Foi apresentada a vers\u00e3o final da especifica\u00e7\u00e3o da plataforma de software e hardware CHERIoT 1.0 (Capability Hardware Extension to RISC-V for Internet of Things), que define a extens\u00e3o do conjunto de instru\u00e7\u00f5es (ISA) para a cria\u00e7\u00e3o de dispositivos seguros. CHERIoT oferece capacidades de hardware para rastrear o acesso \u00e0 mem\u00f3ria, verificar a validade do uso de ponteiros e garantir a isola\u00e7\u00e3o de blocos de c\u00f3digo. Ao mesmo tempo, foi lan\u00e7ado um release est\u00e1vel do modelo formal de refer\u00eancia CHERIoT ISA, definido na linguagem Sail. Os desenvolvimentos do projeto est\u00e3o sob licen\u00e7a BSD. <\/p>\n
O projeto CHERIoT foi criado pela Microsoft para abordar quest\u00f5es de seguran\u00e7a no c\u00f3digo existente nas linguagens C e C++ e proteger esse c\u00f3digo sem a necessidade de reescrev\u00ea-lo. A prote\u00e7\u00e3o \u00e9 implementada atrav\u00e9s do uso de um compilador modificado que utiliza um conjunto expandido de instru\u00e7\u00f5es de processador (ISA) para garantir a integridade dos ponteiros, o controle de limites no acesso \u00e0 mem\u00f3ria e prevenir acessos a mem\u00f3ria liberada. Em 2023, os desenvolvimentos do CHERIoT foram abertos e transformados em um projeto colaborativo, ao qual se juntaram outras empresas. <\/p>\n
Os componentes de hardware do CHERIoT s\u00e3o configurados como um microcontrolador baseado na arquitetura RISC-V, implementando a arquitetura de processador protegida CHERI (Capability Hardware Extension to RISC-V) com um modelo de acesso \u00e0 mem\u00f3ria controlado baseado em «capability» (cada opera\u00e7\u00e3o de leitura e escrita na mem\u00f3ria \u00e9 autorizada). Com base na arquitetura do conjunto de instru\u00e7\u00f5es (ISA) fornecida pelo CHERIoT, foi constru\u00edda um modelo de software que garante a seguran\u00e7a no acesso \u00e0 mem\u00f3ria em n\u00edvel de objetos individuais, oferecendo prote\u00e7\u00e3o contra acesso \u00e0 mem\u00f3ria j\u00e1 liberada e implementando um sistema leve de isolamento de acesso \u00e0 mem\u00f3ria. <\/p>\n
O modelo de prote\u00e7\u00e3o de software mencionado se reflete diretamente no modelo de linguagem C\/C++, permitindo que seja aplicado a aplicativos existentes, para os quais a prote\u00e7\u00e3o requer apenas recompila\u00e7\u00e3o e execu\u00e7\u00e3o em hardware que suporta o ISA CHERIoT. Por exemplo, a aplica\u00e7\u00e3o do CHERIoT permite realizar verifica\u00e7\u00f5es autom\u00e1ticas de limites, rastreamento do tempo de vida de \u00e1reas de mem\u00f3ria e garantir a integridade dos ponteiros em componentes que processam dados n\u00e3o confi\u00e1veis, sem necessitar de altera\u00e7\u00f5es no c\u00f3digo. <\/p>\n
Entre os problemas que s\u00e3o bloqueados com a ajuda do CHERIoT: <\/p>\n
Al\u00e9m da especifica\u00e7\u00e3o e do modelo formal, o projeto est\u00e1 desenvolvendo uma implementa\u00e7\u00e3o de refer\u00eancia de uma CPU RISC-V de 32 bits chamada Ibex, com suporte ao ISA CHERIoT, e uma ferramenta modificada do LLVM. Os esquemas do prot\u00f3tipo da CPU e as descri\u00e7\u00f5es dos blocos de hardware em Verilog s\u00e3o distribu\u00eddos sob a licen\u00e7a Apache 2.0. Como base para a CPU, foi utilizado o n\u00facleo Ibex do projeto lowRISC. Chips ICENI, baseados no n\u00facleo CHERIoT Ibex, est\u00e3o se preparando para produ\u00e7\u00e3o em massa, com lan\u00e7amento programado para o pr\u00f3ximo ano. Separadamente, a Microsoft est\u00e1 desenvolvendo o microcontrolador Kudu com suporte ao ISA CHERIoT. Ibex e Kudu j\u00e1 suportam completamente a especifica\u00e7\u00e3o CHERIoT 1.0. O trabalho de padroniza\u00e7\u00e3o das extens\u00f5es CHERI para processadores RISC-V est\u00e1 em andamento na organiza\u00e7\u00e3o RISC-V International. <\/p>\n
Adicionalmente, est\u00e1 sendo desenvolvido um emulador da plataforma baseado em FPGA e um cont\u00eainer Docker para desenvolvedores com ferramentas pr\u00e9-instaladas e um simulador da CPU Ibex, implementado com Verilator. Al\u00e9m disso, um prot\u00f3tipo de um sistema operacional em tempo real chamado CHERIoT RTOS foi preparado, permitindo a isola\u00e7\u00e3o de compartimentos mesmo em sistemas embarcados com 256 MB de RAM. O c\u00f3digo do CHERIoT RTOS \u00e9 escrito em C++ e distribu\u00eddo sob a licen\u00e7a MIT. Os componentes b\u00e1sicos do sistema operacional, como o carregador, o escalonador e o sistema de gerenciamento de mem\u00f3ria, s\u00e3o organizados em compartimentos. <\/p>\n