As atualizações dinâmicas do sistema (DSU, na sigla em inglês) permitem criar uma imagem do sistema Android que os usuários podem transferir por download e testar sem o risco de corromper a imagem atual do sistema. Este documento descreve como oferecer suporte a DSUs.
Requisitos do kernel
Consulte Como implementar partições dinâmicas para ver os requisitos do kernel.
Além disso, as DSUs também usam o recurso kernel device-mapper-verity (dm-verity) para verificar a imagem do sistema Android. Portanto, você precisa ativar o seguinte kernel configurações:
CONFIG_DM_VERITY=y
CONFIG_DM_VERITY_FEC=y
Requisitos de partição
A partir do Android 11, a DSU exige que a partição /data
use o sistema de arquivos F2FS ou ext4. O F2FS oferece melhor desempenho e
é recomendado, mas a diferença deve ser pequena.
Confira alguns exemplos de quanto tempo leva uma atualização dinâmica do sistema com um Pixel dispositivo:
- Como usar o F2FS:
- 109s, usuário 8G, sistema 867M, tipo de sistema de arquivos: F2FS: criptografia=aes-256-xts:aes-256-cts
- 104s, usuário 8G, sistema de 867M, tipo de sistema de arquivos: F2FS: encryption=ice
- Usando ext4:
- 135s, 8G de usuário, 867M de sistema, tipo de sistema de arquivos: ext4: encryption=aes-256-xts:aes-256-cts
Caso sua plataforma leve muito mais tempo, verifique se o suporte contém qualquer flag que faça a gravação de "sync", ou é possível especificar uma para melhorar o desempenho.
A partição metadata
(16 MB ou maior) é necessária para armazenar dados relacionados
às imagens instaladas. Ele precisa ser montado durante o primeiro estágio.
A partição userdata
precisa usar o sistema de arquivos F2FS ou ext4. Ao usar o F2FS,
inclua todos os patches relacionados ao F2FS disponíveis no
kernel comum do Android.
A DSU foi desenvolvida e testada com o kernel/common 4.9. É recomendável usar o kernel 4.9 e versões mais recentes para esse recurso.
Comportamento da HAL do fornecedor
HAL do Weaver
A HAL do tecelão fornece um número fixo de slots para armazenar chaves de usuário. As DSUs consome dois slots de chave extras. Se um OEM tiver uma HAL de tecelão, ele precisará ter slots suficientes para uma imagem genérica do sistema (GSI) e uma imagem do host.
HAL de assistente
O HAL do gatekeeper precisa
oferecer suporte a valores USER_ID
grandes, porque o GSI compensa os UIDs para o HAL em
+1000000.
Verificação de inicialização
Se você quiser oferecer suporte à inicialização de Imagens GSI para desenvolvedores,
no estado BLOQUEADO sem desativar
inicialização verificada, inclua as chaves GSI de desenvolvedor adicionando a seguinte linha
ao arquivo device/<device_name>/device.mk
:
$(call inherit-product, $(SRC_TARGET_DIR)/product/developer_gsi_keys.mk)
Proteção contra reversão
Ao usar a DSU, a imagem do sistema Android precisa ser mais recente do que a
imagem atual do sistema no dispositivo. Isso é feito comparando o patch de segurança
níveis na
Inicialização verificada do Android
(AVB)
Descritor de propriedade AVB
das duas imagens do sistema: Prop: com.android.build.system.security_patch ->
'2019-04-05'
.
Para dispositivos que não usam o AVB, coloque o nível de patch de segurança da imagem
do sistema atual no cmdline ou bootconfig do kernel com o carregador de inicialização:
androidboot.system.security_patch=2019-04-05
.
Requisitos de hardware
Quando você inicia uma instância de DSU, dois arquivos temporários são alocados:
- Uma partição lógica para armazenar
GSI.img
(1~1,5 G) - Uma partição
/data
vazia de 8 GB como sandbox para executar a GSI
Recomendamos reservar pelo menos 10 GB de espaço livre antes de iniciar uma instância da DSU. As DSUs também oferecem suporte à alocação de um cartão SD. Quando um cartão SD é presente, ele tem a maior prioridade para a alocação. O suporte a cartão SD é essencial para dispositivos de baixa potência que podem não ter armazenamento interno suficiente. Quando um cartão SD estiver presente, verifique se ele não foi adotado. Não compatível com DSUs cartões SD adotados.
Front-ends disponíveis
É possível iniciar a DSU usando adb
, um app OEM ou o carregador de DSU com um clique (no
Android 11 ou mais recente).
