Omówienie platformy wirtualizacji systemu Android (AVF).

Android Virtualization Framework (AVF) zapewnia bezpieczne i prywatne środowiska wykonawcze do wykonywania kodu. AVF idealnie nadaje się do zastosowań zorientowanych na bezpieczeństwo, które wymagają silniejszych, nawet formalnie zweryfikowanych gwarancji izolacji w porównaniu z tymi oferowanymi przez piaskownicę aplikacji na Androida. Android zapewnia referencyjną implementację wszystkich komponentów potrzebnych do wdrożenia AVF. Obecnie AVF jest obsługiwany tylko na urządzeniach ARM64. Rysunek 1 przedstawia architekturę AVF:

Oto definicje najważniejszych terminów z rysunku 1:

apexd i zipfuse

Bezpiecznie montuje pliki APEX i APK importowane z hosta.

autoryzacje

Bezpieczny system plików zapewniający bezpieczne udostępnianie wielu plików między systemem Android i pVM (host i gość).

spoiwo

Podstawowy sposób komunikacji między maszynami wirtualnymi.

crosvm

Monitor maszyny wirtualnej napisany rdzą. crosvm przydziela pamięć maszyny wirtualnej, tworzy wirtualne wątki procesora i implementuje zaplecze urządzenia wirtualnego.

Ogólny obraz jądra (GKI)

Obraz rozruchowy certyfikowany przez Google, zawierający jądro GKI zbudowane z drzewa źródłowego wspólnego jądra systemu Android (ACK) i nadający się do flashowania na partycję rozruchową urządzenia z systemem Android. Więcej informacji można znaleźć w przeglądzie jądra .

hiperwizor

Technologia wirtualizacji używana przez AVF, znana również jako pKVM . Hiperwizor utrzymuje integralność wykonywanego kodu i poufność zasobów pVM, nawet jeśli Android lub którakolwiek inna maszyna pVM zostanie naruszona.

API Javy

Interfejsy API Java VirtualizationService, które są obecne tylko na urządzeniach z obsługą AVF. Te interfejsy API są opcjonalne i nie są częścią thebootclasspath .

Mikrodroid

Dostarczony przez Google system operacyjny mini Android działający na maszynie pVM.

Menedżer mikrodroidów

Zarządza cyklem życia pVM wewnątrz pVM i dyskiem instancji.

Natywne API

Podzbiór zestawu Android Native Developers Kit (NDK).

chroniona maszyna wirtualna oparta na jądrze (pKVM)

Zobacz Hypervisor .

Oprogramowanie sprzętowe pVM ( pvmfw )

Pierwszy kod działający na maszynie pVM, pvmfw weryfikuje ładunek i wyprowadza sekret każdej maszyny wirtualnej.

chroniona maszyna wirtualna (pVM)

Obopólnie nieufne, izolowane środowiska wykonawcze („goście”), które działają razem z głównym systemem operacyjnym Android („host”). PVM są zarządzane przez pKVM.

W porównaniu z istniejącymi zaufanymi środowiskami wykonawczymi (TEE), maszyny pVM zapewniają bogatsze środowisko, w tym dystrybucję mini-Android o nazwie Microdroid . Maszyny pVM mogą być używane dynamicznie i zapewniają standardowy zestaw interfejsów API dostępnych na wszystkich urządzeniach, które je obsługują.

Usługa wirtualizacji

Usługa Android zarządzająca cyklem życia maszyn pVM.

Co dalej?

• Jeśli chcesz lepiej zrozumieć potrzebę stosowania AVF, zapoznaj się z artykułem Dlaczego AVF? .
• Aby przeczytać o tym, jak AVF może być używany do izolowanej kompilacji, zobacz Przypadki użycia .
• Jeśli chcesz uzyskać bardziej szczegółowe wyjaśnienie architektury referencyjnej implementacji AVF, zobacz Architektura AVF .
• Jeśli chcesz dowiedzieć się więcej o Microdroid, zapoznaj się z Microdroidem .
• Jeśli interesuje Cię, jak AVF radzi sobie z bezpieczeństwem, zapoznaj się z sekcją Bezpieczeństwo .
• Aby zrozumieć rolę usługi wirtualizacji, zapoznaj się z sekcją VirtualizationService .
• Kod źródłowy AVF lub szczegółowe wyjaśnienia dotyczące poszczególnych komponentów można znaleźć w repozytorium AOSP

