論文の概要: Case Study: Securing MMU-less Linux Using CHERI
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2310.00933v2
- Date: Thu, 18 Jan 2024 15:16:32 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-03-19 03:31:41.306431
- Title: Case Study: Securing MMU-less Linux Using CHERI
- Title（参考訳）: ケーススタディ:CHERIを使用したMMUレスLinuxのセキュア化
- Authors: Hesham Almatary, Alfredo Mazzinghi, Robert N. M. Watson,
- Abstract要約: MMUのないLinuxの亜種は、保護や隔離機構がないため、セキュリティに欠ける。
我々は、CHERIを用いてRISC-Vポートの既存のMMUレスLinuxバージョンを確保する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.45539858539706424
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: MMU-less Linux variant lacks security because it does not have protection or isolation mechanisms. It also does not use MPUs as they do not fit with its software model because of the design drawbacks of MPUs (\ie coarse-grained protection with fixed number of protected regions). We secure the existing MMU-less Linux version of the RISC-V port using CHERI. CHERI is a hardware-software capability-based system that extends the ISA, toolchain, programming languages, operating systems, and applications in order to provide complete pointer and memory safety. We believe that CHERI could provide significant security guarantees for high-end dynamic MMU-less embedded systems at lower costs, compared to MMUs and MPUs, by: 1) building the entire software stack in pure-capability CHERI C mode which provides complete spatial memory safety at the kernel and user-level, 2) isolating user programs as separate ELFs, each with its own CHERI-based capability table; this provides spatial memory safety similar to what the MMU offers (\ie user programs cannot access each other's memory), 3) isolating user programs from the kernel as the kernel has its own capability table from the users and vice versa, and 4) compartmentalising kernel modules using CompartOS' linkage-based compartmentalisation. This offers a new security front that is not possible using the current MMU-based Linux, where vulnerable/malicious kernel modules (\eg device drivers) executing in the kernel space would not compromise or take down the entire system. These are the four main contributions of this paper, presenting novel CHERI-based mechanisms to secure MMU-less embedded Linux.
- Abstract（参考訳）: MMUのないLinuxの亜種は、保護や隔離機構がないため、セキュリティに欠ける。
また、MPUの設計上の欠点(保護領域の固定数の粗い保護)のため、ソフトウェアモデルに適合しないため、MPUを使用しない。
我々はCHERIを用いてRISC-Vポートの既存のMMUレスLinuxバージョンを確保する。
CHERIは、ISA、ツールチェーン、プログラミング言語、オペレーティングシステム、アプリケーションを拡張し、完全なポインタとメモリ安全性を提供するハードウェア・ソフトウェア機能ベースのシステムである。
我々は,CHERIが,MMUやMPUと比較して低コストで,ハイエンドなMMUレス組み込みシステムに対して重要なセキュリティ保証を提供することができると考えている。
1)カーネルとユーザレベルで完全な空間メモリの安全性を提供するCHERI Cモードでソフトウェアスタック全体を構築する。
2) ユーザプログラムを別個のELFとして分離し、それぞれが独自のCHERIベースの機能テーブルを持つ。
3) カーネルからユーザプログラムを分離する。
4) CompartOSのリンケージベースのコンパートナライゼーションを用いたカーネルモジュールのコンパートナライズ。
これは現在のMMUベースのLinuxでは不可能な新しいセキュリティフロントを提供する。カーネル空間で実行される脆弱性のある/悪意のあるカーネルモジュール(\egデバイスドライバ)がシステム全体を妥協したり、取り壊したりすることはない。
本論文の4つの主な貢献は,MMUレス組込みLinuxをセキュアにするためのCHERIベースの機構を新たに提示することである。
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