Iniciar as DSUs usando o adb
Para iniciar as DSUs usando adb, digite estes comandos:
$ simg2img out/target/product/.../system.img system.raw
$ gzip -c system.raw > system.raw.gz
$ adb push system.raw.gz /storage/emulated/0/Download
$ adb shell am start-activity \
-n com.android.dynsystem/com.android.dynsystem.VerificationActivity \
-a android.os.image.action.START_INSTALL \
-d file:///storage/emulated/0/Download/system.raw.gz \
--el KEY_SYSTEM_SIZE $(du -b system.raw|cut -f1) \
--el KEY_USERDATA_SIZE 8589934592
Iniciar as DSUs usando um app
O ponto de entrada principal para a DSU é a API
android.os.image.DynamicSystemClient.java
:
public class DynamicSystemClient {
...
...
/**
* Start installing DynamicSystem from URL with default userdata size.
*
* @param systemUrl A network URL or a file URL to system image.
* @param systemSize size of system image.
*/
public void start(String systemUrl, long systemSize) {
start(systemUrl, systemSize, DEFAULT_USERDATA_SIZE);
}
Você precisa empacotar/pré-instalar este app no dispositivo. Devido ao
A DynamicSystemClient
é uma API do sistema. Não é possível criar o app com a API
do SDK do Firebase. Não é possível publicá-lo no Google Play. O objetivo do app é:
- Buscar uma lista de imagens e o URL correspondente com um esquema definido pelo fornecedor.
- Compare as imagens na lista com o dispositivo e mostre as imagens compatíveis para o usuário selecionar.
Invoque
DynamicSystemClient.start
desta forma:DynamicSystemClient aot = new DynamicSystemClient(...) aot.start( ...URL of the selected image..., ...uncompressed size of the selected image...);
O URL aponta para um arquivo de imagem do sistema compactado com gzip e não esparso, que você pode com os seguintes comandos:
$ simg2img ${OUT}/system.img ${OUT}/system.raw
$ gzip ${OUT}/system.raw
$ ls ${OUT}/system.raw.gz
O nome do arquivo precisa seguir este formato:
<android version>.<lunch name>.<user defined title>.raw.gz
Exemplos:
o.aosp_taimen-userdebug.2018dev.raw.gz
p.aosp_taimen-userdebug.2018dev.raw.gz
Carregador de DSU com um clique
O Android 11 apresenta o carregador de DSU de um clique, que é um front-end nas configurações do desenvolvedor.
Figura 1. Como iniciar o carregador de DSU
Quando o desenvolvedor clica no botão DSU Loader, ele busca um Descritor JSON de DSU da Web e exibe todas as imagens aplicáveis na no menu flutuante. Selecione uma imagem para iniciar a instalação das DSUs e o andamento é exibido na barra de notificações.
Figura 2. Progresso da instalação da imagem da DSU
Por padrão, o carregador de DSU carrega um descritor JSON que contém as imagens da GSI. As seções a seguir demonstram como criar pacotes de DSU assinados por OEM e carregá-los do carregador de DSU.
Flag de recurso
O recurso DSU está na flag de recurso settings_dynamic_android
. Antes
de usar a DSU, verifique se a sinalização de recurso correspondente está ativada.
Figura 3. Como ativar a sinalização de recurso
A interface da flag de recurso pode não estar disponível em um dispositivo que executa uma versão do usuário. Nesse
caso, use o comando adb
:
$ adb shell setprop persist.sys.fflag.override.settings_dynamic_system 1
O fornecedor hospeda imagens do sistema no GCE (opcional)
Um dos possíveis locais de armazenamento para as imagens do sistema é o bucket do Google Compute Engine (GCE). O administrador de lançamento usa o console de armazenamento do GCP para adicionar/excluir/mudar a imagem do sistema lançada.
As imagens precisam ter acesso público, como mostrado aqui:
Figura 4. Acesso público no GCE
O procedimento para tornar um item público está disponível na documentação do Google Cloud.
DSU de várias partições em um arquivo ZIP
A partir do Android 11, as DSUs podem ter mais de um
partição. Por exemplo, ele pode conter uma product.img
além da
system.img
. Quando o dispositivo é inicializado, a init
do primeiro estágio detecta as
partições DSU instaladas e substitui a partição no dispositivo temporariamente, quando
a DSU instalada é ativada. O pacote DSU pode conter uma partição que não contém
uma partição correspondente no dispositivo.
