セキュリティは��牢にすればするほど使いにくくなる。がんじがらめに��牢にすれば�T局使わなくなる。かといって緩くすればハッカーなどに��撃されやすい。そこで、壁（Wall）を作って、セキュリティの�咾��隹阿抜砲��隹阿鮹��Tすることがセキュアなシステムの基本となる。それらの�隹梓屬諒匹蕨sされないように形成する。ARMのTrustZoneというセキュリティシステムは�隹阿鯑鵑沈澆韻燭發里世�、これだけでは�Bりないと考えるユーザーもいる。また、ARMのCPUだけではCPUのセキュリティしか守っていない。

今�v、Imaginationが提案するOmniShieldは、SoC内�陲砲い�つかの�隹阿鮑遒蝓△修涼罎粘莨罎淵札�ュリティの�隹阿抜砲��隹阿鮴澆�、しかもCPUに加え、GPUやDSP、コーデックなど様々なプロセッサを集積した�v路に適��できる。CPUだけセキュアにするわけではなく、GPUなどのプロセッサもセキュアにする点が新しい。

図1　SoCを�Q�覦茲吠�け、それらを壁で区切りセキュアに保つ　出�Z：Imagination Technologies

この新しい�\術が可�Δ砲覆辰燭里�、マルチスレッド/マルチコア�\術と、仮�[化�\術、それらを管理するハイパーバイザ�\術のおかげである。仮�[化�\術とは、1��のコンピュータシステムなのに、まるで複数��のコンピュータが動作しているように見せかける�\術のこと。OS、CPUともまるで別々のモノが動いているように見える。例えば、LinuxとリアルタイムOS（RTOS）、それぞれにCPUが��くといったシステムを構築できる。この��念をSoCに�eってくると、Linux OSとSoC1、RTOSとSoC2、Android OSとSoC3といったシステムLSIが可�Δ砲覆�。マルチコアやシングルコアのマルチスレッド(参考�@料1)などの�\術を�QCPUコアに割り当てる�lだが、それらを振り分け・調�Dする役割を�eつ�v路がハイパーバイザである。

今�v、Imaginationが開発したOmniShield�\術の��要は図1のように、�Q々のSoCをコンテナ�隹阿妨�立て、それぞれはヘテロなコンテナとなる。図1の例では、SoC����をOSからアプリケーションまでを�kつのコンテナとみなし、いろいろな����に応じて、それぞれ�官�するコンテナである。セキュアなコンテナとセキュアではないコンテナを設け、それぞれ仮�[化�\術で別々のSoCとして動作させている。例えば、あるコンテナがfacebookやTwitterなどそれほどセキュリティを��要としないアプリまで含めた演�Qを中心とするSoC1、別のコンテナには個人的なヘルスケアのデータのようにセキュリティを確保したい演�QのSoC2、というようにそれぞれ仮�[化されたSoCを設け、別々のSoCのように動作させる。これらのコンテナはそれぞれ仮�[化�\術で作られたバーチャルマシンで動いているともいえる。

コンテナをそれぞれ仮�[化�\術によって分�`することができるため、本当にセキュアにして守りたいコンテナを壁(ウォール)で切り�`すことができる。これらのコンテナを�U(ku┛)御・管理するのが、信頼性の高いハイパーバイザで、これが仮�[化するSoCを振り分ける。CPUは、マルチコアであり、�kつのコアで最�j(lu┛)4つの異なるスレッドを処理するマルチスレッド��(sh┫)式のプロセッサでもある。このため、コンテナをスケーラブルに拡張できる。ソフトウエア的に最�j(lu┛)255のコンテナを設けることができるが、現実にはハードウエアでその数は��まる。

このセキュリティシステムOmniShieldをハードウエア的に見ると、ハードウエアで仮�[化したCPUとGPU、セキュアなファブリック、信頼性の高いハイパーバイザ、仮�[化したコネクティビティとオフロード、そしてカギを�曚覺井�なセキュリティ�U(ku┛)御�v路であるRoT (Root of Trust)、からなっている(図2)。

このセキュリティ�v路のキモであるRoT（図3）は、入��されたイメージを実行する�iにセキュアかどうかを認証するための�k�|の小さなCPUといえる�v路だという。システムをセキュアにするための仕�Xけであり、信頼性のあるコードしか走らない。

図3　RoTは認証するための小さなCPU　出�Z：Imagination Technologies

このRoTのキモは、TLB（Translation Lookaside Buffer）のアドレスを二�_化したことだ(図4)、と同社セグメントマーケティング�靆�VPのVolker Politz��は言う。TLBは仮�[化する場合に、�駘�アドレスと�b理アドレスとを?y┐n)官�させた情報を�k時的にためておくバッファメモリである。仮�[化させた�b理アドレスは、CPUだけをアドレッシングするものではなく、小さなSoC����（コンテナ）をアドレッシングする。TLBを、セキュリティのしっかりしたルートTLBと、システム����にアドレッシングしてくるゲストTLBに分ける。ゲストTLBからのアドレッシングに�瓦靴�、RoT�v路がそのアドレッシングが�j(lu┛)丈夫かどうかを認証し(authenticate)、OKであれば、カギを開けるというモノ。ハイパーバイザはTLBも割り当てている。

図4　TLBを二�_化、信頼性の高いTLBアドレッシングを常に�eつ　出�Z：Imagination Technologies

ImaginationはすでにMIPSのWarrior CPUコアファミリーや(参考�@料2)、PowerVRシリーズ7 GPUの��てに�瓦靴�OmniShield�官�済みで、MIPSのMクラスM5150という最小のIoT向けMCUもハードウエアの仮�[化を済ませている。さらに、これからも使われるIPコアのOmniShield�官�を進めていく。

参考�@料
1. マルチコアよりマルチスレッドで性�Δ��屬欧覆�らシリコン�C積を削��(f┫) (2007/11/08)
2. Imagination、マルチスレッド�\術を�Eり込んだMIPS I6400をリリース (2014/09/12)