综合CyberScoop和Sam.gov的消息，美国DARPA近期披露的Red-C计划旨在通过固件级别的创新，构建一种能够在遭受网络攻击时自我检测、修复和恢复的基于总线的计算机系统。该计划的核心是通过在总线组件中嵌入取证传感器，实现实时监控和分布式响应，从而抵御勒索软件等复杂攻击。Red-C计划重点关注PCIe和CXL总线，开发能够在有限计算资源和带宽下运行的分布式算法，确保系统在遭受攻击时能够快速恢复并防止未来攻击。Red-C的预期目标包括实时攻击检测、系统恢复、增加攻击者成本以及推动固件级别的安全创新。尽管面临技术复杂性和行业采用等挑战，Red-C计划有望通过行业合作和标准化，推动其技术在计算机系统中的广泛应用。如果成功，Red-C将为全球计算机系统提供强大的内置安全防御，减少网络攻击带来的经济损失和社会影响。
背景
随着网络攻击的复杂性和频率不断增加，传统的网络安全防御手段逐渐显得力不从心。特别是基于总线的计算机系统（如个人电脑、车辆控制系统等）由于其高度模块化和隐式信任的设计，成为攻击者的主要目标。总线系统作为计算机内部组件之间的通信“高速公路”，一旦被攻破，攻击者可以通过一个漏洞迅速扩展到整个系统，造成灾难性后果。美国国防高级研究计划局（DARPA）推出的**Reclaiming Bus-based Systems During Compromise (Red-C)**计划，旨在通过固件级别的创新，构建一种能够在遭受网络攻击时自我检测、修复和恢复的系统，从而彻底改变现有的网络安全防御模式。
主要内容
Red-C计划的核心目标是为基于总线的计算机系统构建一种“邻里守望”机制，使系统中的各个组件能够相互监控、检测攻击并协同修复。具体来说，Red-C计划将通过以下两个主要研究方向来实现这一目标：
Instrumentation（仪器化）
：通过在总线系统的各个组件中嵌入取证传感器，Red-C计划将实现对系统行为的高分辨率监控。这些传感器能够实时收集和分析系统数据，检测异常行为，并与其他组件共享信息，从而形成一个分布式的监控网络。
Response（响应）
：在检测到攻击后，Red-C计划将开发分布式算法，使各个组件能够独立或协同地进行攻击缓解、修复和系统恢复。这种响应机制不仅能够修复受损的系统，还能通过固件更新“接种”系统，防止未来类似的攻击。
Red-C计划将重点关注两种总线系统：外围组件互连快速总线（PCIe）和计算快速链路（CXL）。
这两种总线广泛应用于现代计算机系统中，负责处理器、内存、存储设备等关键组件之间的通信。通过在这两种总线上实现自我修复功能，Red-C计划有望为广泛的计算机系统提供强大的安全保护。
预期目标
Red-C计划的最终目标是构建一种能够在遭受网络攻击时自我修复的计算机系统，具体包括以下几个方面的预期成果：
实时攻击检测与修复
：通过嵌入在总线组件中的取证传感器，系统能够实时检测到攻击行为，并迅速启动修复机制，减少攻击造成的损害。
系统恢复与文件修复
：Red-C计划不仅能够检测攻击，还能够恢复被破坏的文件和系统状态。例如，在勒索软件攻击中，系统可以自动恢复被加密的文件，减少停机时间和经济损失。
攻击者成本增加
：通过引入自我修复机制，Red-C计划将显著增加攻击者的成本。攻击者不仅需要绕过传统的安全防御，还需要应对系统内部的自我修复能力，从而降低攻击的成功率。
固件级别的安全创新
：Red-C计划的核心创新在于将安全功能直接嵌入到固件中，而不是依赖于外部的安全工具。这种内置的安全机制不仅能够提供更高的安全性，还能够减少对外部资源的依赖，特别适合资源有限的组织。
实施步骤
Red-C计划的实施分为以下几个关键步骤：
研究与开发
：DARPA将在未来两年内资助相关研究，重点开发能够在PCIe和CXL总线上运行的取证传感器和分布式算法。这些算法需要在计算资源和总线带宽有限的情况下，高效地检测和修复攻击。
原型开发与测试
：在研究的后期，DARPA计划开发出Red-C技术的原型，并进行广泛的测试，以验证其在真实环境中的有效性。测试将涵盖不同类型的攻击场景，包括勒索软件、零日漏洞攻击等。
行业合作与推广
：DARPA希望通过与硬件制造商的合作，将Red-C技术嵌入到未来的计算机系统中。通过与行业的紧密合作，DARPA希望能够加速Red-C技术的采用，并推动其在市场上的广泛应用。
标准化与普及
：为了确保Red-C技术能够被广泛采用，DARPA计划推动相关技术的标准化工作。通过与行业标准组织的合作，DARPA希望将Red-C技术纳入未来的总线系统标准中，从而确保其在全球范围内的普及。
挑战与前景
尽管Red-C计划具有巨大的潜力，但其实施过程中仍面临诸多挑战：
技术复杂性
：在总线级别实现自我修复功能需要解决许多技术难题，例如如何在系统运行时动态更新固件，如何在不影响系统性能的情况下进行实时监控等。
行业采用
：Red-C技术的成功依赖于硬件制造商的广泛采用。然而，改变现有的总线架构和固件设计需要大量的研发投入，制造商可能会对此持谨慎态度。
安全与隐私问题
：引入系统级别的监控和修复机制可能会引发新的安全和隐私问题。例如，如何确保这些监控机制不会被滥用，如何保护用户的隐私数据等。
尽管面临这些挑战，Red-C计划的前景依然十分广阔。如果DARPA能够成功实现其目标，Red-C技术将彻底改变现有的网络安全防御模式，为计算机系统提供前所未有的安全保护。特别是在勒索软件攻击日益猖獗的今天，Red-C技术的自我修复能力将为企业和个人用户提供强大的防御手段，减少网络攻击带来的经济损失和社会影响。
专家观点
根据CyberScoop的报道，DARPA的Red-C计划引发了网络安全领域专家的广泛讨论。
Curtis Dukes（互联网安全中心执行副总裁）