Figura 5. Processo de DSU com várias partições
DSU assinada por OEM
Para garantir que todas as imagens em execução no dispositivo sejam autorizadas pelo fabricante do dispositivo, todas as imagens em um pacote de DSU precisam ser assinadas. Por exemplo: suponha que há um pacote DSU que contém duas imagens de partição, como abaixo:
dsu.zip {
- system.img
- product.img
}
Tanto system.img
quanto product.img
precisam ser assinados pela chave do OEM antes de
são colocados no arquivo ZIP. A prática comum é usar um modelo
algoritmo, por exemplo, RSA, em que a chave secreta é usada para assinar o pacote e o
a chave pública é usada para verificá-la. O ramdisk do primeiro estágio precisa incluir a chave pública
de pareamento, por exemplo, /avb/*.avbpubkey
. Se o dispositivo já adotou o AVB, o
o procedimento de assinatura existente será suficiente. As seções a seguir ilustram o
processo de assinatura e destacam a colocação da chave pública AVB usada para
verificar as imagens no pacote DSU.
Descritor JSON da DSU
O descritor JSON da DSU descreve os pacotes da DSU. Ele é compatível com dois primitivos.
Primeiro, o primitivo include
inclui descritores ou redirecionamentos JSON adicionais
carregador de DSU para um novo local. Exemplo:
{
"include": ["https://.../gsi-release/gsi-src.json"]
}
Em segundo lugar, a primitiva image
é usada para descrever pacotes de DSU lançados. Dentro
da primitiva de imagem, há vários atributos:
Os atributos
name
edetails
são strings que aparecem na caixa de diálogo para que o usuário selecione.Os atributos
cpu_api
,vndk
eos_version
são usados para verificações de compatibilidade, que são descritas na próxima seção.O atributo
pubkey
opcional descreve a chave que está associada à chave secreta usada para assinar o pacote de DSUs. Quando especificado, o serviço DSU pode verificar se o dispositivo tem a chave usada para verificar o pacote DSU. Isso evita a instalação de um pacote DSU não reconhecido, por exemplo, a instalação de um DSU assinado por OEM-A em um dispositivo feito por OEM-B.O atributo
tos
opcional aponta para um arquivo de texto que descreve os termos de serviço do pacote DSU correspondente. Quando um desenvolvedor seleciona um pacote de DSU com o atributo dos termos de serviço especificado, o a caixa de diálogo mostrada na figura 6 é aberta, pedindo ao desenvolvedor para aceitar os termos antes de instalar o pacote DSU.Figura 6. Caixa de diálogo dos Termos de Serviço
Para referência, confira um descritor JSON de DSU para a GSI:
{
"images":[
{
"name":"GSI+GMS x86",
"os_version":"10",
"cpu_abi": "x86",
"details":"exp-QP1A.190711.020.C4-5928301",
"vndk":[
27,
28,
29
],
"pubkey":"",
"tos": "https://dl.google.com/developers/android/gsi/gsi-tos.txt",
"uri":"https://.../gsi/gsi_gms_x86-exp-QP1A.190711.020.C4-5928301.zip"
},
{
"name":"GSI+GMS ARM64",
"os_version":"10",
"cpu_abi": "arm64-v8a",
"details":"exp-QP1A.190711.020.C4-5928301",
"vndk":[
27,
28,
29
],
"pubkey":"",
"tos": "https://dl.google.com/developers/android/gsi/gsi-tos.txt",
"uri":"https://.../gsi/gsi_gms_arm64-exp-QP1A.190711.020.C4-5928301.zip"
},
{
"name":"GSI ARM64",
"os_version":"10",
"cpu_abi": "arm64-v8a",
"details":"exp-QP1A.190711.020.C4-5928301",
"vndk":[
27,
28,
29
],
"pubkey":"",
"uri":"https://.../gsi/aosp_arm64-exp-QP1A.190711.020.C4-5928301.zip"
},
{
"name":"GSI x86_64",
"os_version":"10",
"cpu_abi": "x86_64",
"details":"exp-QP1A.190711.020.C4-5928301",
"vndk":[
27,
28,
29
],
"pubkey":"",
"uri":"https://.../gsi/aosp_x86_64-exp-QP1A.190711.020.C4-5928301.zip"
}
]
}
Gerenciamento de compatibilidade
Vários atributos são usados para especificar a compatibilidade entre um pacote de DSU e o dispositivo local:
cpu_api
é uma string que descreve a arquitetura do dispositivo. Este atributo é obrigatório e é comparado com a propriedade do sistemaro.product.cpu.abi
. Os valores precisam ser exatamente iguais.os_version
é um número inteiro opcional que especifica uma versão do Android. Por exemplo, no Android 10,os_version
é10
e, no Android 11,os_version
é11
. Quando isso atributo for especificado, ele precisa ser igual ou maior quero.system.build.version.release
propriedade do sistema. Essa verificação é usada para impedir a inicialização de uma imagem GSI do Android 10 em um dispositivo com Android 11 dispositivo do fornecedor, que não tem suporte no momento. É permitido inicializar uma imagem GSI do Android 11 em um dispositivo com esse sistema operacional.vndk
é uma matriz opcional que especifica todos os VNDKs incluídos em do pacote DSU. Quando especificado, o carregador da DSU verifica se o número extraido da propriedade do sistemaro.vndk.version
está incluído.
