As atualizações dinâmicas do sistema (DSU) permitem criar uma imagem do sistema Android que os usuários podem baixar da Internet e experimentar sem o risco de corromper a imagem atual do sistema. Este documento descreve como oferecer suporte ao DSU.
Requisitos do kernel
Consulte Implementando partições dinâmicas para obter os requisitos do kernel.
Além disso, o DSU conta com o recurso de kernel device-mapper-verity (dm-verity) para verificar a imagem do sistema Android. Portanto, você deve habilitar as seguintes configurações do kernel:
-
CONFIG_DM_VERITY=y -
CONFIG_DM_VERITY_FEC=y
Requisitos de partição
A partir do Android 11, o DSU requer a partição /data para usar o sistema de arquivos F2FS ou ext4. O F2FS oferece melhor desempenho e é recomendado, mas a diferença deve ser insignificante.
Aqui estão alguns exemplos de quanto tempo leva uma atualização dinâmica do sistema com um dispositivo Pixel:
- Usando F2FS:
- 109s, usuário 8G, sistema 867M, tipo de sistema de arquivos: F2FS: criptografia=aes-256-xts:aes-256-cts
- 104s, usuário 8G, sistema 867M, tipo de sistema de arquivos: F2FS: criptografia=ice
- Usando ext4:
- 135s, usuário 8G, sistema 867M, tipo de sistema de arquivos: ext4: criptografia=aes-256-xts:aes-256-cts
Se demorar muito mais em sua plataforma, você pode querer verificar se o sinalizador de montagem contém algum sinalizador que torne a gravação “sync” ou especificar explicitamente um sinalizador “async” para obter melhor desempenho.
A partição metadata (16 MB ou maior) é necessária para armazenar dados relacionados às imagens instaladas. Ele deve ser montado durante a montagem do primeiro estágio.
A partição userdata deve 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 .
O DSU foi desenvolvido e testado com kernel/common 4.9. Recomenda-se usar o kernel 4.9 e superior para esse recurso.
Comportamento HAL do fornecedor
Weaver HAL
O HAL do tecelão fornece um número fixo de slots para armazenar as chaves do usuário. O DSU consome dois slots de chave extras. Se um OEM tiver um HAL de tecelão, ele precisará ter slots suficientes para uma imagem de sistema genérica (GSI) e uma imagem de host.
Porteiro HAL
O Gatekeeper HAL precisa suportar grandes valores USER_ID , porque o GSI compensa UIDs para o HAL em +1.000.000.
Verifique a inicialização
Se você deseja oferecer suporte à inicialização de Imagens GSI do desenvolvedor no estado BLOQUEADO sem desabilitar a inicialização verificada, inclua as chaves GSI do 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 o DSU, a imagem do sistema Android baixada deve ser mais recente que a imagem do sistema atual no dispositivo. Isso é feito comparando os níveis de patch de segurança no descritor de propriedade AVB do Android Verified Boot (AVB) de ambas as imagens do sistema: Prop: com.android.build.system.security_patch -> '2019-04-05' .
Para dispositivos que não usam AVB, coloque o nível de patch de segurança da imagem do sistema atual no kernel cmdline ou bootconfig com o bootloader: androidboot.system.security_patch=2019-04-05 .
Requisitos de hardware
Quando você inicia uma instância DSU, dois arquivos temporários são alocados:
- Uma partição lógica para armazenar
GSI.img(1~1,5 G) - Uma partição
/datavazia de 8 GB como sandbox para executar o GSI
Recomendamos reservar pelo menos 10 GB de espaço livre antes de iniciar uma instância DSU. A DSU também oferece suporte à alocação de um cartão SD. Quando um cartão SD está presente, ele tem a prioridade mais alta para a alocação. O suporte a cartões 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. A DSU não oferece suporte a cartões SD adotados .
Interfaces disponíveis
Você pode iniciar o DSU usando adb , um aplicativo OEM ou o carregador DSU de um clique (no Android 11 ou superior).
Iniciar DSU usando adb
Para iniciar o DSU usando adb, insira 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
Inicie o DSU usando um aplicativo
O principal ponto de entrada para 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 deve agrupar/pré-instalar este aplicativo no dispositivo. Como DynamicSystemClient é uma API do sistema, você não pode criar o aplicativo com a API normal do SDK e não pode publicá-lo no Google Play. O objetivo deste aplicativo é:
- Busque uma lista de imagens e o URL correspondente com um esquema definido pelo fornecedor.
- Combine as imagens na lista com o dispositivo e mostre as imagens compatíveis para o usuário selecionar.
