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Genode 4 5 6 ist ein freies Betriebssystem Framework welches aus einer Mikrokern Abstraktionsschicht und einer Sammlung

Genode

Genode ist ein freies Betriebssystem-Framework, welches aus einer Mikrokern-Abstraktionsschicht und einer Sammlung von Komponenten für den Benutzermodus besteht. Das Framework stellt eines der wenigen Open-Source-Betriebssysteme dar, die kein proprietäres Betriebssystem zum Vorbild hatten – wie etwa Unix. Das Design zielt vor allem darauf ab, die Menge an Quellcode, der eine Komponente vertrauen muss (engl. Trusted Computing Base), möglichst klein zu halten.

Genode

Desktop-System Sculpt basierend auf Genode
Entwickler Genode Labs
Lizenz(en) AGPLv3
Erstveröff. August 2008
Akt. Version 23.10 vom 26. Oktober 2023
Kernel Mikrokern
Architektur(en) Arm, RISC-V, x86 (IA-32, x64)
Kompatibilität Genode API, POSIX
Sprache(n) Englisch
genode.org

Genode kann als Basis für Desktop- oder Tablet-Betriebssysteme sowie als Virtual-Machine-Monitor für Gastsysteme genutzt werden. Das Framework wird als vertrauenswürdiger Teil von Virtualisierungssystemen sowohl auf x86 als auch ARM eingesetzt.

Durch die kleine Codebasis dient Genode als flexible Alternative zu komplexeren unixoiden Betriebssystemen. Aus diesem Grund wird das Framework auch als Basissystem in der Forschung zu Themen wie Virtualisierung, Interprozesskommunikation, IP-Stack-Isolierung, Monitoring und Softwaretechnik eingesetzt.

Geschichte Bearbeiten

Genode wurde ursprünglich als "Bastei"-Betriebssystemarchitektur im Rahmen eines Forschungsberichts an der Technischen Universität Dresden entwickelt. Der Fokus des Berichts lag auf der Praxistauglichkeit eines komponentisierten Betriebssystems mit Capability-basiertem Sicherheitskonzept. Motiviert war der Bericht zum Teil durch die Erkenntnisse der zeitgleich stattfindenden Forschung am L4 Microhypervisor. Angetrieben durch den Erfolg eines ersten Prototyps gründeten die Autoren des Berichts ein Unternehmen für die Weiterentwicklung der Bastei-Architektur zu einem umfassenden Betriebssystem-Framework unter dem Namen Genode.

Versionen Bearbeiten

Das Projekt wird öffentlich als Open-Source-Projekt unter der GNU Affero General Public License weiterentwickelt. Für den kommerziellen Einsatz stehen zudem alternative Lizenzmodelle zur Verfügung. Hauptversionen werden im Dreimonats-Takt veröffentlicht und können Änderungen an der Betriebssystem-ABI und API enthalten. Sie dienen außerdem der regelmäßigen Dokumentation der Projektentwicklung. Der Quellcode des Frameworks wird mittels Git versioniert und auf GitHub gehostet. Seit Version 18.02 wird außerdem ein auf Genode basierendes Allzweckbetriebssystem namens Sculpt in vorkompilierter Form angeboten.

Architektur Bearbeiten

Die Genode-Architektur setzt auf den Mikrokernansatz – je kleiner und einfacher der Quellcode, desto einfacher lassen sich Attribute wie Vertrauenswürdigkeit und Korrektheit verifizieren. Genode weitet diese Philosophie auf den Benutzermodus aus, indem es komplexe Anwendungen durch das Zusammenwirken kleiner, gegeneinander geschützter Komponenten arrangiert. Alle Komponenten eines Systems ordnen sich in eine strikte Eltern-Kind-Hierarchie ein. Ist eine Komponente Elternteil einer anderen, so ist sie dafür zuständig, dem Kind Ressourcen zur Verfügung zu stellen und dessen Kommunikation zu Dritten zu verwalten. Dadurch wird das Problem ungewollten Rechtemissbrauchs (engl. Confused Deputy Problem) gemildert, welches mit Root-Konten oder zentralisierten Systemrichtlinien einhergeht.

