Riprendi al riavvio

In Android 11, gli aggiornamenti OTA possono essere applicati utilizzando l'aggiornamento A/B o di aggiornamento A/B virtuale, in combinazione con RecoverySystem metodi della classe. Dopo il riavvio di un dispositivo per applicare un aggiornamento OTA, la funzionalità Riavvia da ibernazione (RoR) sblocca lo spazio di archiviazione con crittografia delle credenziali (CE) del dispositivo.

Sebbene i partner possano accoppiare questa procedura con una funzionalità di sistema OTA che applica gli aggiornamenti quando il dispositivo dovrebbe essere inattivo in Android 11, in Android 12 i partner non hanno bisogno di un'ulteriore funzionalità di sistema OTA. Il processo RoR offre maggiore sicurezza e praticità agli utenti perché gli aggiornamenti possono essere eseguiti durante i tempi di inattività del dispositivo, mentre le funzionalità di aggiornamento multi-client e basate su server di Android 12 forniscono insieme sicurezza di tipo hardware del dispositivo.

Sebbene tu debba fornire l'autorizzazione del dispositivo per la funzionalità android.hardware.reboot_escrow per supportare la rotazione della rete in Android 11, non è necessario farlo per attivare la rotazione della rete basata su server in Android 12 e versioni successive, perché non utilizzano l'HAL.

Premessa

A partire da Android 7, Android supporta Direct Boot, che consente alle app di un dispositivo di avviarsi prima che lo spazio di archiviazione CE venga sbloccato dall'utente. L'implementazione del supporto dell'Avvio diretto ha fornito agli utenti una migliore precedente prima dell'inserimento del fattore di conoscenza della schermata di blocco (LSKF) dopo l'avvio.

RoR consente di sbloccare l'archiviazione CE di tutte le app su un dispositivo, inclusi quelle che non supportano l'Avvio diretto, quando viene avviato un riavvio in seguito a aggiornamento OTA. Questa funzionalità consente agli utenti di ricevere notifiche da tutte le app installate dopo il riavvio.

Modello di minaccia

L’implementazione del RoR deve garantire che quando un dispositivo rientri nella mano, è estremamente difficile per l'aggressore recuperare la crittografia lato client dell'utente dati criptati, anche se il dispositivo è acceso, l'archiviazione CE è sbloccata e Il dispositivo viene sbloccato dall'utente dopo aver ricevuto un aggiornamento OTA. Addetto ai lavori la resistenza agli attacchi deve essere efficace anche se l'aggressore ottiene l'accesso al per la trasmissione delle chiavi di firma crittografica.

Nello specifico, lo spazio di archiviazione CE non deve essere letto da un utente malintenzionato che ha il dispositivo e presenta le seguenti funzionalità e limitazioni:

Funzionalità

  • Puoi usare la chiave di firma di qualsiasi fornitore o azienda per firmare messaggi arbitrari.
  • Può causare la ricezione di un aggiornamento OTA sul dispositivo.
  • Può modificare il funzionamento di qualsiasi hardware (ad esempio un processore di applicazioni, o memoria flash), ad eccezione di quanto descritto nella sezione Limitazioni di seguito. (Tuttavia, tale modifica comporta un ritardo di almeno un'ora e un e riaccensione e spegnimento che distruggi i contenuti della RAM).

Limitazioni

  • Non è possibile modificare il funzionamento dell'hardware a prova di manomissione (ad esempio un chip Titan M).
  • Impossibile leggere la RAM del dispositivo in tempo reale.
  • Non può indovinare le credenziali dell'utente (PIN, sequenza, password) o causarne in altro modo l'inserimento.