Revogar chaves DSU por motivos de segurança
No caso extremamente raro em que o par de chaves RSA usado para assinar as imagens de DSU é comprometido, o ramdisk deve ser atualizado o mais rápido possível para chave comprometida. Além de atualizar a partição de inicialização, é possível bloquear chaves comprometidas usando uma lista de revogação de chaves DSU (lista negra de chaves) de um URL HTTPS.
A lista de revogação de chaves de DSU contém uma lista de chaves públicas AVB revogadas. Durante a instalação do DSU, as chaves públicas dentro das imagens do DSU são validadas com a lista de revogação. Se as imagens contiverem um URL revogado o processo de instalação das DSUs será interrompido.
O URL da lista de revogação de chaves precisa ser um URL HTTPS para garantir a segurança força e é especificado em uma string de recurso:
frameworks/base/packages/DynamicSystemInstallationService/res/values/strings.xml@key_revocation_list_url
O valor da string é
https://dl.google.com/developers/android/gsi/gsi-keyblacklist.json
, que é um
de revogação de chaves GSI lançadas pelo Google. Essa string de recurso pode ser
sobrepostas e personalizadas, para que OEMs que adotam o recurso de DSU possam fornecer e
manter sua própria lista negra de chaves. Com isso, o OEM pode bloquear
determinadas chaves públicas sem atualizar a imagem do ramdisk do dispositivo.
O formato da lista de revogação é:
{
"entries":[
{
"public_key":"bf14e439d1acf231095c4109f94f00fc473148e6",
"status":"REVOKED",
"reason":"Key revocation test key"
},
{
"public_key":"d199b2f29f3dc224cca778a7544ea89470cbef46",
"status":"REVOKED",
"reason":"Key revocation test key"
}
]
}
public_key
é o resumo SHA-1 da chave revogada, no formato descrito. na seção Como gerar o código público do AVB nesta seção.status
indica o status de revogação da chave. No momento, o único valor aceito éREVOKED
.reason
é uma string opcional que descreve o motivo da revogação.
Procedimentos das DSUs
Esta seção descreve como executar vários procedimentos de configuração de DSU.
Gerar um novo par de chaves
Use o comando openssl
para gerar um par de chaves pública/privada RSA no formato .pem
(por exemplo, com tamanho de 2048 bits):
$ openssl genrsa -out oem_cert_pri.pem 2048
$ openssl rsa -in oem_cert_pri.pem -pubout -out oem_cert_pub.pem
A chave privada pode não ser acessível e só é mantida em um módulo de segurança de hardware (HSM, na sigla em inglês). Nesse caso, pode haver um certificado de chave pública x509 disponível após a geração da chave. Consulte Como adicionar a chave de pareamento ao ramdisk para instruções sobre como gerar a chave pública AVB de um certificado x509.
Para converter um certificado x509 para o formato PEM:
$ openssl x509 -pubkey -noout -in oem_cert_pub.x509.pem > oem_cert_pub.pem
Pule esta etapa se o certificado já for um arquivo PEM.
Adicionar a chave pública de pareamento ao ramdisk
O oem_cert.avbpubkey
precisa ser colocado em /avb/*.avbpubkey
para verificar
do pacote de DSU assinado. Primeiro, converta a chave pública no formato PEM para o formato de chave
pública AVB:
$ avbtool extract_public_key --key oem_cert_pub.pem --output oem_cert.avbpubkey
Em seguida, inclua a chave pública no ramdisk da primeira fase com as etapas a seguir.
