈക്രോസോഫ്റ്റ് തുറക്കുന്നു

C, C++ എന്നിവയിൽ നിലവിലുള്ള കോഡുകളിലെ സുരക്ഷാ പ്രശ്നങ്ങൾ തടയാൻ ലക്ഷ്യമിട്ടുള്ള, CHERIoT (ഇന്റർനെറ്റ് ഓഫ് തിംഗ്‌സിനായുള്ള RISC-V ലേക്ക് ശേഷിയുള്ള ഹാർഡ്‌വെയർ എക്സ്റ്റൻഷൻ) പദ്ധതിയുമായി ബന്ധപ്പെട്ട സംഭവവികാസങ്ങൾ Microsoft കണ്ടെത്തി. നിലവിലുള്ള C/C++ കോഡ്ബേസുകൾ പുനർനിർമ്മിക്കാതെ തന്നെ പരിരക്ഷിക്കാൻ നിങ്ങളെ അനുവദിക്കുന്ന ഒരു പരിഹാരം CHERIoT വാഗ്ദാനം ചെയ്യുന്നു. പ്രോസസർ നൽകുന്ന ഒരു പ്രത്യേക വിപുലീകൃത പ്രൊസസർ നിർദ്ദേശങ്ങൾ (ISA) ഉപയോഗിക്കുന്ന പരിഷ്കരിച്ച കംപൈലറിന്റെ ഉപയോഗത്തിലൂടെയും ഹാർഡ്‌വെയർ ലെവലിൽ മെമ്മറി ആക്‌സസ് മോണിറ്ററിംഗ് ചെയ്യുന്നതിലൂടെയും പോയിന്ററുകൾ ഉപയോഗിച്ച് ജോലിയുടെ കൃത്യത പരിശോധിക്കുകയും കോഡ് ബ്ലോക്കുകളുടെ ഐസൊലേഷൻ ഉറപ്പാക്കുകയും ചെയ്തുകൊണ്ടാണ് പരിരക്ഷ നടപ്പിലാക്കുന്നത്.

മെമ്മറിയിൽ പ്രവർത്തിക്കുമ്പോൾ സി ഭാഷയുടെ ലോ-ലെവൽ സ്വഭാവം പിശകുകളുടെ ഉറവിടമായി മാറുന്നു, ഇത് ബഫർ ഓവർഫ്ലോകൾ, ഇതിനകം സ്വതന്ത്രമാക്കിയ മെമ്മറിയിലേക്കുള്ള ആക്‌സസ്, പോയിന്റർ ഡീറഫറൻസുകൾ അല്ലെങ്കിൽ ഡബിൾ ഫ്രീസ് തുടങ്ങിയ പ്രശ്‌നങ്ങളിലേക്ക് നയിക്കുന്നു എന്ന വസ്തുത ശ്രദ്ധയോടെയാണ് പ്രോജക്റ്റ് സൃഷ്‌ടിച്ചത്. . കർശനമായ മാറ്റ അവലോകന നയവും ആധുനിക വികസന രീതികളും സ്റ്റാറ്റിക് വിശകലന ഉപകരണങ്ങളും ഉപയോഗിക്കുന്ന Google, Microsoft പോലുള്ള വലിയ കോർപ്പറേഷനുകൾക്ക് പോലും മെമ്മറിയിൽ പ്രവർത്തിക്കുമ്പോൾ പിശകുകളുടെ അഭാവം ഉറപ്പുനൽകാൻ കഴിയില്ലെന്ന് പ്രാക്ടീസ് കാണിക്കുന്നു (ഉദാഹരണത്തിന്, Microsoft-ലെ കേടുപാടുകളിൽ 70% സുരക്ഷിതമല്ലാത്ത മെമ്മറി കൈകാര്യം ചെയ്യൽ മൂലമാണ് ഗൂഗിൾ ഉണ്ടാകുന്നത്).

മെമ്മറി ഉപയോഗിച്ച് സുരക്ഷിതമായ പ്രവർത്തനം ഉറപ്പുനൽകുന്ന പ്രോഗ്രാമിംഗ് ഭാഷകൾ ഉപയോഗിച്ചോ അല്ലെങ്കിൽ അധിക പരിശോധനകളുള്ള ബൈൻഡിംഗുകൾ ഉപയോഗിച്ചോ പ്രശ്നം പരിഹരിക്കാൻ കഴിയും, ഉദാഹരണത്തിന്, സ്വതന്ത്രമായ മെമ്മറി ഏരിയകൾ ആക്സസ് ചെയ്യുന്നതിനായി അധിക പരിശോധനകൾ നടത്തുന്ന MiraclePtr (raw_ptr) പോലുള്ള സാധാരണ പോയിന്ററുകൾ ഉപയോഗിച്ച്. എന്നാൽ അത്തരം രീതികൾ പുതിയ കോഡിന് കൂടുതൽ അനുയോജ്യമാണ്, നിലവിലുള്ള C/C++ പ്രോജക്‌റ്റുകൾ പുനർനിർമ്മിക്കുന്നത് തികച്ചും പ്രശ്‌നകരമാണ്, പ്രത്യേകിച്ചും അവ എംബഡഡ് സിസ്റ്റങ്ങളും ഇന്റർനെറ്റ് ഓഫ് തിംഗ്‌സ് ഉപകരണങ്ങളും പോലുള്ള റിസോഴ്‌സ്-നിയന്ത്രിത പരിതസ്ഥിതികളിൽ പ്രവർത്തിക്കാൻ രൂപകൽപ്പന ചെയ്‌തിട്ടുണ്ടെങ്കിൽ.