Soluzione

Il sistema di aggiornamento RoR di Android 12 offre protezione contro attaccanti molto sofisticati e lo fa mantenendo le password e i PIN sul dispositivo, che non vengono mai inviati o memorizzati sui server di Google. Questa è una panoramica della procedura che garantisce che i livelli di sicurezza forniti siano simili a quelli di un sistema RoR a livello di dispositivo basato su hardware:

  • Android applica protezioni crittografiche ai dati archiviati su un dispositivo.
  • Tutti i dati sono protetti da chiavi archiviate nell'ambiente di esecuzione attendibile (TEE).
  • Il TEE rilascia le chiavi solo se il sistema operativo in esecuzione supera autenticazione crittografica (avvio verificato).
  • Il servizio RoR in esecuzione sui server Google protegge i dati CE archiviando un segreto che può essere recuperato solo per un periodo di tempo limitato. Questa opzione funziona in tutto l'ecosistema Android.
  • Una chiave crittografica, protetta dal PIN di un utente, viene utilizzata per sbloccare il dispositivo e decriptare lo spazio di archiviazione CE.
    • Quando viene programmato un riavvio notturno, Android chiede all'utente di inserire il PIN, quindi calcola una password sintetica (SP).
    • Quindi cripta l'SP due volte: una volta con una chiave K_s memorizzata nella RAM e di nuovo con una chiave K_k memorizzata nel TEE.
    • Il token con crittografia doppia viene archiviato su disco e viene cancellato dalla RAM. Entrambe le chiavi vengono generate di recente e utilizzate per un solo riavvio.
  • Al momento del riavvio, Android affida K_s al server. La ricevuta con K_k viene criptata prima di essere archiviata su disco.
  • Dopo il riavvio, Android utilizza K_k per decriptare la ricevuta, poi la invia al server per recuperare K_s.
    • K_k e K_s vengono utilizzati per decriptare l'SP archiviato sul disco.
    • Android utilizza il token di protezione per sbloccare lo spazio di archiviazione del CE e consentire l'avvio normale delle app.
    • K_k e K_s vengono eliminati.

Gli aggiornamenti per proteggere il tuo smartphone possono avvenire in un momento conveniente per te: mentre dormi.

Ripetizione del PIN della SIM

In determinate condizioni, il codice PIN di una carta SIM viene verificato da una cache, una procedura chiamata riproduzione del PIN della SIM.

Una scheda SIM con un PIN attivo deve inoltre essere sottoposta a un codice PIN senza interruzioni verifica (riproduzione del PIN della SIM) dopo un riavvio automatico per ripristinare la rete cellulare Connettività (necessaria per telefonate, SMS e servizi dati). Il PIN della SIM e le relative informazioni corrispondenti (ICCID e slot della SIM) di Google) vengono archiviati insieme in modo sicuro. Il PIN memorizzato può essere recuperato e utilizzato per la verifica solo dopo un riavvio automatico riuscito. Se il dispositivo è protetto, il PIN della SIM viene memorizzato con le chiavi protette dalla LSKF. Se il PIN della SIM è attivo, l'interazione con il server RoR richiede una connessione Wi-Fi per l'aggiornamento OTA e il RoR basato su server, che garantisce la funzionalità di base (con connettività cellulare) dopo il riavvio.

Il PIN della SIM viene criptato e memorizzato nuovamente ogni volta che l'utente abilita la verifica o la modifica. Il PIN della SIM viene ignorato se si verifica una delle seguenti condizioni:

  • La SIM viene rimossa o reimpostata.
  • L'utente disattiva il PIN.
  • Si è verificato un riavvio non avviato da RoR.

Il PIN della SIM memorizzato può essere utilizzato una sola volta dopo il riavvio avviato da RoR e solo per un periodo di tempo molto breve (20 secondi) se i dettagli della scheda SIM corrispondono. Il PIN della SIM memorizzata non viene mai trasferito dall'app TelephonyManager non possono essere recuperati da moduli esterni.

Linee guida per l'implementazione

In Android 12, le funzioni RoR basate su server e multi-client forniscono un carico più leggero ai partner quando inviano aggiornamenti OTA. Gli aggiornamenti necessari possono avvenire durante i tempi di riposo del dispositivo, ad esempio durante le ore di sospensione designate.

Per assicurarti che gli aggiornamenti OTA durante questi periodi di tempo non interrompano gli utenti, impiega la modalità oscura per ridurre le emissioni di luce. Per farlo, chiedi al dispositivo ricerca bootloader per il motivo della stringa unattended. Se unattended è true, attiva la modalità Buio sul dispositivo. Tieni presente che è responsabilità di ogni OEM mitigare le emissioni sonore e luminose.

