11月6日消息，据外媒报道，日前谷歌加入了一个名为OpenTitan的项目，旨在设计开源安全芯片，从而撼动目前芯片基于硬件的安全性。日前，谷歌宣布了与多家企业和非营利组织的合作，并发起了一项名为 OpenTitan 的新计划。其旨在开发面向数据中心和基础架构的开源安全芯片设计，且其能够独立验证并进一步增强。
随着黑客对操作系统、处理器甚至固件发动越来越复杂的攻击，制造商越来越多地转向防篡改处理器，或利用通常被称为“安全飞地”的方式来阻止各种攻击。它们将设备上的“信任根”放在不可改变的芯片中，每次系统开始时都依赖它运行加密检查，以确保没有任何东西被恶意修改过。如果出现错误，“安全飞地”将停止机器启动。但这也存在一个令人头疼的问题：如何才能始终确保“安全飞地”本身可以信任？ 这是个现实存在的问题。虽然安全的“信任根”方案在许多方面提供了真正的安全改进，但研究人员一再证明，这些芯片依然有被破坏的可能。这就是为什么谷歌和一个由公司、非营利组织和学术机构组成的联盟签署了一项倡议，旨在不断改善“安全飞地”的透明度和安全性。这个项目名为OpenTitan，旨在消除专有机器代码和秘密制造的不透明度，后者使得任何处理器都难以被完全信任。OpenTitan由开源硬件非营利组织lowRISC CIC管理和指导。 据悉，该项目以谷歌数据中心和 Pixel 智能手机中使用的自研 Titan 芯片命名，可从已知的可信赖状态启动、并验证固件是否被篡改。用于验证的加密元素被称作信任根（RoT），同时也是是 OpenTitan 项目的核心。 谷歌表示，OpenTitan 将由非营利性的 LowRisc 负责运行，并且得到了其它合作伙伴的支持。包括苏黎世联邦理工学院（ETH Zurich）、新唐科技（Nuvoton Technology）、捷德移动安全（G+D Mobile Security）、以及西部数据（Western Digital）。 换言之，OpenTitan 项目的开源特性，能够确保它与平台无关、并可适应任何设备。至于 RoT 的基本思想，则是确保软件可在基于“授权且可验证的代码”的安全组件上运行。 lowRISC的联合创始人兼董事加文·菲利斯（Gavin Ferris）说：“OpenTitan项目不仅仅涉及某些知识产权的变动，而且实际上它是个真正致力于设计、并不以牟利为目的工程组织。我们相信，透明度和安全性是相辅相成的，一切都与建立一个开放源码的信任根相一致。来自现有供应商的芯片都是不透明的，里面有很多猫腻。你可以通过操作系统和他们对话，但是下面是什么呢？它下面的组件和架构是什么样的？这些都看不见。” Titan团队 OpenTitan是个松散的架构，它基于谷歌在Pixel 3和Pixel 4手机中使用的专有信任根芯片。但是OpenTitan有自己的芯片架构，并有lowRISC的工程师与ETH Zurich、G+D Mobile Security、Nuvoton Technology、Western Digital以及谷歌的合作伙伴共同开发的大量原理图。
OpenTitan的架构非常类似于高质量、高可靠性的开源软件项目，就像开源操作系统Linux，只是它是个芯片项目。谷歌联盟将利用社区反馈和贡献来开发和改进工业级芯片设计，而lowRISC将管理该项目，并保持建议，这些建议不会随意上线。 你现在可以查看OpenTitan Github存储库，但是原理图还没有完成。谷歌联盟希望在项目开发过程中展示原理图，这样它就可以从早期的公众审查和贡献中受益。你可以在一种叫做现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array)的特殊类型可再编程处理器上，测试OpenTitan架构的部分内容，但完整的OpenTitan芯片不会马上制造出来。发布的确切时间将取决于几个因素，比如项目收到多少社区反馈，以及解决这些问题的难度。 是否有人真的会制造这种开源芯片还有待观察。但是，寻求安全信任根的制造商可以在OpenTitan中获得安全和经济方面的好处。公开提供的选项可能会让公司绕过像ARM这样的硅设计公司收取的授权费。OpenTitan的设计也将帮助揭开芯片设计中历来漏洞百出的部分，比如固件和数据处理流程。 同时，任何希望使用OpenTitan的公司都需要正确地调整和利用OpenTitan，并且不引入新的漏洞，以便与现有软件进行互操作。OpenTitan面临着像微软这样的重量级对手的竞争，微软最近宣布了自己的专有硬件，以绕过固件建立安全的信任根。 谷歌负责技术基础设施的高级副总裁乌尔斯·霍尔泽 (Urs H?lzle)说：“成功意味着它会变得更大，我们的目标是每个人都可以在这方面实现标准化。我们认为OpenTitan是生态系统的基础，你不必只用一种方式使用它。ARM、AMD和英特尔提供这些类型的芯片，但它们都是不透明的。我们不想从那里开始，因为我们无法验证它。” 信任问题 OpenTitan设计的某些部分不会公开，至少在可预见的未来是这样。这些部分都与工厂中芯片的实际物理制造有关，诸如“铸造知识产权”、“芯片制造”和“物理设计工具包”等。他们暗示了在创造开源硬件方面存在的巨大挑战，毕竟制造开源硬件需要大量的专业工厂和专有的硅制造工艺，而不仅仅是笔记本电脑和互联网连接。 如果你没有自己的硅厂，或者没有办法说服现有的制造商为你制造OpenTitan芯片，你将无法得到它们。尽管设备制造商有可能通过OpenTitan之类的东西节省授权费，但征收这些费用的硅制造商可能会抵制这类开源项目。 当被问及一个假想的开源“安全飞地”时，嵌入式设备安全公司Red Balloon的首席科学家、英伟达前工程师贾汀·卡塔里亚(Jatin Kataria)指出，有些基本的制造组件可能会保持封闭。他说：“OpenTitan芯片可能不会开源专有的制造商架构，那促使每个人都会去寻找新的攻击。但通过开源这么多其他层面，社区可以告诉你错误的地方，这将是向前迈出的一大步。” 无论OpenTitan作为信任根硬件的广泛使用蓝图是否完全成功，它都代表着主流开源硬件项目的重要演变，此前由于物理制造的复杂性和较慢速度，这在很大程度上仍然是个未知的领域。 至于 RoT 的优势，谷歌在一篇博客文章中写到： ● 确保设备以正确的固件启动，免受恶意软件感染。● 提供密码唯一的机器身份，以便操作者可验证服务器或设备是否合法。● 对于具有物理访问权限的人员（例如负责运送设备的人员），也能够对其加以防篡改保护（比如通过加密密钥）。● 提供权威的被篡改审核记录，以及其它运行时安全服务（Runtime Security Services）。 该公司希望通过开源 RoT 芯片设计来提升透明度，从而在鼓励创新的同时增加信任度和安全性、今早解决相关问题、并实现基于开放式参考设计的通用接口。 此前，苹果已在自家诸多设备中使用专有的 RoT 芯片（T2），三星也在 Knox 平台中部署了安全启动，另有许多 WindowsPC 也支持这项安全特性。尽管有些人可能对谷歌的动机持怀疑态度，但 Open Titan 项目的目标似乎足够崇高，且有望激励芯片制造商和平台设计人员更轻松地将 RoT 集成到他们的设计中。 |
