5 नवंबर, 2019 को, Google और अन्य प्रायोजकों की भागीदारी के साथ गैर-लाभकारी लोअर आईआरआईएससी संगठन ने ओपनटाइटन परियोजना शुरू की, जिसे वह "हार्डवेयर स्तर पर आत्मविश्वास (आरओटी) के साथ चिप्स के खुले, उच्च-गुणवत्ता वाले आर्किटेक्चर बनाने के लिए पहला ओपन सोर्स प्रोजेक्ट कहता है"।

RISC-V आर्किटेक्चर पर OpenTitan डेटा केंद्रों और किसी भी अन्य उपकरण में सर्वर पर इंस्टॉलेशन के लिए एक विशेष-प्रयोजन चिप है जहां यह डाउनलोड की प्रामाणिकता सुनिश्चित करने, फर्मवेयर को परिवर्तनों से बचाने और रूटकिट्स की संभावना को समाप्त करने के लिए आवश्यक है: ये मदरबोर्ड, नेटवर्क कार्ड, राउटर, IoT डिवाइस हैं , मोबाइल गैजेट्स, आदि।

बेशक, ऐसे मॉड्यूल आधुनिक प्रोसेसर में हैं। उदाहरण के लिए, इंटेल बूट गार्ड हार्डवेयर मॉड्यूल इंटेल प्रोसेसर में विश्वास की जड़ है। यह ओएस को बूट करने से पहले ट्रस्ट श्रृंखला के माध्यम से यूईएफआई BIOS की प्रामाणिकता की पुष्टि करता है। लेकिन सवाल यह है कि हम ट्रस्ट की मालिकाना जड़ों पर कितना भरोसा कर सकते हैं, यह देखते हुए कि हमारे पास डिजाइन में बग की अनुपस्थिति के लिए गारंटी नहीं है, लेकिन इसे सत्यापित करने का कोई तरीका नहीं है? लेख देखें “श्रोडिंगर ट्रस्टेड डाउनलोड। इंटेल बूट गार्ड " के विवरण के साथ" कैसे वर्षों में कई विक्रेताओं के उत्पादन में एक क्लोन बग एक संभावित हमलावर को इस तकनीक का उपयोग करने के लिए एक अनिर्दिष्ट (यहां तक ​​कि प्रोग्रामर) प्रणाली में छिपे हुए रूटकिट बनाने की अनुमति देता है। "

आपूर्ति श्रृंखला में उपकरण से समझौता करने का खतरा आश्चर्यजनक रूप से वास्तविक है: ऐसा लगता है कि कोई भी शौकिया इलेक्ट्रॉनिक्स इंजीनियर $ 200 से अधिक के उपकरण का उपयोग करके सर्वर मदरबोर्ड में बग को मिला सकता है । कुछ विशेषज्ञों को संदेह है कि "सैकड़ों मिलियन डॉलर के बजट वाले संगठन कई वर्षों तक ऐसा कर सकते हैं।" हालांकि कोई सबूत नहीं है, यह सैद्धांतिक रूप से संभव है।

"यदि आप हार्डवेयर डाउनलोडर पर भरोसा नहीं कर सकते हैं, तो खेल खत्म हो गया है," गैविन फेरिस, निर्देशकों के लोअरसीएससी बोर्ड के एक सदस्य ने कहा । - इससे कोई फर्क नहीं पड़ता कि ऑपरेटिंग सिस्टम क्या करता है - यदि आप ऑपरेटिंग सिस्टम लोड के समय से समझौता करते थे, तो बाकी तकनीक का मामला है। आप पहले से ही कर रहे हैं। ”

इस समस्या को इसके प्रकार के पहले खुले हार्डवेयर प्लेटफॉर्म OpenTitan ( GitHub repository , प्रलेखन , हार्डवेयर विनिर्देशों ) द्वारा हल किया जाना चाहिए। मालिकाना समाधानों से बचने से "अनाड़ी और अपूर्ण RoT उद्योग बदल जाएगा," Google ने कहा।

इंटेल प्रबंधन इंजन (ME) चिप्स में एकीकृत Minix ऑपरेटिंग सिस्टम की खोज करने पर, Google ने खुद टाइटन के विकास की शुरुआत की। अप्रत्याशित और बेकाबू तरीके से इस जटिल ऑपरेटिंग सिस्टम ने हमले की सतह का विस्तार किया। Google ने Intel Management Engine (ME) से छुटकारा पाने की कोशिश की , लेकिन असफल रहा।

भरोसे की जड़ क्या है?

