A Google apresentou o conjunto de hardware e software Open Se Cura, voltado para simplificar a criação de chips seguros destinados à resolução de problemas relacionados ao aprendizado de máquina e à inteligência artificial. O projeto inclui o sistema operacional CantripOS e o hardware baseado na plataforma OpenTitan e em uma unidade central de processamento com arquitetura RISC-V. Durante o desenvolvimento, Open Se Cura e CantripOS foram conhecidos como Sparrow e KataOS, mas para evitar sobreposição com outros projetos, os produtos finais foram renomeados. Os avanços do projeto, incluindo o código-fonte dos serviços do sistema e os esquemas RTL (Register Transfer Level), são distribuídos sob a licença Apache 2.0.
O sistema operacional CantripOS é baseado no microkernel seL4, sobre o qual um ambiente de sistema é executado, escrito na linguagem Rust. Em sistemas RISC-V, um proof math de confiabilidade para o microkernel seL4 é fornecido, indicando que o código atende completamente às especificações definidas em uma linguagem formal. A arquitetura seL4 é notável por mover partes da gestão de recursos do kernel para o espaço do usuário e usar os mesmos mecanismos de controle de acesso para esses recursos que são usados para recursos do usuário.
O microkernel não fornece abstrações de alto nível prontas para a gestão de arquivos, processos, conexões de rede, etc. Em vez disso, oferece apenas mecanismos mínimos para gerenciamento de acesso ao espaço de endereços físicos, interrupções e recursos do processador. Abstrações de alto nível e drivers para interagir com o hardware são implementados separadamente, sobre o microkernel, na forma de tarefas executadas no nível do usuário. O acesso dessas tarefas aos recursos disponíveis do microkernel é organizado através da definição de regras.
Todos os componentes do sistema operacional, exceto o microkernel, foram inicialmente escritos na linguagem Rust, utilizando práticas de programação seguras que minimizam erros ao lidar com a memória. Em Rust, entre outras coisas, foram escritos o carregador de aplicativos no ambiente seL4, serviços do sistema, um framework para desenvolvimento de aplicativos, API para acesso a chamadas de sistema, gerenciador de processos e mecanismo de alocação dinâmica de memória.
Para a construção verificada, foi utilizado o conjunto de ferramentas CAmkES, desenvolvido pelo projeto seL4. Para o desenvolvimento de aplicativos finais que podem ser carregados dinamicamente pelos serviços do sistema, recomenda-se o uso do SDK AmbiML, e para a execução de modelos de aprendizado de máquina, o conjunto de ferramentas IREE (Ambient Environment Execution Representation). Os componentes em Rust e os serviços do sistema foram desenvolvidos usando frameworks Cantrip.
As áreas de aplicação da plataforma incluem chips especializados que exigem um nível especial de proteção e confirmação da ausência de falhas. Por exemplo, a plataforma pode ser utilizada em produtos de aprendizado de máquina relacionados ao processamento de informações confidenciais, como sistemas de reconhecimento de pessoas e processamento de gravações de voz. A combinação de um núcleo do sistema operacional logicamente verificado com componentes de hardware dignos de confiança (RoT, Root of Trust) garante que, caso ocorra uma falha em uma parte do sistema, essa falha não se espalhe para o restante do sistema, especialmente para o núcleo e partes críticas.
Além do Google, a elaboração do conjunto de ferramentas e dos elementos da infraestrutura envolveu a organização sem fins lucrativos lowRISC, que supervisiona o desenvolvimento de um microprocessador livre baseado na arquitetura RISC-V, bem como as empresas Antmicro e VeriSilicon. O processador desenvolvido pela lowRISC foi utilizado como núcleo para a construção de componentes de hardware dignos de confiança (RoT, Root of Trust). A Antmicro forneceu ao projeto o simulador Renode, que permite testar CantripOS e o microkernel seL4 sem hardware real. A VeriSilicon compartilhou sua experiência na criação de chips e no desenvolvimento de BSP (Board Support Package).
Fonte: opennet.ru
