הקשחת ליבה

ב-Android 8.0 נוספו תכונות להקשחת ליבה (kernel) כדי לעזור לצמצם את הליבה נקודות חולשה ואיתור באגים במנהלי התקנים של ליבה. התכונות נמצאות בkernel/common ב- להסתעפויות android-3.18, android-4.4 ו-android-4.9.

הטמעה

כדי לרכוש את התכונות האלה, יצרני מכשירים וחברות SOC צריכים למזג את כל תיקונים קשים מ-kernel/common לעץ הליבה שלהם להפעיל את האפשרויות הבאות להגדרת ליבה:

• עותק משתמש מוקשח: CONFIG_HARDENED_USERCOPY=y
• אמולציית PAN – Arm64: CONFIG_ARM64_SW_TTBR0_PAN=y
• אמולציית PAN – זרוע: CONFIG_CPU_SW_DOMAIN_PAN=y
• KASLR - גרסה 4.4 ואילך ליבה (kernel) ואילך: CONFIG_RANDOMIZE_BASE=y

KASLR גם דורש תמיכה בתוכנת אתחול להעברת אנטרופית חומרה דרך צומת עץ המכשירים /chosen/kaslr-seed או באמצעות הטמעה EFI_RNG_PROTOCOL.

כמו כן, צריך לוודא שתכונות ההקשחה הקיימות מופעלות:

• צמצום החריגה של מאגר הנתונים הזמני במקבץ: CONFIG_CC_STACKPROTECTOR_STRONG=y
• הגנת זיכרון פנימי: CONFIG_DEBUG_RODATA=y או CONFIG_STRICT_KERNEL_RWX=y
• הגבלת הגישה למרחב המשתמש מהליבה (kernel) - x86 (מופעלת כברירת מחדל): CONFIG_X86_SMAP=y

בדיקה

כדי לבדוק את ההטמעה, מוסיפים את CONFIG_LKDTM=y לליבה (kernel) ולוודא שכל אחת מהפקודות הבאות מובילה לליבה (kernel) פאניקה:

echo ACCESS_USERSPACE > /sys/kernel/debug/provoke-crash/DIRECT
echo EXEC_USERSPACE > /sys/kernel/debug/provoke-crash/DIRECT
echo WRITE_RO > /sys/kernel/debug/provoke-crash/DIRECT
echo WRITE_RO_AFTER_INIT > /sys/kernel/debug/provoke-crash/DIRECT
echo WRITE_KERN > /sys/kernel/debug/provoke-crash/DIRECT
echo EXEC_STACK > /sys/kernel/debug/provoke-crash/DIRECT
echo EXEC_RODATA > /sys/kernel/debug/provoke-crash/DIRECT
echo EXEC_KMALLOC > /sys/kernel/debug/provoke-crash/DIRECT
echo EXEC_VMALLOC > /sys/kernel/debug/provoke-crash/DIRECT
echo CORRUPT_STACK > /sys/kernel/debug/provoke-crash/DIRECT

ל-android-4.9:

echo USERCOPY_HEAP_SIZE_TO > /sys/kernel/debug/provoke-crash/DIRECT
echo USERCOPY_HEAP_SIZE_FROM > /sys/kernel/debug/provoke-crash/DIRECT

בעיות נפוצות

השינויים האלה צפויים לחשוף באגים במנהלי התקנים של ליבה, תוקנה על ידי יצרן המכשיר או על ידי הבעלים של מנהל התקן הליבה.

• עותק משתמש מוקשח חושף גבולות שגויים בזמן העתקת נתונים ממרחב המשתמש/ממרחב המשתמש. צריך לתקן את השגיאות האלה כמו כל באג אחר של פגיעה בזיכרון.
• אמולציית PAN חושפת גישה ישירה למרחב המשתמש מהליבה, מותר. צריך לשנות את שמות הנהגים שמנסים לגשת לזיכרון המרחב של המשתמש להשתמש בפונקציה copy_to_user()/copy_from_user() הרגילה היא פונקציה.