Китайские закладки: непридуманная история о виртуализации, безопасности и шпионах

Я не профессионал в области информационной безопасности, моя область интересов — это высокопроизводительные вычислительные комплексы. В тему ИБ я пришел совершенно случайно, и именно об этом дальше пойдет речь. Думаю, эта невыдуманная история гораздо лучше осветит проблемы, связанные с аппаратурой виртуализации, нежели сухое изложение фактов.

Еще до официального анонса новых процессоров Intel с поддержкой аппаратной виртуализации (в начале 2007 года) я задумал использовать эти чипы для создания единой вычислительной системы на базе нескольких серверов, которая стала бы для ОС и прикладных программ единой вычислительной установкой с SMP-архитектурой. Для этого требовалось написать компактный гипервизор с нестандартным функционалом, главной особенностью которого было бы не разделение ресурсов единой вычислительной установки между разными ОС, а наоборот, объединение ресурсов нескольких вычислительных машин в единый комплекс, которым бы управляла одна ОС. При этом ОС не должна была даже догадываться, что имеет дело не с единой системой, а с несколькими серверами. Аппаратура виртуализации предоставляла такую возможность, хотя изначально не предназначалась для решения подобных задач. Собственно, система, в которой аппаратура виртуализации применялась бы длявысокопроизводительных вычислений, не создана до сих пор, а уж в то время я вообще был первопроходцем в этой области.

Гипервизор для этой задачи, конечно, писался с нуля. Принципиально важно было запускать ОС уже на виртуализированной платформе, чтобы с первых команд загрузчика ОС все работало в виртуальной среде. Для этого пришлось виртуализировать реальную модель и все режимы работы процессора и запускать виртуализацию сразу после инициализации платформы до загрузки ОС.

Поскольку система виртуализации для этой цели получилась нестандартной и выглядела как полностью автономный компактный программный модуль (объем кода не более 40–60 Кб), язык как-то не поворачивался называть ее гипервизором, и я стал использовать термин "гипердрайвер", поскольку он более точно передавал суть функционального предназначения системы. Серийного оборудования с аппаратурой виртуализации в то время еще не было, однако благодаря сотрудничеству с фирмой "Крафтвей" я имел доступ к предсерийным образцам процессоров и материнских плат с поддержкой виртуализации, которые еще не выпускались официально (так называемым сэмплам, которые фирма Intel любезно предоставляет своим партнерам по бизнесу). Поэтому работа закипела на этом "сэмпловом" оборудовании.

Макет был собран, гипердрайвер написан, все заработало, как и было задумано. Нужно сказать, что на тот момент аппаратура виртуализации было очень "сырой", из-за чего она не один раз отказывалась работать так, как написано в документации. Приходилось разбираться буквально с каждой ассемблерной командой, а сами команды для аппаратуры виртуализацииписать в машинных кодах, поскольку тогда не существовало компиляторов с поддержкой команд виртуализации.