Adicione um módulo pré-criado para copiar o
avbpubkey
. Por exemplo, adicionedevice/<company>/<board>/oem_cert.avbpubkey
edevice/<company>/<board>/avb/Android.mk
com este conteúdo:include $(CLEAR_VARS) LOCAL_MODULE := oem_cert.avbpubkey LOCAL_MODULE_CLASS := ETC LOCAL_SRC_FILES := $(LOCAL_MODULE) ifeq ($(BOARD_USES_RECOVERY_AS_BOOT),true) LOCAL_MODULE_PATH := $(TARGET_RECOVERY_ROOT_OUT)/first_stage_ramdisk/avb else LOCAL_MODULE_PATH := $(TARGET_RAMDISK_OUT)/avb endif include $(BUILD_PREBUILT)
Faça com que o destino do Droidcore dependa do
oem_cert.avbpubkey
adicionado:droidcore: oem_cert.avbpubkey
Gerar o atributo de chave pública AVB no descritor JSON
O oem_cert.avbpubkey
está no formato binário da chave pública AVB. Use SHA-1 para
tornar o valor legível antes de colocá-lo no descritor JSON:
$ sha1sum oem_cert.avbpubkey | cut -f1 -d ' '
3e62f2be9d9d813ef5........866ac72a51fd20
Esse será o conteúdo do atributo pubkey
do descritor JSON.
"images":[
{
...
"pubkey":"3e62f2be9d9d813ef5........866ac72a51fd20",
...
},
Assinar um pacote de DSU
Use um destes métodos para assinar um pacote DSU:
Método 1: reutilize o artefato criado pelo processo de assinatura AVB original para criar um pacote DSU. Uma abordagem alternativa é extrair os dados já assinados do pacote de lançamento e usar as imagens extraídas para criar o arquivo ZIP arquivo diretamente.
Método 2: use os comandos abaixo para assinar partições DSU se a chave privada estiver disponível. Cada
img
em um pacote DSU (o arquivo ZIP) é assinado separadamente:$ key_len=$(openssl rsa -in oem_cert_pri.pem -text | grep Private-Key | sed -e 's/.*(\(.*\) bit.*/\1/') $ for partition in system product; do avbtool add_hashtree_footer \ --image ${OUT}/${partition}.img \ --partition_name ${partition} \ --algorithm SHA256_RSA${key_len} \ --key oem_cert_pri.pem done
Para mais informações sobre como adicionar add_hashtree_footer
usando avbtool
, consulte
Como usar o avbtool.
Verificar o pacote DSU localmente
É recomendável verificar todas as imagens locais com a chave pública de pareamento usando estes comandos:
for partition in system product; do
avbtool verify_image --image ${OUT}/${partition}.img --key oem_cert_pub.pem
done
A saída esperada é esta:
Verifying image dsu/system.img using key at oem_cert_pub.pem
vbmeta: Successfully verified footer and SHA256_RSA2048 vbmeta struct in dsu/system.img
: Successfully verified sha1 hashtree of dsu/system.img for image of 898494464 bytes
Verifying image dsu/product.img using key at oem_cert_pub.pem
vbmeta: Successfully verified footer and SHA256_RSA2048 vbmeta struct in dsu/product.img
: Successfully verified sha1 hashtree of dsu/product.img for image of 905830400 bytes
Criar um pacote de DSU
O exemplo a seguir cria um pacote DSU que contém uma system.img
e uma
product.img
:
dsu.zip {
- system.img
- product.img
}
Depois que as duas imagens forem assinadas, use o comando abaixo para criar o arquivo ZIP:
$ mkdir -p dsu
$ cp ${OUT}/system.img dsu
$ cp ${OUT}/product.img dsu
$ cd dsu && zip ../dsu.zip *.img && cd -
Personalizar as DSUs com um clique
Por padrão, o carregador de DSU aponta para metadados de imagens GSI que são
https://...google.com/.../gsi-src.json
:
Os OEMs podem substituir a lista definindo a propriedade persist.sys.fflag.override.settings_dynamic_system.list
que aponta para o próprio descritor JSON. Por exemplo, um OEM pode
fornecem metadados JSON que incluem a GSI, além de imagens reservadas do OEM, como este:
{
"include": ["https://dl.google.com/.../gsi-src.JSON"]
"images":[
{
"name":"OEM image",
"os_version":"10",
"cpu_abi": "arm64-v8a",
"details":"...",
"vndk":[
27,
28,
29
],
"spl":"...",
"pubkey":"",
"uri":"https://.../....zip"
},
}
É possível que um OEM encadeie metadados DSU publicados, como mostrado na Figura 7.
Figura 7. Como encadear metadados de DSU publicados