Die Funktionen der verschiedenen existierenden Mikrokerne lassen sich größtenteils auf einer generischen Schnittstelle abbilden und monolithische Kerne implementieren eine Übermenge davon. Genode nutzt diese Tatsache, um von den Unterschieden zwischen den Kernen zu abstrahieren, und kann deshalb auf mehreren Kernen der L4-Familie, dem NOVA Microhypervisor, dem Muen Separation Kernel, aber auch einer Eigenentwicklung betrieben werden. Zudem kann Genode, zur einfacheren Entwicklung und Analyse von Prototypen, direkt auf dem Linux-Kern ausgeführt werden. Seit Version 16.08 sind Genode-Programme kernagnostisch, können also ohne Rekompilieren mit allen unterstützten Kernen ausgeführt werden, sofern die Prozessorarchitektur gleich bleibt.

Weblinks Bearbeiten

Einzelnachweise Bearbeiten

  1. Release 23.10. 26. Oktober 2023 (abgerufen am 18. November 2023).
  2. Genode OS adds RISC-V support.
  3. Michael Larabel: Genode Is Developing A GPU Multiplexer For Intel Graphics Hardware. In: Phoronix.
  4. Introduction of the Genode OS Framework. In: archive.fosdem.org/2012.
  5. In: L4hq.org. Archiviert vom Original am 14. Juni 2018; abgerufen am 12. September 2018.  Info: Der Archivlink wurde automatisch eingesetzt und noch nicht geprüft. Bitte prüfe Original- und Archivlink gemäß Anleitung und entferne dann diesen Hinweis.@1@2Vorlage:Webachiv/IABot/l4hq.org
  6. Michael Larabel: Redox OS, MINIX, Hurd & Genode Had Their Time At FOSDEM Too. In: Phoronix.
  7. Hans-Joachim Baader: Genode 2018.2 mit Sculpt OS. In: pro-linux.de.
  8. Michael Larabel: Sculpt Aims To Be A General-Purpose OS Built Atop Genode.
  9. Alexander Tarasikov: Porting Genode to commercial hardware. In: allsoftwaresucks.blogspot.com.
  10. Muen - An x86/64 Separation Kernel for High Assurance.
  11. John Williams: Inspecting data from the safety of your trusted execution environment.
  12. Embassies: Radically Refactoring the Web. USENIX;
  13. Martin Wegner, Sönke Holthusen: In: ccc-project.org. Archiviert vom Original am 27. März 2019; abgerufen am 12. September 2018.  Info: Der Archivlink wurde automatisch eingesetzt und noch nicht geprüft. Bitte prüfe Original- und Archivlink gemäß Anleitung und entferne dann diesen Hinweis.@1@2Vorlage:Webachiv/IABot/ccc-project.org
  14. Mohammad Hammad: In: ccc-project.org. Archiviert vom Original am 23. Januar 2019; abgerufen am 12. September 2018.  Info: Der Archivlink wurde automatisch eingesetzt und noch nicht geprüft. Bitte prüfe Original- und Archivlink gemäß Anleitung und entferne dann diesen Hinweis.@1@2Vorlage:Webachiv/IABot/ccc-project.org
  15. B.PRUTHIVIRAJ, G.S.MADHUSUTHUN, S.VIJAYASARATHY, K.CHAKRAPANI: A MICROKERNEL BASED SECURE OPERATING SYSTEM USING GENODE FRAMEWORK. In: jatit.org.
  16. Ludwig Hähne: Empirical Comparison of SCons and GNU Make.
  17. Millo-Sánchez, Reinier & Paz Rodríguez, Waldo & Fajardo-Moya, Alexis: Genode OS Framework, un framework para el desarrollo de sistemas embebidos. In: ResearchGate.
  18. TU Dresden technical report TUD-FI06-07.
  19. NOVA Microhypervisor.
  20. Genode - Release notes for the Genode OS Framework. Abgerufen am 13. September 2018 (amerikanisches Englisch).
  21. genodelabs/genode. Abgerufen am 13. September 2018 (englisch).
  22. Genode - Sculpt OS. Abgerufen am 13. September 2018 (amerikanisches Englisch).
