माइक्रोसफ्टले CHERIoT खोल्छ, सी कोड सुरक्षा सुधार गर्नको लागि हार्डवेयर समाधान

माइक्रोसफ्टले CHERIoT (इन्टरनेट अफ थिंग्सका लागि RISC-V को क्षमता हार्डवेयर विस्तार) परियोजनासँग सम्बन्धित विकासहरू पत्ता लगाएको छ, जसको उद्देश्य C र C++ मा अवस्थित कोडमा सुरक्षा समस्याहरू रोक्ने हो। CHERioT ले एउटा समाधान प्रदान गर्दछ जसले तपाईंलाई अवस्थित C/C++ कोडबेसहरूलाई पुन: काम नगरी सुरक्षित गर्न अनुमति दिन्छ। सुरक्षा एक परिमार्जित कम्पाइलरको प्रयोग मार्फत लागू गरिएको छ जसले प्रोसेसर निर्देशनहरू (ISA) को विशेष विस्तारित सेट प्रयोग गर्दछ, प्रोसेसर द्वारा प्रदान गरिएको र हार्डवेयर स्तर निगरानी मेमोरी पहुँचमा, सूचकहरूसँग कामको शुद्धता जाँच गर्दै र कोड ब्लकहरूको अलगाव सुनिश्चित गर्दै।

यो परियोजना यस तथ्यलाई ध्यानमा राखेर सिर्जना गरिएको थियो कि C भाषाको निम्न-स्तरको प्रकृति मेमोरीसँग काम गर्दा त्रुटिहरूको स्रोत बन्छ, जसले समस्याहरू जस्तै बफर ओभरफ्लो, पहिले नै मुक्त मेमोरीमा पहुँच, सूचक dereferences, वा डबल फ्रीज जस्ता समस्याहरू निम्त्याउँछ। । अभ्यासले देखाउँछ कि गुगल र माइक्रोसफ्ट जस्ता ठूला निगमहरू, जसले कडा परिवर्तन समीक्षा नीति र आधुनिक विकास विधिहरू र स्थिर विश्लेषण उपकरणहरू प्रयोग गर्दछ, मेमोरीसँग काम गर्दा त्रुटिहरूको अनुपस्थितिको ग्यारेन्टी गर्न सक्दैन (उदाहरणका लागि, Microsoft मा लगभग 70% कमजोरीहरू। र Google असुरक्षित मेमोरी ह्यान्डलिंगको कारणले गर्दा हो)।

समस्यालाई मेमोरीको साथ सुरक्षित सञ्चालनको ग्यारेन्टी गर्ने प्रोग्रामिङ भाषाहरू प्रयोग गरेर समाधान गर्न सकिन्छ, वा अतिरिक्त जाँचहरूसँग बाइन्डिङहरू, उदाहरणका लागि, MiraclePtr (raw_ptr) जस्ता सामान्य सूचकहरूको सट्टा प्रयोग गरेर, जसले मुक्त मेमोरी क्षेत्रहरूमा पहुँच गर्न थप जाँचहरू गर्दछ। तर त्यस्ता विधिहरू नयाँ कोडको लागि बढी उपयुक्त छन्, र अवस्थित C/C++ परियोजनाहरू पुन: कार्य गर्न एकदम समस्याग्रस्त छ, विशेष गरी यदि तिनीहरू स्रोत-प्रतिबन्धित वातावरणहरूमा चलाउन डिजाइन गरिएको हो, जस्तै इम्बेडेड प्रणालीहरू र इन्टरनेट अफ थिंग्स उपकरणहरू।

CHERIoT हार्डवेयर कम्पोनेन्टहरू RISC-V आर्किटेक्चरमा आधारित माइक्रोकन्ट्रोलरको रूपमा डिजाइन गरिएको छ, संरक्षित CHERI (सक्षमता हार्डवेयर विस्तार RISC-V) प्रोसेसर आर्किटेक्चर लागू गर्दै, जसले "क्षमता" (प्रत्येक पढ्न र लेख्ने) मा आधारित नियन्त्रित मेमोरी पहुँचको मोडेल प्रदान गर्दछ। मेमोरीमा सञ्चालन अधिकृत छ)। CHERIoT मा प्रदान गरिएको निर्देशन सेट आर्किटेक्चर (ISA) को आधारमा, एक सफ्टवेयर मोडेल बनाइएको छ जसले व्यक्तिगत वस्तुहरूको स्तरमा मेमोरीसँग काम गर्ने सुरक्षाको ग्यारेन्टी गर्दछ, पहिले नै मुक्त गरिएको मेमोरीमा पहुँच विरुद्ध सुरक्षा प्रदान गर्दछ, र हल्का मेमोरी पहुँच अलगाव प्रणाली लागू गर्दछ। । निर्दिष्ट सफ्टवेयर सुरक्षा मोडेल C/C++ भाषा मोडेलमा प्रत्यक्ष रूपमा प्रतिबिम्बित हुन्छ, जसले यसलाई अवस्थित अनुप्रयोगहरूलाई सुरक्षित गर्न प्रयोग गर्न अनुमति दिन्छ (केवल ISA CHERIOT लाई समर्थन गर्ने उपकरणहरूमा पुन: कम्पाइल गर्ने र चलाउन आवश्यक छ)।