Invoque
DynamicSystemClient.startassim:DynamicSystemClient aot = new DynamicSystemClient(...) aot.start( ...URL of the selected image..., ...uncompressed size of the selected image...);
A URL aponta para um arquivo de imagem do sistema gzipado e não esparso, que você pode criar com os seguintes comandos:
$ simg2img ${OUT}/system.img ${OUT}/system.raw
$ gzip ${OUT}/system.raw
$ ls ${OUT}/system.raw.gz
O nome do arquivo deve 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 DSU com um clique
O Android 11 apresenta o carregador DSU de um clique, que é um front-end nas configurações do desenvolvedor.
Figura 1. Iniciando o carregador DSU
Quando o desenvolvedor clica no botão DSU Loader , ele busca um descritor DSU JSON pré-configurado na Web e exibe todas as imagens aplicáveis no menu flutuante. Selecione uma imagem para iniciar a instalação do DSU e o progresso será exibido na barra de notificação.
Figura 2. Progresso da instalação da imagem DSU
Por padrão, o carregador DSU carrega um descritor JSON que contém as imagens GSI. As seções a seguir demonstram como criar pacotes DSU assinados pelo OEM e carregá-los do carregador DSU.
Sinalizador de recurso
O recurso DSU está sob o sinalizador de recurso settings_dynamic_android . Antes de usar o DSU, verifique se o sinalizador de recurso correspondente está ativado.
Figura 3. Ativando o sinalizador de recurso
A interface do usuário do sinalizador de recurso pode estar indisponível em um dispositivo que executa uma compilação do usuário. Nesse caso, use o comando adb :
$ adb shell setprop persist.sys.fflag.override.settings_dynamic_system 1
Imagens do sistema host do fornecedor no GCE (opcional)
Um dos locais de armazenamento possíveis para as imagens do sistema é o bucket do Google Compute Engine (GCE). O administrador da versão usa o console de armazenamento do GCP para adicionar/excluir/alterar a imagem do sistema liberada.
As imagens devem ser de acesso público, conforme demonstrado 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 no arquivo ZIP
A partir do Android 11, o DSU pode ter mais de uma partição. Por exemplo, pode conter um product.img além do system.img . Quando o dispositivo é inicializado, o primeiro estágio init detecta as partições de DSU instaladas e substitui a partição no dispositivo temporariamente, quando o DSU instalado é ativado. O pacote DSU pode conter uma partição que não possui uma partição correspondente no dispositivo.
Figura 5. Processo DSU com várias partições
DSU assinado pelo OEM
Para garantir que todas as imagens em execução no dispositivo sejam autorizadas pelo fabricante do dispositivo, todas as imagens em um pacote DSU devem ser assinadas. Por exemplo, suponha que haja um pacote DSU que contém duas imagens de partição como abaixo:
dsu.zip {
- system.img
- product.img
}
Ambos system.img e product.img devem ser assinados pela chave OEM antes de serem colocados no arquivo ZIP. A prática comum é usar um algoritmo assimétrico, por exemplo, RSA, onde a chave secreta é usada para assinar o pacote e a chave pública é usada para verificá-lo. O ramdisk do primeiro estágio deve incluir a chave pública de pareamento, por exemplo, /avb/*.avbpubkey . Se o dispositivo já adotou AVB, o procedimento de assinatura existente será suficiente. As seções a seguir ilustram o processo de assinatura e destacam o posicionamento da chave AVB usada para verificar as imagens no pacote DSU.
Descritor DSU JSON
O descritor DSU JSON descreve os pacotes DSU. Ele suporta dois primitivos. Primeiro, a primitiva include inclui descritores JSON adicionais ou redireciona o carregador DSU para um novo local. Por exemplo:
{
"include": ["https://.../gsi-release/gsi-src.json"]
}
Em segundo lugar, a primitiva image é usada para descrever os pacotes DSU lançados. Dentro da primitiva de imagem existem vários atributos:
Os atributos de
nameedetailssão strings que são mostradas na caixa de diálogo para o usuário selecionar.Os atributos
cpu_api,vndkeos_versionsão usados para verificações de compatibilidade, descritas na próxima seção.O atributo opcional
pubkeydescreve a chave pública que combina com a chave secreta usada para assinar o pacote DSU. Quando especificado, o serviço DSU pode verificar se o dispositivo possui 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 fabricado por OEM-B.O atributo
tosopcional aponta para um arquivo de texto que descreve os termos de serviço do pacote DSU correspondente. Quando um desenvolvedor seleciona um pacote DSU com os termos de atributo de serviço especificados, a caixa de diálogo mostrada na Figura 6 é aberta, solicitando ao desenvolvedor que aceite os termos de serviço antes de instalar o pacote DSU.
