[发明专利]改进的计算装置

说明书

公开了一种计算/数据处理设备，包括：多个计算单元，每个计算单元包括计算资源；计算设备包括至少三个计算单元，每个计算单元包括计算资源/相同的计算资源；每个计算单元还包括计算单元访问管理器，每个计算单元访问管理器适于响应于至少一个请求来控制对相应计算单元的计算资源的访问；其中，如果多数计算单元对至少一个请求提供相同的响应，则计算单元访问管理器仅允许对至少一个请求的响应；并且其中，计算设备包括设置在芯片上的片上网络和/或包括集成芯片IC或微处理器。该IC有利地包括现场可编程门阵列(FPGA)设备。在优选实施例中，单元访问管理器基于令牌来控制对计算资源的访问。该令牌包括：指向相应计算资源的指针、与该计算资源有关的权限集以及该计算资源的数字表示。

技术领域

本发明涉及一种计算机或数据处理设备、一种计算机或数据处理装置/系统，以及涉及一种操作计算或数据处理装置/系统的方法。

更一般地，本发明涉及安全性、可靠性和/或故障和/或入侵容忍。更具体地但非排他地，本发明涉及：

用于以下方面的安全且可靠的架构、中间件：诸如云、电信或能源之类的大规模系统和关键信息基础设施的弹性；诸如电子生物银行生态系统以及其他个人或商业数据之类的高敏感数据的隐私和完整性；诸如互联和自主驾驶汽车或飞机之类的实时联网嵌入式系统的适应性和安全性。

背景技术

计算机和计算资源容易受到攻击，已经开发了各种技术来检测和避免此类攻击。例如，已知的是重复进行算法执行并比较结果(例如Paxos、PBFT、MinBFT)。仅在多数副本同意的情况下，才允许使用这种执行的结果来检测和避免攻击。然而，这些仅限于算法(即软件)，并且对检测所有情况下的基于硬件的入侵(例如，针对管理程序的攻击)无济于事。期望能够在计算系统中的所有抽象级别上进行检测和规避。

“能力”是用于准予或限制对实现基于能力的安全性的计算系统中的计算资源进行访问的令牌。能力包括指针和权限集。指针包括指向对象以及管控对该对象的访问的相关权限的值。然而，这样做的缺点是，一旦生成并分派了能力，就无法检查其真实性。

当考虑多个基于硬件的处理核时，这是一个特殊的问题。使用传统系统，将能力与处理子单元相关联的唯一方法是生成信任链，信任链从可信“核”(可以是可信平台模块或TPM)开始，以生成能力。这些信任链难于管理和处理，而且在第一“链接”处(即，在生成第一能力时，其可能会包括整个系统)会造成单点失效。

在本文中，发明人将参考以下内容：

1.TPM Main Specification Version 1.2,Rev.116 ed.,Trusted ComputingGroup,March 2011。

2.R.M.Needham and R.D.H.Wilkes,“Domains of protection and themanagement of processes,”The Computer Journal,vol.17,no.2,1974。

3.N.Asmussen,and G.Fettweis,“M3:Ahardware/operating-system co-design to tame heterogeneous manycores,”inArchitectural Support for Programming Languages and OperatingSystems.Atlanta,GA,USA:ACM,April 2016。

4.A.S.Tanenbaum and M.F.Kaashoek,“The amoeba microkernel,”inDistributed Open Systems,1994,pp.11–30。