सिस्टम बूट प्रक्रिया का प्रत्येक चरण अगले चरण की प्रामाणिकता की पुष्टि करता है, इस प्रकार विश्वास की एक श्रृंखला बनाता है।

रूट ऑफ ट्रस्ट (RoT) एक हार्डवेयर-आधारित प्रमाणीकरण है जो यह सुनिश्चित करता है कि ट्रस्ट चेन में पहले निष्पादन योग्य निर्देश के स्रोत को बदला नहीं जा सकता है। आरओटी रूटकिट्स के खिलाफ बुनियादी सुरक्षा है। यह बूट प्रक्रिया में एक महत्वपूर्ण कदम है, जो सिस्टम के आगे लॉन्च में शामिल है - BIOS से ओएस और एप्लिकेशन तक। उसे प्रत्येक बाद के डाउनलोड चरण की प्रामाणिकता को सत्यापित करना होगा। इसके लिए, प्रत्येक चरण में डिजिटल हस्ताक्षर के साथ चाबियों का एक सेट उपयोग किया जाता है। सबसे लोकप्रिय हार्डवेयर-आधारित प्रमुख सुरक्षा मानकों में से एक टीपीएम (ट्रस्टेड प्लेटफॉर्म मॉड्यूल) है।


भरोसे की जड़ स्थापित करना। ऊपर एक पांच-चरण डाउनलोड है, जो विश्वास की एक श्रृंखला बनाता है और अपरिवर्तनीय स्मृति में स्थित बूटलोडर से शुरू होता है। प्रत्येक चरण में, एक सार्वजनिक कुंजी का उपयोग अगले डाउनलोड करने योग्य घटक को प्रमाणित करने के लिए किया जाता है। पेरी ली के IoT वास्तुकला से चित्रण

RoT को कई तरीकों से लॉन्च किया जा सकता है:

• फर्मवेयर या अपरिवर्तनीय मेमोरी से छवि और रूट कुंजी लोड करना;
  
• फ्यूज बिट्स का उपयोग करके एक बार की प्रोग्रामेबल मेमोरी में रूट की को स्टोर करना;
  
• एक संरक्षित भंडारण में स्मृति के एक संरक्षित क्षेत्र से लोडिंग कोड।

विभिन्न प्रोसेसरों में, ट्रस्ट की जड़ को अलग-अलग तरीकों से लागू किया जाता है। इंटेल और एआरएम
निम्नलिखित तकनीकों का समर्थन करें:

• एआरएम ट्रस्टजोन । एआरएम चिप निर्माताओं को एक मालिकाना सिलिकॉन ब्लॉक बेच रहा है, जो विश्वास और अन्य सुरक्षा तंत्र की जड़ प्रदान करता है। इस प्रकार, माइक्रोप्रोसेसर असुरक्षित कोर से अलग हो जाता है; यह ट्रस्टेड ओएस चलाता है, जो असुरक्षित घटकों के साथ बातचीत के लिए एक अच्छी तरह से परिभाषित इंटरफेस के साथ एक सुरक्षित ऑपरेटिंग सिस्टम है। संरक्षित संसाधन एक विश्वसनीय कोर में हैं और जितना संभव हो उतना हल्का होना चाहिए। विभिन्न प्रकार के घटकों के बीच संक्रमण हार्डवेयर संदर्भ स्विचिंग का उपयोग करके किया जाता है, जो सुरक्षित निगरानी सॉफ्टवेयर की आवश्यकता को समाप्त करता है।
  
• इंटेल बूट गार्ड क्रिप्टोग्राफिक उपकरणों के साथ या माप प्रक्रिया के माध्यम से प्रारंभिक बूट ब्लॉक को प्रमाणित करने के लिए एक हार्डवेयर तंत्र है। प्रारंभिक ब्लॉक की जांच करने के लिए, निर्माता को 2048-बिट कुंजी उत्पन्न करनी चाहिए, जिसमें दो भाग होते हैं: सार्वजनिक और निजी। सार्वजनिक कुंजी बोर्ड पर मुद्रित होती है, जो उत्पादन स्तर पर फ्यूज बिट्स को "डेटोनेटिंग" करती है। ये बिट्स वन-टाइम हैं और इन्हें बदला नहीं जा सकता। कुंजी का निजी हिस्सा डाउनलोड चरण के बाद के प्रमाणीकरण के लिए एक डिजिटल हस्ताक्षर बनाता है।

OpenTitan प्लेटफॉर्म ऐसे फर्मवेयर सिस्टम के प्रमुख भागों को प्रकट करता है, जैसा कि नीचे दिए गए चित्र में दिखाया गया है।

OpenTitan प्लेटफार्म

OpenTitan प्लेटफॉर्म का विकास गैर-लाभकारी संगठन lowRISC के नियंत्रण में है। इंजीनियरिंग टीम कैम्ब्रिज (यूके) में स्थित है, और मुख्य प्रायोजक Google है। संस्थापक भागीदारों में ज्यूरिख का स्विस हायर टेक्निकल स्कूल, जी + डी मोबाइल सुरक्षा, नुवोतन टेक्नोलॉजी और वेस्टर्न डिजिटल शामिल हैं।

Google ने Google ओपन सोर्स के कॉर्पोरेट ब्लॉग में परियोजना की घोषणा प्रकाशित की । कंपनी ने कहा कि OpenTitan "डेटा सेंटर सर्वर, भंडारण, बाह्य उपकरणों और अधिक में उपयोग के लिए उच्च-गुणवत्ता वाले RoT डिज़ाइन और एकीकरण दिशानिर्देश प्रदान करने के लिए प्रतिबद्ध है।"