Se esegui l'upgrade ad Android 12 o se lanci dispositivi Android 12, non devi fare nulla per implementare la nuova funzionalità RoR.

C'è una nuova chiamata nel flusso multi-cliente: isPreparedForUnattendedUpdate, come mostrato di seguito:

@RequiresPermission(anyOf = {android.Manifest.permission.RECOVERY,
            android.Manifest.permission.REBOOT})
public static boolean isPreparedForUnattendedUpdate(@NonNull Context context)

Non è necessario implementare questa funzionalità, perché l'HAL è deprecato a partire da Android 12.

TelephonyManager

Il client OTA invoca l'API di sistema TelephonyManager quando è imminente un riavvio in Android 12. Questa API sposta tutti i codici PIN memorizzati nella cache dall'AVAILABLE allo stato REBOOT_READY. Il sistema TelephonyManager L'API è protetta dall'elemento REBOOT esistente Autorizzazione dei file manifest.

 /**
    * The unattended reboot was prepared successfully.
    * @hide
    */
   @SystemApi
   public static final int PREPARE_UNATTENDED_REBOOT_SUCCESS = 0;

   /**
    * The unattended reboot was prepared, but the user will need to manually
    * enter the PIN code of at least one SIM card present in the device.
    * @hide
    */
   @SystemApi
   public static final int PREPARE_UNATTENDED_REBOOT_PIN_REQUIRED = 1;

   /**
    * The unattended reboot was not prepared due to generic error.
    * @hide
    */
   @SystemApi
   public static final int PREPARE_UNATTENDED_REBOOT_ERROR = 2;

   /** @hide */
   @Retention(RetentionPolicy.SOURCE)
   @IntDef(prefix = {"PREPARE_UNATTENDED_REBOOT_"},
           value = {
                   PREPARE_UNATTENDED_REBOOT_SUCCESS,
                   PREPARE_UNATTENDED_REBOOT_PIN_REQUIRED,
                   PREPARE_UNATTENDED_REBOOT_ERROR
           })
   public @interface PrepareUnattendedRebootResult {}

   /**
    * Prepare TelephonyManager for an unattended reboot. The reboot is
    * required to be done shortly after the API is invoked.
    *
    * Requires system privileges.
    *
    * <p>Requires Permission:
    *   {@link android.Manifest.permission#REBOOT}
    *
    * @return {@link #PREPARE_UNATTENDED_REBOOT_SUCCESS} in case of success.
    * {@link #PREPARE_UNATTENDED_REBOOT_PIN_REQUIRED} if the device contains
    * at least one SIM card for which the user needs to manually enter the PIN
    * code after the reboot. {@link #PREPARE_UNATTENDED_REBOOT_ERROR} in case
    * of error.
    * @hide
    */
   @SystemApi
   @RequiresPermission(android.Manifest.permission.REBOOT)
   @PrepareUnattendedRebootResult
   public int prepareForUnattendedReboot()

L'API di sistema TelephonyManager viene utilizzata dagli APK con privilegi.

Test

Per testare la nuova API, esegui questo comando:

    adb shell cmd phone unattended-reboot

Questo comando funziona solo quando la shell è in esecuzione come root (adb root).

Solo Android 11

Il resto di questa pagina riguarda Android 11.

Da luglio 2020, le implementazioni di HAL RoR rientrano in due categorie:

  1. Se l'hardware SoC supporta la persistenza della RAM dopo i riavvii, gli OEM possono utilizzare l'implementazione predefinita in AOSP (Default RAM Escrow).
  2. Se l'hardware o il SoC del dispositivo supporta un'enclave hardware sicura (un insieme coprocessore di sicurezza con la propria RAM e ROM), inoltre deve eseguire le seguenti:
    • Essere in grado di rilevare un riavvio principale della CPU.
    • Avere un'origine timer hardware che persiste dopo i riavvii. In altre parole, l'enclave deve essere in grado di rilevare il riavvio e far scadere un timer impostato prima del riavvio.
    • Supporta la memorizzazione di una chiave in custodia nella RAM/ROM dell'enclave in modo che non possa essere recuperata con attacchi offline. Deve archiviare la chiave RoR in modo che impedisce agli addetti ai lavori o agli aggressori di recuperarlo.