,

Android Virtualization Framework (AVF) zapewnia bezpieczne i prywatne środowiska wykonawcze do wykonywania kodu. AVF idealnie nadaje się do zastosowań zorientowanych na bezpieczeństwo, które wymagają silniejszych, nawet formalnie zweryfikowanych gwarancji izolacji w porównaniu z tymi oferowanymi przez piaskownicę aplikacji na Androida. Android zapewnia referencyjną implementację wszystkich komponentów potrzebnych do wdrożenia AVF. Obecnie AVF jest obsługiwany tylko na urządzeniach ARM64. Rysunek 1 przedstawia architekturę AVF:

Oto definicje najważniejszych terminów z rysunku 1:

apexd i zipfuse

Bezpiecznie montuje pliki APEX i APK importowane z hosta.

autoryzacje

Bezpieczny system plików zapewniający bezpieczne udostępnianie wielu plików między systemem Android i pVM (host i gość).

spoiwo

Podstawowy sposób komunikacji między maszynami wirtualnymi.

crosvm

Monitor maszyny wirtualnej napisany rdzą. crosvm przydziela pamięć maszyny wirtualnej, tworzy wirtualne wątki procesora i implementuje zaplecze urządzenia wirtualnego.

Ogólny obraz jądra (GKI)

Obraz rozruchowy certyfikowany przez Google, zawierający jądro GKI zbudowane z drzewa źródłowego wspólnego jądra systemu Android (ACK) i nadający się do flashowania na partycję rozruchową urządzenia z systemem Android. Więcej informacji można znaleźć w przeglądzie jądra .

hiperwizor

Technologia wirtualizacji używana przez AVF, znana również jako pKVM . Hiperwizor utrzymuje integralność wykonywanego kodu i poufność zasobów pVM, nawet jeśli Android lub którakolwiek inna maszyna pVM zostanie naruszona.

API Javy

Interfejsy API Java VirtualizationService, które są obecne tylko na urządzeniach z obsługą AVF. Te interfejsy API są opcjonalne i nie są częścią thebootclasspath .

Mikrodroid

Dostarczony przez Google system operacyjny mini Android działający na maszynie pVM.

Menedżer mikrodroidów

Zarządza cyklem życia pVM wewnątrz pVM i dyskiem instancji.

Natywne API

Podzbiór zestawu Android Native Developers Kit (NDK).

chroniona maszyna wirtualna oparta na jądrze (pKVM)

Zobacz Hypervisor .

Oprogramowanie sprzętowe pVM ( pvmfw )

Pierwszy kod działający na maszynie pVM, pvmfw weryfikuje ładunek i wyprowadza sekret każdej maszyny wirtualnej.

chroniona maszyna wirtualna (pVM)

Obopólnie nieufne, izolowane środowiska wykonawcze („goście”), które działają razem z głównym systemem operacyjnym Android („host”). PVM są zarządzane przez pKVM.

W porównaniu z istniejącymi zaufanymi środowiskami wykonawczymi (TEE), maszyny pVM zapewniają bogatsze środowisko, w tym dystrybucję mini-Android o nazwie Microdroid . Maszyny pVM mogą być używane dynamicznie i zapewniają standardowy zestaw interfejsów API dostępnych na wszystkich urządzeniach, które je obsługują.

Usługa wirtualizacji

Usługa Android zarządzająca cyklem życia maszyn pVM.

Co dalej?

• Jeśli chcesz lepiej zrozumieć potrzebę stosowania AVF, zapoznaj się z artykułem Dlaczego AVF? .
• Aby przeczytać o tym, jak AVF może być używany do izolowanej kompilacji, zobacz Przypadki użycia .
• Jeśli chcesz uzyskać bardziej szczegółowe wyjaśnienie architektury referencyjnej implementacji AVF, zobacz Architektura AVF .
• Jeśli chcesz dowiedzieć się więcej o Microdroid, zapoznaj się z Microdroidem .
• Jeśli interesuje Cię, jak AVF radzi sobie z bezpieczeństwem, zapoznaj się z sekcją Bezpieczeństwo .
• Aby zrozumieć rolę usługi wirtualizacji, zapoznaj się z sekcją VirtualizationService .
• Kod źródłowy AVF lub szczegółowe wyjaśnienia dotyczące poszczególnych komponentów można znaleźć w repozytorium AOSP