O Android 11 oferece suporte a um esquema de assinatura compatível com streaming com o APK Signature Scheme v4. A assinatura v4 é baseada na árvore hash Merkle calculada sobre todos os bytes do APK. Ele segue exatamente a estrutura da árvore hash fs-verity (por exemplo, preenchimento de zero no salt e preenchimento de zero no último bloco). O Android 11 armazena a assinatura em um arquivo separado, <apk name>.apk.idsig Uma assinatura v4 requer uma assinatura v2 ou v3 complementar.
Formato de arquivo
Todos os campos numéricos estão em little endian. Todos os campos ocupam exatamente o número de bytes de sizeof() , sem preenchimento ou alinhamento implícito adicionado.
Abaixo está uma estrutura auxiliar para simplificar as definições.
template <class SizeT>
struct sized_bytes {
SizeT size;
byte bytes[size];
};
Conteúdo do arquivo principal:
struct V4Signature {
int32 version; // only version 2 is supported as of now
sized_bytes<int32> hashing_info;
sized_bytes<int32> signing_info;
sized_bytes<int32> merkle_tree; // optional
};
hashing_info são os parâmetros usados para geração da árvore hash + o hash raiz:
struct hashing_info.bytes {
int32 hash_algorithm; // only 1 == SHA256 supported
int8 log2_blocksize; // only 12 (block size 4096) supported now
sized_bytes<int32> salt; // used exactly as in fs-verity, 32 bytes max
sized_bytes<int32> raw_root_hash; // salted digest of the first Merkle tree page
};
signing_info é a seguinte estrutura:
struct signing_info.bytes {
sized_bytes<int32> apk_digest; // used to match with the corresponding APK
sized_bytes<int32> x509_certificate; // ASN.1 DER form
sized_bytes<int32> additional_data; // a free-form binary data blob
sized_bytes<int32> public_key; // ASN.1 DER, must match the x509_certificate
int32 signature_algorithm_id; // see the APK v2 doc for the list
sized_bytes<int32> signature;
};
-
apk_digesté obtido do bloco de assinatura v3 do APK ou, se não estiver presente, do bloco v2 (consulte apk_digest )
Para criar e verificar um código signature , é necessário serializar os seguintes dados em um blob binário e passá-los para o algoritmo de assinatura/verificação como os dados assinados :
struct V4DataForSigning {
int32 size;
int64 file_size; // the size of the file that's been hashed.
hashing_info.hash_algorithm;
hashing_info.log2_blocksize;
hashing_info.salt;
hashing_info.raw_root_hash;
signing_info.apk_digest;
signing_info.x509_certificate;
signing_info.additional_data;
};
-
merkle_treeé toda a árvore Merkle do APK, calculada conforme descrito na documentação do fs-verity .
Produtores e consumidores
A ferramenta apksigner Android SDK agora gera o arquivo de assinatura v4 se você executá-lo com parâmetros padrão. A assinatura v4 pode ser desabilitada da mesma forma que os outros esquemas de assinatura. Também pode verificar se a assinatura v4 é válida.
adb espera que o arquivo .apk.idsig esteja presente próximo ao .apk ao executar o comando adb install --incremental
Ele também usará o arquivo .idsig para tentar a instalação incremental por padrão e voltará para uma instalação normal se estiver ausente ou for inválida.
Quando uma sessão de instalação é criada, a nova API de instalação de streaming no PackageInstaller aceita a assinatura v4 removida como um argumento separado ao adicionar um arquivo à sessão. Neste ponto, signing_info é passado para o incfs como um blob inteiro. O Incfs extrai o hash raiz do blob.
Quando a sessão de instalação está sendo confirmada, PackageManagerService executa um ioctl para recuperar o blob Signing_info do incfs, analisa-o e verifica a assinatura.
Espera-se que o componente Incremental Data Loader transmita a parte da árvore Merkle da assinatura por meio da API nativa do carregador de dados.
O comando package service shell install-incremental aceita o arquivo de assinatura v4 removido codificado como base64 como um parâmetro para cada arquivo adicionado. A árvore Merkle correspondente deve ser enviada para o stdin do comando.
apk_digest
apk_digest é o primeiro resumo de conteúdo disponível na ordem:
- V3, bloco de 1 MB, SHA2-512 (CONTENT_DIGEST_CHUNKED_SHA512),
- V3, bloco de 4 KB, SHA2-256 (CONTENT_DIGEST_VERITY_CHUNKED_SHA256),
- V3, bloco de 1 MB, SHA2-256 (CONTENT_DIGEST_CHUNKED_SHA256),
- V2, SHA2-512,
- V2, SHA2-256.
Consulte a sequência com prefixo de comprimento de assinaturas com prefixo de comprimento no APK Signature Scheme v3.
Validação e teste
Valide a implementação usando testes de unidade de recursos e CTS.
-
CtsIncrementalInstallHostTestCases- /android/cts/hostsidetests/incrementalinstall
Testando o formato de assinatura
Para testar o formato da assinatura, configure um ambiente de desenvolvimento e execute os seguintes testes manuais:
$ atest PackageManagerShellCommandTest
PackageManagerShellCommandIncrementalTest
Testando formato de assinatura com Android SDK (ADB e apksigner)
Para testar o formato de assinatura com o Android SDK, configure um ambiente de desenvolvimento e certifique-se de ter concluído a implementação do IncFS . Em seguida, atualize a compilação em um dispositivo físico ou emulador de destino. Você precisa gerar ou obter um APK existente e, em seguida, criar uma chave de assinatura de depuração . Por fim, assine e instale o apk com formato de assinatura v4 da pasta build-tools.
Sinal
$ ./apksigner sign --ks debug.keystore game.apk
Instalar
$ ./adb install game.apk
Onde esses testes podem ser encontrados?
/android/cts/tests/tests/content/src/android/content/pm/cts/PackageManagerShellCommandIncrementalTest.java