完全にセキュアでありながら、ハッキングし放題の電話「Precursor」とは？

Precursor（プレカーサー）は、細長いBlackBerryのような外見ですが、その可能性ははるかに広大です。このデバイスでは、内部の中核を担うFPGA（フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ）に至るまで、あらゆる要素を検査し、制御することができます。

現代のスマートフォンは複雑で閉鎖的なプラットフォームであり、ソフトウェアもハードウェアもユーザーから抽象化されています。一方、Precursorはその正反対の極限を目指した存在だと言えるでしょう。

モバイルFPGA開発プラットフォーム

Precursorは、シンガポールを拠点とするハッカー兼組み込みハードウェア開発者デュオ「Sutajio Ko-Usagi」による最新のオープンハードウェアプロジェクトです。デュアルFPGAを採用したオープンソースハードウェア開発キットで、「可能な限り安全なモバイル開発プラットフォーム」の提供を目指しています。

開発キットは切削アルミニウム製のボディに収められ、物理キーボードや536×336ピクセルの白黒ディスプレイ、そして交換可能な1100mAhリチウムイオンバッテリーを搭載しています。本体にはマイクがありませんが、3.5mmオーディオジャックと兼用になった0.7Wの通知スピーカーおよび振動モーターを備えています。

このプロジェクトの特筆すべき点は、FPGA上で動作するSoC（System on Chip）のソースコードにまで及ぶ完全なオープンソース体制です。つまり、自分でプロセッサをコンパイルし、悪意あるコードが一切組み込まれていないことを確実に確認できるのです。

プロジェクトは先月初めに発表されましたが、執筆時点でCrowd Supplyのページが公開され、22万2000ドルという資金調達目標に対してすでに11万7000ドル以上を集めています。

アーリーバード枠はすでに完売しましたが、512ドルの通常プランのPrecursorはまだ入手可能です。

Precursorの全スペック

「電話」として見るのをやめれば、Precursorが本格的なモバイルFPGA開発キットであることが見えてきます。主な仕様は以下の通りです。

• FPGA： メインSoCとしてXilinx XC7S50（-L1スピードグレード、電池寿命重視）。100MHzのVexRISC-V（RV32IMAC＋MMU、4KB L1 I/Dキャッシュ）での動作を確認済み。サブの組込みコントローラ（EC）としてLattice iCE40UP5Kを搭載し、電源管理・スタンバイ・充電機能を担当（18MHz VexRISC-V、RV32I、キャッシュなし）
• システムメモリ： 外付けSRAM 16MB
• ストレージ： フラッシュメモリ128MB
• ディスプレイ： 536×336白黒LCD（約200ppi）、バックライト付き
• オーディオ： 0.7W通知スピーカー、振動モーター、3.5mmヘッドセットジャック
• 接続性： サンドボックス化されたSilicon Labs WF200Cチップセットによる802.11 b/g/n Wi-Fi（省電力対応）
• USB： データ転送・充電兼用のUSB 2.0 Type-C×1
• 入力： バックライト付き物理キーボード。配列オーバーレイ交換式（QWERTZ、AZERTY、Dvorak対応）
• センサー： 加速度センサーとジャイロスコープ
• 拡張性： バッテリーコンパートメント経由で8本のFPGA GPIOを取り出せるフレックスPCBブレイクアウト
• デバッグ： GDB＋Chipscopeおよびファーム書き込み用の専用Raspberry Pi HATと開発者ケーブル。USBケーブルによるWishboneトンネル経由のミドルウェアデバッグにも対応
• セキュリティ： デュアルハードウェアTRNG（真性乱数生成器）
• 耐タンパー機能： 信頼対象コンポーネントを格納するユーザー封印可能なメタル缶／クロック整合性監視付きの専用リアルタイムクロック（RTC）／電源異常検出時の自動リセット／スタンバイ中の動きを検知する常時稼働加速度・ジャイロセンサー／バッテリー backed AESキーと自壊回路による即時セキュアイレーズ対応
• バッテリー： 交換式1100mAh Li-Ion。Wi-Fi＋組込みコントローラ＋静止画表示オンで約100時間のスタンバイ、連続使用で約5.5時間
• サイズ： 138×69×7.2mm
• 重量： 96g

また一つのオープンソーススマートフォン？

Precursorを「電話」と呼ぶのは少し語弊がありますが、Pine PhoneやLibrem 5といった他のオープンソーススマートデバイスとの共通点もあります。最大の違いは、SoCをFPGA上で実装しているという設計判断です。

一般的なプロセッサは、本質的には命令ベースのアーキテクチャを通じて操作できる、小さくて複雑な回路です。内部に何があるかはユーザーには分からず、メーカーが提供する命令セットに従って計算を指示することしかできません。チップ開発者が「安全だ」と言うなら、それを文字通り信じるしかないのです。

しかし、それはしばしば裏切られます。かつてAMD Ryzenチップで発見された重大な脆弱性が、まさにその好例でした。

一方、FPGAはコードによって回路を再構成できる集積回路です。表面的には大きな違いがないように聞こえますが、通常のプロセッサのように命令を与えるのではなく、回路そのものを定義するという決定的な違いがあります。

ここから、Precursorプロジェクトの核心にある「エビデンスに基づく信頼」という考え方が生まれます。CPU内の最後のロジックゲートに至るまで、デバイスが100％安全であることを自ら確認できるのです。

世界で最も安全なレトロ風電話機に仕立ててもよし、暗号技術や二要素認証のためのモバイル開発プラットフォームとして活用してもよし。その可能性は、今回ばかりは本当に——ほぼ——無限大と言えるでしょう。