支援 Android 7.0 以上版本 檔案型加密 (FBE)。FBE 可讓您使用可以解鎖的不同金鑰來加密不同的檔案 以便獨立作業這些金鑰可用於加密檔案內容和檔案名稱。 使用 FBE 時,其他資訊如目錄版面配置、檔案大小 權限,以及建立/修改時間都不會加密。我們將 這些其他資訊稱為「檔案系統中繼資料」。
Android 9 開始支援中繼資料加密。 透過中繼資料加密,開機時當下的單一金鑰會加密任何項目 內容並未由 FBE 加密。這組金鑰受 Keymaster 保護, 會由驗證開機程序保護。
啟用 FBE 時,一律在採用儲存空間中啟用中繼資料加密。 您也可以在內部儲存空間啟用中繼資料加密。啟動的裝置數 搭載 Android 11 以上版本,必須對中繼資料加密 已啟用內部儲存空間
在內部儲存空間實作
您可以在新裝置的內部儲存空間上設定中繼資料加密,步驟如下:
設定 metadata
檔案系統、變更 init 序列,以及
在裝置的 fstab 檔案中啟用中繼資料加密。
必要條件
必須先將資料分區,才能設定中繼資料加密 格式化。因此,這項功能僅適用於新裝置。這不是 OTA 應該變更。
中繼資料加密要求 dm-default-key
模組必須是
已在核心中啟用在 Android 11 以上版本中,
Android 通用核心版本支援 dm-default-key
4.14 以及更高版本。這個 dm-default-key
版本使用了硬體,
廠商獨立加密的架構,稱為 blk-crypto。
如要啟用 dm-default-key
,請使用:
CONFIG_BLK_INLINE_ENCRYPTION=y CONFIG_FS_ENCRYPTION_INLINE_CRYPT=y CONFIG_DM_DEFAULT_KEY=y
dm-default-key
使用內嵌加密硬體 (符合以下條件的硬體)
在資料傳輸至儲存裝置中,或從儲存裝置傳輸資料時,於
廣告。如果您「不會」使用內嵌加密硬體,那麼
啟用退回核心密碼編譯 API 的替代方案:
CONFIG_BLK_INLINE_ENCRYPTION_FALLBACK=y
不使用內嵌加密硬體時,您也應啟用所有可用的 FBE 說明文件中建議以 CPU 為基礎的加速功能。
在 Android 10 以下版本中,dm-default-key
則不受 Android 通用核心支援因此,供應商可以自行決定
實作 dm-default-key
。
設定中繼資料檔案系統
因為在中繼資料前,一律無法讀取使用者資料分區中的內容 當存在加密金鑰,分區表必須將 名為「中繼資料分區」儲存金鑰的 blob 確保這組金鑰安全無虞中繼資料分區應為 16MB。
fstab.hardware
必須包含中繼資料檔案系統的項目
掛接於該分區上,包括掛接到 /metadata
formattable
標記,以確保在啟動時格式化。
f2fs 檔案系統不適用於較小的分區;建議使用 ext4
。例如:
/dev/block/bootdevice/by-name/metadata /metadata ext4 noatime,nosuid,nodev,discard wait,check,formattable
為確保 /metadata
掛接點確實存在,請新增下列這一行
至 BoardConfig-common.mk
:
BOARD_USES_METADATA_PARTITION := true
init 序列的變更
使用中繼資料加密時,必須先執行 vold
/data
已掛接。為確保初期要求能提早開始,請新增
下列片段給 init.hardware.rc
:
# We need vold early for metadata encryption on early-fs start vold
init 必須先在執行中並準備就緒,才能在 init 嘗試掛接
/data
。
init.hardware.rc
中應該已經包含 mount_all
指示將 /data
本身掛接在 on
late-fs
節中。在這個行前,新增指令以執行
wait_for_keymaster
服務:
on late-fs … # Wait for keymaster exec_start wait_for_keymaster # Mount RW partitions which need run fsck mount_all /vendor/etc/fstab.${ro.boot.hardware.platform} --late
啟用中繼資料加密功能
最後將 keydirectory=/metadata/vold/metadata_encryption
新增至
以下項目的 fstab
項目 fs_mgr_flags 資料欄:
userdata
