Armは新しいMorelloアーキテクチャで、安全でないチップマシンに激怒する

Armは、CPUの設計に堅牢性を高め、特定の攻撃ベクトルに対する耐性を高める機能を取り入れることを目指したMorelloアーキテクチャのプロトタイプをテスト用に公開しました。期待通りの性能を発揮すれば、将来のプロセッサ設計の基盤となる可能性が高いでしょう。

Morelloプログラムでは、Armがケンブリッジ大学をはじめとするテクノロジー企業と協力し、根本的にセキュリティを強化したプロセッサアーキテクチャを開発しています。Morelloのプロトタイプボードは現在、Armが開発したプロトタイプのシステムオンチップ（SoC）をベースに、開発者やセキュリティ専門家によるテスト用に公開されています。

Armによると、限定版の評価ボードは、Armv8.2-Aプロセッサに組み込まれたMorelloプロトタイプアーキテクチャをベースにしているという。これは、データセンターのワークロード向けに設計されたArm Neoverse N1設計のアーキテクチャを改良したものである。

Arm社が明らかにしたところによると、ボードはGoogleやMicrosoftなどのプログラムの主要な関係者に評価のために渡されるが、英国研究イノベーション機構の「デジタル・セキュリティ・バイ・デザイン（DSbD）」イニシアチブを通じて産業界と学界の他の関心あるパートナーにも渡される。

Morelloアーキテクチャのセキュリティ機能は、ArmがCapability Hardware Enhanced RISC命令（CHERI）と呼ぶものを中心としています。これはCPUポインタの動作方法を変更し、メモリ位置へのアクセスに使用できるアドレス範囲を制限するとともに、ポインタの使用方法にも制限を加えるようです。

Armによると、これらの機能を一部またはすべてのメモリアクセスの代わりに使用することで、ソフトウェア、特にCまたはC++コードで記述されたソフトウェアの空間メモリ安全性を向上させることができます。一部のセキュリティ脅威は、他のアプリケーションが使用するメモリ位置へのアクセスにポインタを使用することに関連していますが、不適切に記述されたコードも同様にメモリ内のデータを破損させる可能性があります。

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Arm社によると、これらの機能を利用することで、コードを独立した領域に区画化することで、メモリの安全性を大幅に強化することができ、既存のパーティショニング手法よりもはるかに低いオーバーヘッドを実現できる可能性があるという。ある区画内で動作するコードは他の領域にアクセスできないため、たとえ攻撃者がコードやデータの一部を侵害したとしても、他の領域にアクセスできない。

Arm 社は、この種のハードウェア機能を高性能 CPU にシリコン実装した例はないと主張しており、Morello プロトタイプ ボードにより、研究者は実際のシナリオでこの種のアーキテクチャのセキュリティ上の利点を評価およびテストできるようになります。

マイクロソフトのエンタープライズおよび OS セキュリティ担当ディレクターの David Weston 氏は、メモリ安全性の脆弱性の悪用はソフトウェア セキュリティにおいて最も長年にわたる最も困難な問題の 1 つであると述べています。

「コアシリコンアーキテクチャを用いて、パフォーマンスへの影響を最小限に抑えながら、あらゆる種類のセキュリティ問題を排除することは、大きなプラスの影響をもたらす変革をもたらす可能性を秘めています。私はモレロプロジェクトに非常に興奮しています」と、同氏は声明で述べた。

Morelloプログラムは、英国研究イノベーション機構（UKRI）によって2019年に開始され、5年間の計画でした。Armによると、この最新のマイルストーンでは、セキュリティ専門家、ソフトウェア企業、学術機関などの参加者が2年半かけてテストを行い、コードを作成し、重要なフィードバックを提供することで、Morelloが将来的に有効なセキュリティアーキテクチャであるかどうかを判断できるようになります。

Innovate UK は、1 月 25 日に開催される開始ウェビナーを皮切りに、Morello の開発に関する情報提供と開始ブートキャンプを順次開催すると発表しました。®