DRM

Trang này cung cấp thông tin tổng quan về khung quản lý quyền kỹ thuật số (DRM) của Android và giới thiệu các giao diện mà trình bổ trợ DRM phải triển khai. Trang này không mô tả các quy tắc về độ mạnh mẽ hoặc quy tắc tuân thủ mà một lược đồ DRM có thể xác định.

Framework

Nền tảng Android cung cấp một khung DRM có thể mở rộng, cho phép các ứng dụng quản lý nội dung được bảo vệ quyền theo các quy tắc hạn chế về giấy phép liên quan đến nội dung đó. Khung DRM hỗ trợ nhiều giao thức DRM; nhà sản xuất thiết bị xác định giao thức DRM mà thiết bị hỗ trợ. Khung DRM cung cấp một giao diện hợp nhất cho nhà phát triển ứng dụng và giúp ẩn đi sự phức tạp của các hoạt động DRM. Khung DRM cung cấp một chế độ hoạt động nhất quán cho nội dung được bảo vệ và không được bảo vệ. Các giao thức DRM có thể xác định các mô hình sử dụng phức tạp theo siêu dữ liệu giấy phép. Khung DRM cung cấp mối liên kết giữa nội dung DRM và giấy phép, đồng thời xử lý việc quản lý quyền. Điều này cho phép trình phát nội dung nghe nhìn được trừu tượng hoá khỏi nội dung được bảo vệ bằng DRM hoặc nội dung không được bảo vệ. Hãy xem MediaDrm để biết lớp này lấy khoá giải mã luồng nội dung đa phương tiện được bảo vệ.

Hình 1 cho thấy lớp trích xuất phần cứng DRM trước Android 11 và Hình 2 cho thấy lớp này trong Android 11 trở lên:

Hình 1. Lớp trừu tượng phần cứng DRM trước Android 11.

Hình 2. Lớp trừu tượng phần cứng DRM bắt đầu từ Android 11.

Việc có sẵn nội dung kỹ thuật số đa dạng là rất quan trọng đối với người dùng trên thiết bị di động. Để cung cấp nội dung rộng rãi, nhà phát triển Android và nhà xuất bản nội dung kỹ thuật số cần triển khai DRM nhất quán được hỗ trợ trên hệ sinh thái Android. Để cung cấp nội dung kỹ thuật số đó trên các thiết bị Android và đảm bảo rằng có ít nhất một DRM nhất quán trên tất cả các thiết bị, Google cung cấp DRM mà không tính phí giấy phép trên các thiết bị Android tương thích. Trình bổ trợ DRM được tích hợp với khung DRM của Android và có thể sử dụng biện pháp bảo vệ dựa trên phần cứng để bảo mật nội dung đặc biệt và thông tin xác thực của người dùng.

Tính năng bảo vệ nội dung do trình bổ trợ DRM cung cấp phụ thuộc vào các tính năng bảo mật và bảo vệ nội dung của nền tảng phần cứng cơ bản. Các tính năng phần cứng của thiết bị phải bao gồm tính năng khởi động bảo mật phần cứng để thiết lập một chuỗi tin cậy về bảo mật và bảo vệ khoá mã hoá. Các tính năng bảo vệ nội dung của thiết bị phải bao gồm tính năng bảo vệ khung đã giải mã trong thiết bị và tính năng bảo vệ nội dung thông qua cơ chế bảo vệ đầu ra đáng tin cậy. Không phải nền tảng phần cứng nào cũng hỗ trợ tất cả các tính năng bảo mật và bảo vệ nội dung nêu trên. Tính năng bảo mật không bao giờ được triển khai ở một nơi duy nhất trong ngăn xếp, mà thay vào đó là dựa vào việc tích hợp phần cứng, phần mềm và dịch vụ. Việc kết hợp các chức năng bảo mật phần cứng, cơ chế khởi động đáng tin cậy và hệ điều hành bảo mật biệt lập để xử lý các chức năng bảo mật là yếu tố quan trọng để cung cấp một thiết bị an toàn.