Cassa depositaria RAM predefinita

AOSP ha un'implementazione dell'HAL RoR utilizzando la persistenza della RAM. Affinché ciò funzioni, gli OEM devono assicurarsi che i loro SoC supportino la persistenza della RAM tra i riavvii. Alcuni SoC non sono in grado di mantenere i contenuti della RAM dopo un riavvio, pertanto gli OEM sono invitati a consultare i propri partner SoC prima di attivare questo HAL predefinito. Il riferimento canonico a questo argomento nella sezione seguente.

Flusso di aggiornamento OTA utilizzando RoR

L'app client OTA sul telefono deve avere Manifest.permission.REBOOT e Manifest.permission.RECOVERY per chiamare i metodi necessari implementare il RoR. Con questo prerequisito, il flusso di una l'aggiornamento segue questa procedura:

  1. L'app client OTA scarica l'aggiornamento.
  2. L'app client OTA chiama RecoverySystem#prepareForUnattendedUpdate, che attiva la richiesta del PIN, della sequenza o della password all'utente nella schermata di blocco durante il successivo sblocco.
  3. L'utente sblocca il dispositivo nella schermata di blocco e il dispositivo è pronto per applicare l'aggiornamento.
  4. chiamate dell'app client OTA a RecoverySystem#rebootAndApply, che vengono immediatamente un riavvio.

Al termine di questo flusso, il dispositivo si riavvia e il RoR sblocca l'archiviazione con crittografia delle credenziali (CE). Per le app, questo appare come un normale sblocco dell'utente, quindi riceve tutti i segnali, come ACTION_LOCKED_BOOT_COMPLETED e AZIONE_BOOT_COMPLETATA che fanno normalmente.

Modificare le configurazioni dei prodotti

Un prodotto contrassegnato come supporto della funzionalità RoR in Android 11 deve includere un dell'HAL RiavviaEscrow e includi il file XML degli indicatori di funzionalità. L'implementazione predefinita funziona bene sui dispositivi che utilizzano il riavvio a caldo (quando l'alimentazione della DRAM rimane accesa durante il riavvio).

Indicatore della funzionalità di riavvio della custodia

L'indicatore degli elementi deve essere presente anche:

PRODUCT_COPY_FILES += \
    frameworks/native/data/etc/android.hardware.reboot_escrow.xml:$(TARGET_COPY_OUT_VENDOR)/etc/permissions/android.hardware.reboot_escrow.xml

Implementazione predefinita dell'HAL di escrow del riavvio

Per utilizzare l'implementazione predefinita, devi riservare 65.536 (0x10000) byte. Mai scrivere questi byte nello spazio di archiviazione permanente per garantire che le proprietà di sicurezza rimangono invariate.

Modifiche alla struttura ad albero dei dispositivi kernel Linux

Nella struttura ad albero del kernel di Linux, devi riservare memoria per una regione pmem. L'esempio seguente mostra che 0x50000000 è prenotato:

  reserved-memory {
    my_reservation@0x50000000 {
      no-map;
      reg = <0x50000000 0x10000>;
    }
  }

  reboot_escrow@0 {
    compatible = "pmem-region";
    reg = <0x50000000 0x10000>;
  };

Verifica di avere un nuovo dispositivo nella directory dei blocchi con un nome simile a /dev/block/pmem0 (ad esempio pmem1 o pmem2).

Modifiche device.mk

Supponendo che il nuovo dispositivo del passaggio precedente sia denominato pmem0, devi assicurati che le nuove voci seguenti vengano aggiunte a vendor/<oem>/<product>/device.mk:

# Resume on Reboot support
PRODUCT_PROPERTY_OVERRIDES += \
    ro.rebootescrow.device=/dev/block/pmem0
PRODUCT_PACKAGES += \
    android.hardware.rebootescrow-service.default
Regole SELinux

Aggiungi queste nuove voci alle file_contexts del dispositivo:

/dev/block/pmem0  u:object_r:rebootescrow_device:s0
/vendor/bin/hw/android\.hardware\.rebootescrow-service\.default  u:object_r:hal_rebootescrow_default_exec:s0