Figura 6. Caixa de diálogo dos termos de serviço
Para referência, aqui está um descritor DSU JSON para o 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 DSU e o dispositivo local:
cpu_apié uma string que descreve a arquitetura do dispositivo. Este atributo é obrigatório e é comparado com a propriedade do sistemaro.product.cpu.abi. Seus valores devem corresponder exatamente.os_versioné um número inteiro opcional que especifica uma versão do Android. Por exemplo, para Android 10,os_versioné10e para Android 11,os_versioné11. Quando esse atributo é especificado, ele deve ser igual ou maior que a propriedade do sistemaro.system.build.version.release. Essa verificação é usada para impedir a inicialização de uma imagem GSI do Android 10 em um dispositivo do fornecedor Android 11, que não é compatível no momento. É permitido inicializar uma imagem GSI do Android 11 em um dispositivo Android 10.vndké uma matriz opcional que especifica todos os VNDKs incluídos no pacote DSU. Quando especificado, o carregador DSU verifica se o número extraído da propriedade de sistemaro.vndk.versionestá incluído.
Revogar chaves DSU para segurança
No caso extremamente raro em que o par de chaves RSA usado para assinar as imagens DSU é comprometido, o ramdisk deve ser atualizado o mais rápido possível para remover a chave comprometida. Além de atualizar a partição de inicialização, você pode 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 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 for descoberto que as imagens contêm uma chave pública revogada, o processo de instalação do DSU é interrompido.
O URL da lista de revogação de chaves deve ser um URL HTTPS para garantir a segurança 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 uma lista de revogação para chaves GSI lançadas pelo Google. Essa sequência de recursos pode ser sobreposta e personalizada para que os OEMs que adotam o recurso DSU possam fornecer e manter sua própria lista negra de chaves. Isso fornece uma maneira de o OEM bloquear determinadas chaves públicas sem atualizar a imagem do disco RAM 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_keyé o resumo SHA-1 da chave revogada, no formato descrito na seção Gerando a chave pública do AVB . -
statusindica o status de revogação da chave. Atualmente, o único valor suportado éREVOKED. -
reasoné uma string opcional que descreve o motivo da revogação.
procedimentos DSU
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 estar acessível e é mantida apenas em um módulo de segurança de hardware (HSM) . Nesse caso, pode haver um certificado de chave pública x509 disponível após a geração da chave. Consulte a seção Adicionando a chave pública de emparelhamento ao ramdisk para obter instruções sobre como gerar a chave pública AVB a partir 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
Ignore esta etapa se o certificado já for um arquivo PEM.
Adicione o pubkey de emparelhamento ao ramdisk
O oem_cert.avbpubkey deve ser colocado em /avb/*.avbpubkey para verificar o pacote 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 do primeiro estágio com as etapas a seguir.
Adicione um módulo pré-criado para copiar o
avbpubkey. Por exemplo, adicionedevice/<company>/<board>/oem_cert.avbpubkeyedevice/<company>/<board>/avb/Android.mkcom conteúdo como este: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 alvo droidcore dependa do
oem_cert.avbpubkeyadicionado:droidcore: oem_cert.avbpubkey
Gere o atributo AVB pubkey no descritor JSON
O oem_cert.avbpubkey está no formato binário de chave pública AVB. Use SHA-1 para torná-lo legível antes de colocá-lo no descritor JSON:
$ sha1sum oem_cert.avbpubkey | cut -f1 -d ' '
3e62f2be9d9d813ef5........866ac72a51fd20
Este será o conteúdo do atributo pubkey do descritor JSON.
"images":[
{
...
"pubkey":"3e62f2be9d9d813ef5........866ac72a51fd20",
...
},
Assinar um pacote 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 as imagens já assinadas do pacote de lançamento e usar as imagens extraídas para criar o arquivo ZIP diretamente.
Método 2: Use os seguintes comandos para assinar partições DSU se a chave privada estiver disponível. Cada
imgdentro de 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 obter mais informações sobre como adicionar add_hashtree_footer usando avbtool , consulte Usando avbtool .
Verifique o pacote DSU localmente
É recomendável verificar todas as imagens locais em relação à chave pública de emparelhamento com estes comandos:
for partition in system product; do
avbtool verify_image --image ${OUT}/${partition}.img --key oem_cert_pub.pem
done
A saída esperada se parece com isso:
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
Faça um pacote DSU
O exemplo a seguir cria um pacote DSU que contém um system.img e um product.img :
dsu.zip {
- system.img
- product.img
}
Depois que ambas as imagens estiverem assinadas, use o seguinte comando 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 -
Personalize o DSU de um clique
Por padrão, o carregador DSU aponta para um metadado de imagens GSI que é 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 seu próprio descritor JSON. Por exemplo, um OEM pode fornecer metadados JSON que incluem GSI, bem como imagens proprietárias do OEM como esta:
{
"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 para um OEM encadear metadados DSU publicados, conforme mostrado na Figura 7.
Figura 7. Encadeamento de metadados DSU publicados