Сегодня коалиция OpenTitan анонсировала первый коммерческий микропроцессор безопасности, построенный на одноимённой аппаратной платформе с открытым исходным кодом. По словам компании, это ещё одна веха в развитии открытого аппаратного обеспечения, которое набирает обороты благодаря открытой процессорной архитектуры RISC-V.
Источник изображения: OpenTitan
Чип под названием Earl Grey использует процессорное ядро на базе RISC-V и включает в себя ряд встроенных аппаратных модулей безопасности и криптографии. Проект был начат в 2019 году коалицией компаний, основанной Google и возглавляемой некоммерческой организацией lowRISC в Кембридже, Великобритания. По образцу программных проектов с открытым исходным кодом, он разрабатывается участниками со всего мира, как официальными партнерами проекта, так и независимыми инженерами.
«Этот чип очень, очень интересен, — говорит один из создателей OpenTitan, генеральный директор zeroRISC Доминик Риццо (Dominic Rizzo). — Но есть и нечто гораздо большее — это разработка совершенно нового типа методологии. Вместо традиционной... командно-административной структуры — распределенная». Открытый исходный код «просто берет верх, потому что он обладает определенными ценными свойствами... Я думаю, мы видим начало этого в кремнии», добавил Риццо.
Разработанная методология называется Silicon Commons. Разработка открытого аппаратного обеспечения сталкивается с проблемами, которых нет у программного обеспечения с открытым исходным кодом: более высокая стоимость, меньшее профессиональное сообщество и невозможность исправления ошибок в патчах после выпуска продукта, объясняет генеральный директор lowRISC Гэвин Феррис (Gavin Ferris). Фреймворк Silicon Commons предусматривает правила документирования, предопределенные интерфейсы и стандарты качества, а также структуру управления, определяющую, как различные партнеры принимают решения как единое целое.
Еще одним ключом к успеху проекта, по словам Ферриса, стал выбор проблемы, решение которой стимулировало бы всех партнеров продолжать участвовать в проекте. Аппаратные модули безопасности подошли для этой работы как нельзя лучше из-за их коммерческой важности, а также из-за того, что они особенно подходят для модели с открытым исходным кодом. В криптографии есть понятие, известное как принцип Керкхоффса, который гласит, что единственное, что должно быть секретным в криптосистеме, это сам секретный ключ. Открытый доступ ко всему протоколу гарантирует, что криптосистема соответствует этому правилу.
Источник изображения: lowRISC
В OpenTitan используется аппаратный протокол безопасности Root-of-trust (RoT). Идея заключается в том, чтобы обеспечить источник криптографических ключей на кристалле, недоступный удаленно. Поскольку в противном случае ключ недоступен, система может быть уверена, что он не был подделан, обеспечивая основу для построения безопасности. Обычные проприетарные чипы также могут использовать технологию RoT. По мнению сторонников, открытый доступ к ней обеспечивает дополнительный уровень доверия. Поскольку любой желающий может проверить и изучить дизайн, теоретически вероятность того, что ошибки будут замечены, выше, а их исправление может быть проверено.
Подобная защита на кристалле особенно актуальна для устройств, формирующих Интернет вещей (IoT), которые страдают от нерешенных проблем безопасности.
Риццо и Феррис считают, что их чип представляет собой шаблон для разработки аппаратного обеспечения с открытым исходным кодом, который будут копировать другие коллективы. Помимо обеспечения прозрачной безопасности, открытые технологии экономят деньги компаний, позволяя им использовать готовые аппаратные компоненты вместо того, чтобы самостоятельно разрабатывать запатентованные версии одного и того же устройства. Это также открывает возможности для участия в проекте большего числа партнеров, включая академические институты, такие как партнер коалиции OpenTitan — Высшая техническая школа Цюриха. Благодаря участию академических кругов OpenTitan смог включить криптографические протоколы, которые безопасны для будущих квантовых компьютеров.
«Как только методология будет доказана, ее подхватят другие, — говорит Риццо. — Если вы посмотрите, что произошло с программным обеспечением с открытым исходным кодом, то сначала люди думали, что это своего рода попытка вырваться на волю, а потом оказалось, что оно работает почти на каждом мобильном телефоне. Оно просто захватило власть, потому что обладает определенными ценными свойствами. И я думаю, что сейчас мы видим начало этого в кремнии».