Kiến trúc

Khung DRM được thiết kế để không phụ thuộc vào cách triển khai và tổng quát hoá thông tin chi tiết về cách triển khai giao thức DRM cụ thể trong trình bổ trợ DRM dành riêng cho giao thức. Khung DRM bao gồm các API đơn giản để xử lý các thao tác DRM phức tạp, mua giấy phép, cấp phép thiết bị, liên kết nội dung DRM và giấy phép của nội dung đó, cuối cùng là giải mã nội dung DRM.

Khung DRM của Android được triển khai trong hai lớp cấu trúc:

• API khung DRM được hiển thị cho các ứng dụng thông qua khung ứng dụng Android
• Khung DRM mã gốc hiển thị giao diện cho các trình bổ trợ DRM (trình đại diện) để xử lý việc quản lý quyền và giải mã cho nhiều giao thức DRM

Hình 3 cho thấy khung DRM trước Android 11 và Hình 4 cho thấy khung trong Android 11 trở lên:

Hình 3. Khung DRM trước Android 11.

Hình 4. Khung DRM bắt đầu từ Android 11.

Hãy xem MediaDrm và MediaCrypto để biết thêm thông tin chi tiết.

Trình bổ trợ DRM

Khi khởi động hệ thống, khung DRM sẽ quét các thực thể và dịch vụ HAL (được mô tả trong tệp .rc ) và khám phá các trình bổ trợ. Máy chủ DRM nội dung đa phương tiện (mediadrmserver) tạo cả đối tượng CryptoHal và DrmHal. Sau đó, CryptoHal và DrmHal sẽ gọi các trình bổ trợ bằng cách triển khai dành riêng cho nhà cung cấp.

Trình bổ trợ phải triển khai HAL liên kết. HAL liên kết sử dụng Ngôn ngữ định nghĩa giao diện Android (AIDL), cho phép thay thế khung mà không cần tạo lại HAL.

Trình bổ trợ do các nhà cung cấp hoặc nhà sản xuất SOC tạo và đặt trong phân vùng /vendor trên thiết bị. Tất cả thiết bị chạy Android 13 trở lên đều phải hỗ trợ các HAL liên kết được viết bằng ngôn ngữ AIDL.

Triển khai

Cách triển khai API khung DRM mới bằng trình bổ trợ:

1. Thêm dịch vụ trình bổ trợ vào tệp bản dựng của thiết bị.
2. Cập nhật tệp kê khai thiết bị.
3. Thêm quyền SELinux.
4. Tạo tệp .rc trong /vendor.
5. Triển khai trình bổ trợ.

Các API được xác định trong từng phiên bản của IDrmPlugin.aidl, ICryptoPlugin.aidl, IDrmFactory.aidl và ICryptoFactory.aidl.

aidl/PLATFORM_ROOT/hardware/interfaces/drm/

Thêm dịch vụ trình bổ trợ vào tệp bản dựng thiết bị

Ví dụ: để thêm tính năng hỗ trợ giao diện AIDL, tệp VENDOR DEVICE/device.mk phải bao gồm các gói android.hardware.drm-service.*:

  PRODUCT_PACKAGES += \
    android.hardware.drm-service.clearkey \
    android.hardware.drm-service.widevine

Cập nhật tệp kê khai thiết bị

Tệp vendor manifest.xml cho thiết bị phải bao gồm các mục sau:

  <hal format="aidl">
    <name>android.hardware.drm</name>
    <version>STABLE AIDL VERSION</version>
      <fqname>ICryptoFactory/clearkey</fqname>
      <fqname>IDrmFactory/clearkey</fqname>
      <fqname>ICryptoFactory/widevine</fqname>
      <fqname>IDrmFactory/widevine</fqname>
  </hal>

Phiên bản AIDL ổn định là số phiên bản của mỗi bản phát hành API AIDL (ví dụ: 1, 2). Ngoài ra, bạn nên sử dụng vintf_fragments.

Thêm quyền SELinux

1. Thêm quyền vào VENDOR DEVICE/sepolicy/vendor/file.te:
   

   type mediadrm_vendor_data_file, file_type, data_file_type;

2. Thêm quyền vào VENDOR DEVICE/sepolicy/vendor/file_contexts:
   

       /vendor/bin/hw/android\.hardware\.drm-service\.clearkey  u:object_r:hal_drm_clearkey_exec:s0
   
       /data/vendor/mediadrm(/.*)? u:object_r:mediadrm_vendor_data_file:s0
       

3. Thêm quyền vào device/sepolicy/vendor/hal_drm_clearkey.te:
   

       vndbinder_use(hal_drm_clearkey)
       allow hal_drm_clearkey servicemanager:binder { call transfer };
       allow hal_drm_clearkey hal_drm_service:service_manager add;
       allow hal_drm_clearkey { appdomain -isolated_app }:fd use;
       get_prop(ramdump, public_vendor_default_prop)
       

Tạo tệp RC trong /vendor

Tệp .rc chỉ định các hành động cần thực hiện khi khởi chạy một dịch vụ.