प्रस्तावित समाधानले तपाईंलाई त्रुटिहरू रोक्न अनुमति दिन्छ जसले वस्तुलाई मेमोरीको सीमाहरू भन्दा बाहिर जान दिन्छ, सूचक प्रतिस्थापनलाई अनुमति दिँदैन (सबै सूचकहरू अवस्थित पोइन्टरहरूबाट उत्पन्न हुनुपर्छ), र मेमोरीको पहुँचलाई मुक्त गरेपछि मोनिटर गर्दछ (मेमोरीमा कुनै पनि पहुँच गलत प्रयोग गरेर। पोइन्टर वा पोइन्टरले स्वतन्त्र वस्तुलाई सन्दर्भ गर्ने एउटा अपवाद फ्याँकिएको हुन्छ)। उदाहरणका लागि, CHERIoT को प्रयोगले तपाईंलाई स्वचालित सीमा जाँच, मेमोरी लाइफटाइम ट्र्याकिङ, र कुनै पनि कोड परिवर्तनहरू बिना नै अविश्वसनीय डाटा ह्यान्डल गर्ने कम्पोनेन्टहरूमा सूचक अखण्डता कार्यान्वयन गर्न अनुमति दिन्छ।

परियोजनामा ​​विस्तारित CHERIoT निर्देशन सेट आर्किटेक्चरको विशिष्टता, CHERIoT ISA लाई समर्थन गर्ने 32-bit RISC-V CPU को सन्दर्भ कार्यान्वयन, र परिमार्जित LLVM टूलकिट समावेश छ। Verilog मा CPU प्रोटोटाइप रेखाचित्र र हार्डवेयर ब्लक विवरण Apache 2.0 लाइसेन्स अन्तर्गत वितरित गरिन्छ। LowRISC परियोजनाको Ibex कोर CPU को आधारको रूपमा प्रयोग गरिएको थियो। CHERIoT ISA कोड मोडेल सेल भाषामा परिभाषित गरिएको छ र BSD लाइसेन्स अन्तर्गत इजाजतपत्र दिइएको छ।

थप रूपमा, CHERIoT RTOS वास्तविक-समय अपरेटिङ सिस्टमको एक प्रोटोटाइप प्रस्तावित छ, जसले 256 MB RAM भएको इम्बेडेड प्रणालीहरूमा पनि कम्पार्टमेन्टहरू अलग गर्न सक्ने क्षमता प्रदान गर्दछ। CHERIoT RTOS कोड C++ मा लेखिएको छ र MIT लाइसेन्स अन्तर्गत वितरण गरिएको छ। OS को आधारभूत कम्पोनेन्टहरू, जस्तै बुटलोडर, शेड्युलर र मेमोरी वितरण प्रणाली, डिब्बाहरूको रूपमा डिजाइन गरिएको छ।

CHERIoT RTOS मा एक डिब्बा कोड र ग्लोबल चर को एक पृथक संयोजन हो जुन साझा पुस्तकालय जस्तै देखिन्छ, तर पछिल्लो विपरीत, यसले आफ्नो स्थिति (परिवर्तनीय) परिवर्तन गर्न सक्छ र छुट्टै सुरक्षा सन्दर्भमा चलाउन सक्छ। बाहिरको कुनै पनि कोडले डिब्बाको कोडमा नियन्त्रण हस्तान्तरण गर्न सक्दैन र वस्तुहरू पहुँच गर्न सक्दैन, विशेष रूपमा परिभाषित प्रविष्टि बिन्दुहरू पहुँच गरेर र अर्को डिब्बामा कल गर्दा स्पष्ट रूपमा पास गरिएका वस्तुहरूमा संकेतकहरू प्रयोग गरेर। अखण्डता र गोपनीयता एक डिब्बामा कोड र वैश्विक वस्तुहरूको लागि ग्यारेन्टी गरिन्छ।

स्रोत: opennet.ru