ट्रस्ट की जड़ एक विश्वसनीय कंप्यूटिंग मॉड्यूल में सबसे निचले स्तर पर विश्वास की श्रृंखला की पहली कड़ी है, जिसे सिस्टम हमेशा पूरी तरह से भरोसा करता है।

सार्वजनिक कुंजी अवसंरचना (PKI) सहित अनुप्रयोगों के लिए RoT महत्वपूर्ण है। यह सुरक्षा प्रणाली की नींव है जिस पर एक जटिल प्रणाली आधारित है, जैसे कि IoT अनुप्रयोग या डेटा केंद्र। इसलिए, यह स्पष्ट है कि Google इस परियोजना का समर्थन क्यों करता है। अब उसके पांच महाद्वीपों पर 19 डेटा सेंटर हैं। डेटा केंद्र, भंडारण, और मिशन-महत्वपूर्ण अनुप्रयोग एक विशाल हमले की सतह का प्रतिनिधित्व करते हैं, और इस बुनियादी ढांचे की रक्षा के लिए, Google ने शुरू में टाइटन चिप पर विश्वास की अपनी जड़ विकसित की थी।

Google डेटा केंद्रों के लिए मालिकाना टाइटन चिप को पहली बार मार्च 2017 में Google क्लाउड नेक्स्ट कॉन्फ्रेंस में पेश किया गया था। “हमारे कंप्यूटर प्रत्येक सॉफ्टवेयर पैकेज की एक क्रिप्टोग्राफिक जांच करते हैं, और फिर यह तय करते हैं कि इसे नेटवर्क संसाधनों तक पहुंच प्रदान करना है या नहीं। टाइटन इस प्रक्रिया में एकीकृत होता है और सुरक्षा की अतिरिक्त परतें प्रदान करता है, ”उस प्रस्तुति में Google के प्रतिनिधियों ने कहा।


गूगल सर्वर में चिप टाइटन

टाइटन वास्तुकला Google के स्वामित्व में था, लेकिन अब एक खुले स्रोत परियोजना के तहत एक सार्वजनिक डोमेन बन रहा है।

प्रोजेक्ट का पहला चरण माइक्रोक्रिसिट स्तर पर एक RoT लॉजिकल डिज़ाइन का निर्माण है, जिसमें लो - आरआईएससी आईबेक्स ओपन-सोर्स माइक्रोप्रोसेसर, क्रिप्टोग्राफ़िक प्रोसेसर, एक हार्डवेयर रैंडम नंबर जनरेटर, गैर-वाष्पशील और गैर-वाष्पशील भंडारण, सुरक्षा तंत्र, परिधीय इनपुट / आउटपुट डिवाइस और सुरक्षित बूट प्रक्रियाओं के लिए मेमोरी पदानुक्रम शामिल हैं।

Google का कहना है कि OpenTitan तीन प्रमुख सिद्धांतों पर आधारित है:

• सभी को मंच का परीक्षण करने और योगदान करने का अवसर मिला है;
• तार्किक रूप से सुरक्षित डिज़ाइन के खुलने के कारण लचीलापन में वृद्धि जो कि आपूर्तिकर्ता के मालिकाना निषेध द्वारा अवरुद्ध नहीं होती है;
  
• गुणवत्ता न केवल डिजाइन द्वारा, बल्कि संदर्भ फर्मवेयर और प्रलेखन द्वारा भी सुनिश्चित की गई है।

“ट्रस्ट की जड़ों के साथ वर्तमान चिप्स बहुत मालिकाना हैं। वे सुरक्षा का दावा करते हैं, लेकिन वास्तव में आप इसे विश्वास में लेते हैं और आप स्वयं उनका परीक्षण नहीं कर सकते हैं, ”डोमिनिक रिज़ो ने कहा, Google टाइटन परियोजना के लिए सुरक्षा विशेषज्ञ। “अब पहली बार, विश्वास की जड़ों के मालिकाना डिज़ाइन के डेवलपर्स को अंधा विश्वास के बिना सुरक्षा प्रदान करने का अवसर पैदा होता है। इसलिए आधार सिर्फ ठोस नहीं है, इसकी जाँच की जा सकती है। ”

रिज़ो ने कहा कि ओपनटाइटन को "चीजों की वर्तमान स्थिति की तुलना में मौलिक पारदर्शी डिजाइन" माना जा सकता है।

डेवलपर्स के अनुसार, OpenTitan को किसी भी तरह से तैयार उत्पाद के रूप में नहीं माना जाना चाहिए, क्योंकि विकास अभी तक पूरा नहीं हुआ है। उन्होंने जानबूझकर विनिर्देशों और डिजाइन को विकास के बीच में खोला ताकि हर कोई उत्पादन शुरू करने से पहले प्रणाली का परीक्षण, योगदान और सुधार कर सके।

OpenTitan चिप्स का निर्माण शुरू करने के लिए, आपको आवेदन करने और प्रमाणित होने की आवश्यकता है। जाहिर है, किसी भी रॉयल्टी की आवश्यकता नहीं है।