Hãy xem phần Ngôn ngữ khởi động Android để biết thông tin chi tiết.

Triển khai trình bổ trợ

1. Triển khai điểm truy cập main() trong service.cpp của dịch vụ trình bổ trợ.
2. Triển khai ICryptoPlugin, IDrmPlugin, ICryptoFactory và IDrmFactory.
3. Triển khai các API mới trong trình bổ trợ.

Thông tin chi tiết về trình bổ trợ DRM

Nhà cung cấp trình bổ trợ DRM triển khai DrmFactory, CryptoFactory và trình bổ trợ DRM.

Lớp DrmFactory

Lớp DrmHal tìm kiếm các dịch vụ trình bổ trợ DRM đã đăng ký và tạo các trình bổ trợ tương ứng hỗ trợ một giao thức mã hoá nhất định thông qua lớp DrmFactory.

IDrmFactory là điểm truy cập chính để tương tác với HAL DRM của nhà cung cấp thông qua phương thức createPlugin. Sử dụng phương thức này để tạo các thực thể IDrmPlugin.

::ndk::ScopedAStatus getSupportedCryptoSchemes(
    std::vector<::aidl::android::hardware::drm::Uuid>* _aidl_return);

getSupportedCryptoSchemes trả về danh sách các giao thức mã hoá được hỗ trợ cho thực thể AIDL DRM HAL. Trình tự này xác định xem nhà máy trình bổ trợ có thể tạo các trình bổ trợ DRM hỗ trợ một giao thức mã hoá nhất định (do UUID chỉ định) hay không:

::ndk::ScopedAStatus isCryptoSchemeSupported(
    const ::aidl::android::hardware::drm::Uuid& in_uuid,
    const std::string& in_mimeType,
    ::aidl::android::hardware::drm::SecurityLevel in_securityLevel,
    bool* _aidl_return);

Trình tự này xác định xem nhà máy trình bổ trợ có thể tạo các trình bổ trợ DRM hỗ trợ một định dạng vùng chứa nội dung nghe nhìn nhất định do mimeType chỉ định hay không:

::ndk::ScopedAStatus isContentTypeSupported(const std::string& in_mimeType,
    bool* _aidl_return);

Trình tự này tạo một trình bổ trợ DRM cho lược đồ mã hoá do UUID chỉ định:

::ndk::ScopedAStatus createPlugin(
    const ::aidl::android::hardware::drm::Uuid& in_uuid,
    const std::string& in_appPackageName,
    std::shared_ptr<::aidl::android::hardware::drm::IDrmPlugin>* _aidl_return);

Lớp CryptoFactory

Lớp CryptoHal tìm kiếm các dịch vụ trình bổ trợ DRM đã đăng ký và tạo các trình bổ trợ tương ứng hỗ trợ một giao thức mã hoá nhất định thông qua lớp CryptoFactory.

Trình tự này xác định xem nhà máy mã hoá có thể tạo các trình bổ trợ mã hoá hỗ trợ một giao thức mã hoá nhất định do UUID chỉ định hay không:

::ndk::ScopedAStatus isCryptoSchemeSupported(
    const ::aidl::android::hardware::drm::Uuid& in_uuid,
    bool* _aidl_return);

Trình tự này xác định xem nhà máy trình bổ trợ có thể tạo các trình bổ trợ mã hoá hỗ trợ một giao thức mã hoá nhất định do UUID chỉ định hay không:

::ndk::ScopedAStatus createPlugin(
    const ::aidl::android::hardware::drm::Uuid& in_uuid,
    const std::vector<uint8_t>& in_initData,
    std::shared_ptr<::aidl::android::hardware::drm::ICryptoPlugin>* _aidl_return);

API trình bổ trợ DRM