  23. In: L4hq.org. Archiviert vom Original am 14. Juni 2018; abgerufen am 12. September 2018.  Info: Der Archivlink wurde automatisch eingesetzt und noch nicht geprüft. Bitte prüfe Original- und Archivlink gemäß Anleitung und entferne dann diesen Hinweis.@1@2Vorlage:Webachiv/IABot/l4hq.org
  24. SeL4 Community Projects. In: sel4.systems.
  25. Udo Steinberg: NOVA Microhypervisor. Abgerufen am 24. September 2018 (englisch).
  26. Muen | SK for x86/64. Abgerufen am 24. September 2018 (englisch).
  27. Release notes 16.08.
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Veröffentlichungsdatum:
Genode 4 5 6 ist ein freies Betriebssystem Framework welches aus einer Mikrokern Abstraktionsschicht und einer Sammlung von Komponenten fur den Benutzermodus besteht Das Framework stellt eines der wenigen Open Source Betriebssysteme dar die kein proprietares Betriebssystem zum Vorbild hatten wie etwa Unix Das Design zielt vor allem darauf ab die Menge an Quellcode der eine Komponente vertrauen muss engl Trusted Computing Base moglichst klein zu halten GenodeDesktop System Sculpt basierend auf GenodeEntwickler Genode LabsLizenz en AGPLv3Erstveroff August 2008Akt Version 23 10 1 vom 26 Oktober 2023Kernel MikrokernArchitektur en Arm RISC V 2 x86 IA 32 x64 3 Kompatibilitat Genode API POSIXSprache n Englischgenode orgGenode kann als Basis fur Desktop 7 8 oder Tablet Betriebssysteme 9 sowie als Virtual Machine Monitor fur Gastsysteme genutzt werden Das Framework wird als vertrauenswurdiger Teil von Virtualisierungssystemen sowohl auf x86 10 als auch ARM 11 eingesetzt Durch die kleine Codebasis dient Genode als flexible Alternative zu komplexeren unixoiden Betriebssystemen Aus diesem Grund wird das Framework auch als Basissystem in der Forschung zu Themen wie Virtualisierung 12 Interprozesskommunikation 13 IP Stack Isolierung 14 Monitoring 15 und Softwaretechnik 16 17 eingesetzt Inhaltsverzeichnis 1 Geschichte 2 Versionen 3 Architektur 4 Weblinks 5 EinzelnachweiseGeschichte BearbeitenGenode wurde ursprunglich als Bastei Betriebssystemarchitektur 18 im Rahmen eines Forschungsberichts an der Technischen Universitat Dresden entwickelt Der Fokus des Berichts lag auf der Praxistauglichkeit eines komponentisierten Betriebssystems mit Capability basiertem Sicherheitskonzept Motiviert war der Bericht zum Teil durch die Erkenntnisse der zeitgleich stattfindenden Forschung am L4 Microhypervisor 19 Angetrieben durch den Erfolg eines ersten Prototyps grundeten die Autoren des Berichts ein Unternehmen fur die Weiterentwicklung der Bastei Architektur zu einem umfassenden Betriebssystem Framework unter dem Namen Genode Versionen BearbeitenDas Projekt wird offentlich als Open Source Projekt unter der GNU Affero General Public License weiterentwickelt Fur den kommerziellen Einsatz stehen zudem alternative Lizenzmodelle zur Verfugung Hauptversionen werden im Dreimonats Takt veroffentlicht und konnen Anderungen an der Betriebssystem ABI und API enthalten Sie dienen ausserdem der regelmassigen Dokumentation der Projektentwicklung 20 Der Quellcode des Frameworks wird mittels Git versioniert und auf GitHub gehostet 21 Seit Version 18 02 wird ausserdem ein auf Genode basierendes Allzweckbetriebssystem namens Sculpt in vorkompilierter Form angeboten 22 Architektur BearbeitenDie Genode Architektur setzt auf den Mikrokernansatz