CHERIoT ഹാർഡ്‌വെയർ ഘടകങ്ങൾ RISC-V ആർക്കിടെക്ചറിനെ അടിസ്ഥാനമാക്കി ഒരു മൈക്രോകൺട്രോളറായി രൂപകൽപ്പന ചെയ്‌തിരിക്കുന്നു, സംരക്ഷിത CHERI (റിസ്‌സി-വിയിലേക്കുള്ള ശേഷി ഹാർഡ്‌വെയർ എക്സ്റ്റൻഷൻ) പ്രോസസർ ആർക്കിടെക്ചർ നടപ്പിലാക്കുന്നു, ഇത് “കഴിവുകൾ” (ഓരോന്നും വായിക്കുകയും എഴുതുകയും ചെയ്യുക) അടിസ്ഥാനമാക്കി നിയന്ത്രിത മെമ്മറി ആക്‌സസിന്റെ ഒരു മാതൃക നൽകുന്നു. ഓപ്പറേഷൻ ടു മെമ്മറിക്ക് അനുമതിയുണ്ട്) . CHERIoT-ൽ നൽകിയിരിക്കുന്ന ഇൻസ്ട്രക്ഷൻ സെറ്റ് ആർക്കിടെക്ചർ (ISA) അടിസ്ഥാനമാക്കി, വ്യക്തിഗത ഒബ്‌ജക്‌റ്റുകളുടെ തലത്തിൽ മെമ്മറിയുമായി പ്രവർത്തിക്കുന്നതിന്റെ സുരക്ഷ ഉറപ്പുനൽകുന്ന ഒരു സോഫ്റ്റ്‌വെയർ മോഡൽ നിർമ്മിച്ചിരിക്കുന്നു, ഇതിനകം സ്വതന്ത്രമാക്കിയ മെമ്മറിയിലേക്കുള്ള ആക്‌സസിനെതിരെ പരിരക്ഷ നൽകുന്നു, കൂടാതെ ഭാരം കുറഞ്ഞ മെമ്മറി ആക്‌സസ് ഐസൊലേഷൻ സിസ്റ്റം നടപ്പിലാക്കുന്നു. . നിർദ്ദിഷ്‌ട സോഫ്‌റ്റ്‌വെയർ പരിരക്ഷണ മോഡൽ C/C++ ഭാഷാ മോഡലിൽ നേരിട്ട് പ്രതിഫലിക്കുന്നു, ഇത് നിലവിലുള്ള ആപ്ലിക്കേഷനുകൾ പരിരക്ഷിക്കുന്നതിന് ഉപയോഗിക്കാൻ അനുവദിക്കുന്നു (ISA CHERIoT-നെ പിന്തുണയ്‌ക്കുന്ന ഉപകരണങ്ങളിൽ വീണ്ടും കംപൈൽ ചെയ്‌ത് പ്രവർത്തിപ്പിക്കേണ്ടത് ആവശ്യമാണ്).

ഒരു ഒബ്‌ജക്‌റ്റ് മെമ്മറിയുടെ അതിരുകൾക്കപ്പുറത്തേക്ക് പോകുന്നതിന് കാരണമാകുന്ന പിശകുകൾ തടയാൻ നിർദ്ദേശിച്ച പരിഹാരം നിങ്ങളെ അനുവദിക്കുന്നു, പോയിന്റർ സബ്‌സ്റ്റിറ്റ്യൂഷൻ അനുവദിക്കുന്നില്ല (എല്ലാ പോയിന്ററുകളും നിലവിലുള്ള പോയിന്ററുകളിൽ നിന്ന് സൃഷ്‌ടിച്ചിരിക്കണം), കൂടാതെ മെമ്മറി ആക്‌സസ്സ് മോണിറ്റർ ചെയ്‌തതിന് ശേഷം (തെറ്റായ ഒരു മെമ്മറി ഉപയോഗിച്ച് മെമ്മറിയിലേക്കുള്ള ആക്‌സസ്സ് നിരീക്ഷിക്കുന്നു. ഒരു സ്വതന്ത്ര വസ്തുവിനെ പരാമർശിക്കുന്ന പോയിന്റർ അല്ലെങ്കിൽ പോയിന്റർ ഒരു അപവാദം എറിയപ്പെടുന്നതിന് കാരണമാകുന്നു). ഉദാഹരണത്തിന്, കോഡ് മാറ്റങ്ങളൊന്നും ആവശ്യമില്ലാതെ തന്നെ വിശ്വസനീയമല്ലാത്ത ഡാറ്റ കൈകാര്യം ചെയ്യുന്ന ഘടകങ്ങളിൽ ഓട്ടോമാറ്റിക് ബൗണ്ട് ചെക്കിംഗ്, മെമ്മറി ലൈഫ് ടൈം ട്രാക്കിംഗ്, പോയിന്റർ ഇന്റഗ്രിറ്റി എൻഫോഴ്‌സ്‌മെന്റ് എന്നിവ നടപ്പിലാക്കാൻ CHERIoT നിങ്ങളെ അനുവദിക്കുന്നു.

