Secure Launch: Linux prepara suporte nativo ao Intel TXT para boot dinâmico e seguro

Os desenvolvedores Ross Philipson (Oracle) e Daniel P. Smith (Apertus Solutions) submeteram a décima quinta versão (v15) da série de patches que implementa o Secure Launch no kernel Linux. O objetivo é fornecer uma infraestrutura nativa e agnóstica de fornecedor para o Dynamic Root of Trust for Measurement (DRTM), começando com suporte para a tecnologia Intel TXT (Trusted Execution Technology).

Atualmente, para utilizar o Intel TXT no Linux, os administradores dependem do projeto tboot, um “exokernel” que roda antes do sistema operacional. Esta nova série visa trazer essa capacidade para dentro do próprio kernel, simplificando a arquitetura de segurança e facilitando a integração com projetos como o TrenchBoot.

O que é DRTM e por que isso importa?

A maioria dos usuários conhece o Secure Boot da UEFI, que é uma Raiz de Confiança Estática (SRTM). Ela mede os componentes do boot (firmware, bootloader, kernel) apenas quando a máquina é ligada.

O DRTM (Dynamic Root of Trust for Measurement) é diferente. Ele permite lançar um ambiente seguro e medido a qualquer momento, mesmo depois que o sistema já inicializou.

• Como funciona: O sistema entra em um estado seguro, suspende outras atividades, mede o kernel e seus componentes críticos em registros protegidos do TPM (Trusted Platform Module) e só então executa o sistema operacional.
• Vantagem: Isso garante que, mesmo que o firmware ou o bootloader inicial tenham sido comprometidos (ou sejam desconhecidos), o sistema operacional pode ser lançado em um estado “limpo” e verificável.

Para o iniciante: o que é secure launch e intel txt?

Imagine que o processo de ligar o computador é como uma corrida de revezamento.

• Boot Tradicional (Secure Boot): O primeiro corredor (o firmware/BIOS) passa o bastão para o segundo (o gerenciador de boot), que passa para o terceiro (o Kernel do Linux). Se o primeiro corredor estiver “doente” (infectado por um vírus) ou trapacear, toda a corrida é comprometida, porque você confia cegamente que o bastão que chegou na sua mão é válido.

O Secure Launch (usando Intel TXT) muda essa regra. Ele introduz o conceito de DRTM (Dynamic Root of Trust).

• Como funciona: É como se, no meio da corrida, um juiz supremo parasse tudo, isolasse a pista, verificasse se o corredor atual está limpo, checasse o bastão com um scanner de raio-X e, só depois de confirmar que tudo está perfeito, desse um novo tiro de largada para o Linux correr.

Por que isso é importante? Mesmo que o seu computador tenha um vírus escondido nas partes mais profundas do sistema (na BIOS ou no firmware), o Secure Launch consegue ignorar essa “sujeira” anterior e lançar o sistema operacional em um ambiente limpo e verificado. É a garantia final de que o seu Linux não está sendo espionado desde o momento em que você apertou o botão de ligar.

Detalhes técnicos da implementação v15

A série de patches é complexa e toca em várias partes sensíveis da arquitetura x86 e inicialização do kernel:

1. Early TPM Driver: Foi introduzido um driver de TPM minimalista que roda muito cedo no processo de boot (na fase de descompressão do kernel). Isso é necessário porque as medições de segurança precisam ser estendidas nos registros PCR do TPM antes que o kernel principal assuma o controle.
2. SLRT (Secure Launch Resource Table): Uma nova tabela padronizada que permite ao bootloader (como o GRUB) passar informações de configuração de lançamento seguro para o kernel de forma agnóstica à arquitetura (funciona para Intel, e futuramente AMD e ARM).
3. Suporte a SMP: O Intel TXT deixa os processadores secundários (APs) em um estado especial de espera. O patch modifica o código de boot SMP do Linux para acordar esses processadores usando as instruções MONITOR/MWAIT exigidas pela especificação TXT.
4. Integração com EFI Stub: O código permite que o kernel seja lançado via DRTM mesmo quando inicializado via EFI, criando um manipulador (handler) que desvia o fluxo após o ExitBootServices.

Curiosidades e bastidores da discussão

Sendo a versão 15 de uma série iniciada há muito tempo, as discussões na LKML foram intensas e reveladoras:

• A “Fadiga” da Versão 15: Dave Hansen, mantenedor da arquitetura x86, expressou frustração ao encontrar erros de digitação (“dirver”) e linhas de código excedendo 80 colunas, comentando que na v15 ele esperava não ter que discutir legibilidade básica. Isso mostra o nível de exigência para código que entra no núcleo do Linux.
• O Direito Autoral do Governo dos EUA: Dave Hansen também notou cabeçalhos de licença atribuídos ao “United States Government”. Daniel P. Smith explicou que parte do código foi herdada do projeto Xen (vtpm), desenvolvido originalmente com envolvimento governamental, e que a retenção dos direitos autorais originais é a prática correta, mesmo que pareça estranho.
• O Debate da Arquitetura de Boot: O ponto alto da discussão foi a intervenção de Ard Biesheuvel. Ele testou os patches em um laptop Skylake e funcionou! No entanto, ele criticou a arquitetura atual, sugerindo que ela depende muito de peculiaridades legadas do modo de boot x86 (setup_header). Ard propôs (e até prototipou) uma abordagem mais moderna e idiomática para EFI, usando protocolos para passar dados entre o GRUB e o kernel, em vez de modificar pesadamente o descompressor do kernel.
• Reconciliação: Daniel e Ross concordaram que a abordagem de Ard é melhor para UEFI, mas mostraram preocupação em como isso afetaria o suporte a BIOS legado e Coreboot (que não usam EFI). Ard respondeu com atualizações em seu protótipo que acomodam também o boot legado, possivelmente pavimentando o caminho para uma v16 (ou v17) com uma arquitetura bem diferente.

Status de lançamento

A série ainda está em revisão ativa e debate arquitetural. Embora funcional, as sugestões de reestruturação por parte de mantenedores seniores como Ard Biesheuvel indicam que o código precisará de mais iterações antes de ser aceito na árvore principal (mainline).