je kleiner und einfacher der Quellcode desto einfacher lassen sich Attribute wie Vertrauenswurdigkeit und Korrektheit verifizieren Genode weitet diese Philosophie auf den Benutzermodus aus indem es komplexe Anwendungen durch das Zusammenwirken kleiner gegeneinander geschutzter Komponenten arrangiert Alle Komponenten eines Systems ordnen sich in eine strikte Eltern Kind Hierarchie ein Ist eine Komponente Elternteil einer anderen so ist sie dafur zustandig dem Kind Ressourcen zur Verfugung zu stellen und dessen Kommunikation zu Dritten zu verwalten Dadurch wird das Problem ungewollten Rechtemissbrauchs engl Confused Deputy Problem gemildert welches mit Root Konten oder zentralisierten Systemrichtlinien einhergeht Die Funktionen der verschiedenen existierenden Mikrokerne lassen sich grosstenteils auf einer generischen Schnittstelle abbilden und monolithische Kerne implementieren eine Ubermenge davon Genode nutzt diese Tatsache um von den Unterschieden zwischen den Kernen zu abstrahieren und kann deshalb auf mehreren Kernen der L4 Familie 23 24 dem NOVA Microhypervisor 25 dem Muen Separation Kernel 26 aber auch einer Eigenentwicklung betrieben werden Zudem kann Genode zur einfacheren Entwicklung und Analyse von Prototypen direkt auf dem Linux Kern ausgefuhrt werden Seit Version 16 08 sind Genode Programme kernagnostisch 27 konnen also ohne Rekompilieren mit allen unterstutzten Kernen ausgefuhrt werden sofern die Prozessorarchitektur gleich bleibt Weblinks Bearbeitengenode org genode auf GitHub KV Cache A Scalable High Performance Web Object Cache for Manycore TrApps Secure Compartments in the Evil Cloud Development of an Embedded Platform for Secure CPS Services Secure OS project of IIT MadrasEinzelnachweise Bearbeiten Release 23 10 26 Oktober 2023 abgerufen am 18 November 2023 Genode OS adds RISC V support Abgerufen im 1 Januar 1 Michael Larabel Genode Is Developing A GPU Multiplexer For Intel Graphics Hardware In Phoronix Abgerufen im 1 Januar 1 Introduction of the Genode OS Framework In archive fosdem org 2012 Abgerufen im 1 Januar 1 L4 Based Operating Systems In L4hq org Archiviert vom Original am 14 Juni 2018 abgerufen am 12 September 2018 nbsp Info Der Archivlink wurde automatisch 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Archivlink wurde automatisch eingesetzt und noch nicht gepruft Bitte prufe Original und Archivlink gemass Anleitung und entferne dann diesen Hinweis 1 2 Vorlage Webachiv IABot ccc project org Mohammad Hammad The Secure Communication Module of CCC In ccc project org Archiviert vom Original am 23 Januar 2019 abgerufen am 12 September 2018 nbsp Info Der Archivlink wurde automatisch eingesetzt und noch nicht gepruft Bitte prufe Original und Archivlink gemass Anleitung und entferne dann diesen Hinweis 1 2 Vorlage Webachiv IABot ccc project org B PRUTHIVIRAJ G S MADHUSUTHUN S VIJAYASARATHY K CHAKRAPANI A MICROKERNEL BASED SECURE OPERATING SYSTEM USING GENODE FRAMEWORK In jatit org Abgerufen im 1 Januar 1 Ludwig Hahne Empirical Comparison of SCons and GNU Make Abgerufen im 1 Januar 1 Millo Sanchez Reinier amp Paz Rodriguez Waldo amp Fajardo Moya Alexis Genode OS Framework un framework para el desarrollo de sistemas embebidos In ResearchGate Abgerufen im 1 Januar 1 TU Dresden technical report 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