പ്രോജക്റ്റിൽ വിപുലീകരിച്ച CHERIoT നിർദ്ദേശ സെറ്റ് ആർക്കിടെക്ചറിന്റെ ഒരു സ്പെസിഫിക്കേഷൻ, CHERIoT ISA-യെ പിന്തുണയ്ക്കുന്ന 32-ബിറ്റ് RISC-V CPU-യുടെ ഒരു റഫറൻസ് നടപ്പിലാക്കൽ, പരിഷ്കരിച്ച LLVM ടൂൾകിറ്റ് എന്നിവ ഉൾപ്പെടുന്നു. വെരിലോഗിലെ സിപിയു പ്രോട്ടോടൈപ്പ് ഡയഗ്രമുകളും ഹാർഡ്‌വെയർ ബ്ലോക്ക് വിവരണങ്ങളും അപ്പാച്ചെ 2.0 ലൈസൻസിന് കീഴിൽ വിതരണം ചെയ്യുന്നു. ലോറിഎസ്‌സി പ്രോജക്റ്റിൽ നിന്നുള്ള ഐബെക്സ് കോർ സിപിയുവിന് അടിസ്ഥാനമായി ഉപയോഗിച്ചു. CHERIoT ISA കോഡ് മോഡൽ സെയിൽ ഭാഷയിൽ നിർവചിച്ചിരിക്കുന്നതും BSD ലൈസൻസിന് കീഴിൽ ലൈസൻസുള്ളതുമാണ്.

കൂടാതെ, 256 MB റാം ഉള്ള എംബഡഡ് സിസ്റ്റങ്ങളിൽ പോലും കമ്പാർട്ടുമെന്റുകൾ ഒറ്റപ്പെടുത്താനുള്ള കഴിവ് നൽകുന്ന തൽസമയ ഓപ്പറേറ്റിംഗ് സിസ്റ്റമായ CHERIoT RTOS-ന്റെ ഒരു പ്രോട്ടോടൈപ്പ് നിർദ്ദേശിക്കപ്പെട്ടിരിക്കുന്നു. CHERIoT RTOS കോഡ് C++ ൽ എഴുതിയിരിക്കുന്നു കൂടാതെ MIT ലൈസൻസിന് കീഴിലാണ് വിതരണം ചെയ്യുന്നത്. ബൂട്ട്ലോഡർ, ഷെഡ്യൂളർ, മെമ്മറി ഡിസ്ട്രിബ്യൂഷൻ സിസ്റ്റം തുടങ്ങിയ ഒഎസിന്റെ അടിസ്ഥാന ഘടകങ്ങൾ കമ്പാർട്ടുമെന്റുകളുടെ രൂപത്തിലാണ് രൂപകൽപ്പന ചെയ്തിരിക്കുന്നത്.

CHERioT RTOS-ലെ ഒരു കമ്പാർട്ട്മെന്റ് എന്നത് ഒരു പങ്കിട്ട ലൈബ്രറിയോട് സാമ്യമുള്ള കോഡിന്റെയും ഗ്ലോബൽ വേരിയബിളുകളുടെയും ഒരു ഒറ്റപ്പെട്ട സംയോജനമാണ്, എന്നാൽ രണ്ടാമത്തേതിൽ നിന്ന് വ്യത്യസ്തമായി, അതിന് അതിന്റെ അവസ്ഥ (മ്യൂട്ടബിൾ) മാറ്റാനും പ്രത്യേക സുരക്ഷാ സന്ദർഭത്തിൽ പ്രവർത്തിക്കാനും കഴിയും. പുറത്തുനിന്നുള്ള ഒരു കോഡിനും ഒരു കമ്പാർട്ടുമെന്റിലെ കോഡിലേക്ക് നിയന്ത്രണം കൈമാറാനും ഒബ്‌ജക്‌റ്റുകൾ ആക്‌സസ് ചെയ്യാനും കഴിയില്ല, പ്രത്യേകം നിർവചിച്ചിട്ടുള്ള എൻട്രി പോയിന്റുകൾ ആക്‌സസ് ചെയ്‌ത് മറ്റൊരു കമ്പാർട്ടുമെന്റിലേക്ക് വിളിക്കുമ്പോൾ വ്യക്തമായി കൈമാറുന്ന ഒബ്‌ജക്‌റ്റുകളിലേക്ക് പോയിന്ററുകൾ ഉപയോഗിക്കുന്നതിലൂടെ ഒഴികെ. ഒരു കമ്പാർട്ടുമെന്റിലെ കോഡിനും ആഗോള വസ്തുക്കൾക്കും സമഗ്രതയും രഹസ്യാത്മകതയും ഉറപ്പുനൽകുന്നു.

അവലംബം: opennet.ru