。例如,完整的 fstab 行看起來可能像這樣:
/dev/block/bootdevice/by-name/userdata /data f2fs noatime,nosuid,nodev,discard,inlinecrypt latemount,wait,check,fileencryption=aes-256-xts:aes-256-cts:inlinecrypt_optimized,keydirectory=/metadata/vold/metadata_encryption,quota,formattable
根據預設,內部儲存空間的中繼資料加密演算法為
AES-256-XTS。如要覆寫這項設定,請設定
metadata_encryption
選項,也包含在
fs_mgr_flags 資料欄:
- 在不支援 AES 加速的裝置上,Adiantum 加密
透過設定
metadata_encryption=adiantum
即可啟用。 - 在支援硬體包裝金鑰的裝置上,
對中繼資料加密金鑰
metadata_encryption=aes-256-xts:wrappedkey_v0
(或 等於metadata_encryption=:wrappedkey_v0
,aes-256-xts
是預設演算法)。
因為 Android 中 dm-default-key
的核心介面已變更
11,您還必須確保
正確的PRODUCT_SHIPPING_API_LEVEL
值
device.mk
。舉例來說,如果裝置啟動時搭載的是 Android
11 (API 級別 30),device.mk
應
包含:
PRODUCT_SHIPPING_API_LEVEL := 30
你也可以設定下列系統屬性,強制使用新的
dm-default-key
API (無論運送 API 級別為何):
PRODUCT_PROPERTY_OVERRIDES += \ ro.crypto.dm_default_key.options_format.version=2
驗證
如要驗證中繼資料加密功能是否已啟用且可正常運作,請執行 測試。也請留意一般的 問題 (請參閱下方說明)。
測試
請先執行下列指令,確認中繼資料加密是否 在內部儲存空間上啟用:
adb root
adb shell dmctl table userdata
畫面上應該會顯示類似以下的輸出內容:
Targets in the device-mapper table for userdata: 0-4194304: default-key, aes-xts-plain64 - 0 252:2 0 3 allow_discards sector_size:4096 iv_large_sectors
如果您透過設定
裝置 fstab
中的metadata_encryption
選項,然後
輸出內容會稍有不同舉例來說,如果您啟用 Adiantum 加密,則第三個
欄位將會是 xchacha12,aes-adiantum-plain64
,而不是
aes-xts-plain64
。
接著,執行 vts_kernel_encryption_test ,驗證中繼資料加密和 FBE 的正確性:
atest vts_kernel_encryption_test
或:
vts-tradefed run vts -m vts_kernel_encryption_test
常見問題
呼叫 mount_all
時,該容器會掛接中繼資料加密
/data
分區,init
會執行 vdc 工具。vDC
工具會透過 binder
連線至 vold
,以設定
並掛接分區。在這個情境中
呼叫,init
遭到封鎖,嘗試讀取或設定
init
屬性會遭到封鎖,直到 mount_all
結束為止。
如果在這個階段,vold
作業的任何部分直接或
間接阻擋他人讀取或設定資源,就會造成死結。是
請務必確保 vold
可完成讀取作業
存取 Keymaster 及掛接資料目錄,而沒有
進一步與 init
互動
如果 mount_all
執行時未完全啟動 Keymaster,則不會
回應 vold
直到它讀到
init
,因此可確切導致說明的死結。位置
高於相關門檻的 exec_start wait_for_keymaster
設定 mount_all
叫用,確保 Keymaster 已完整
所以可以避免這個死結
採用可採用儲存空間的設定
從 Android 9 開始,這種中繼資料加密方式為 一律在採用儲存空間上啟用 啟用 FBE 時 (即使未啟用中繼資料加密功能) 內部儲存空間
在 Android 開放原始碼計畫中,採用中繼資料加密機制有兩種實作方式
storage:依據 dm-crypt
淘汰的項目,再依據更新的版本
在 dm-default-key
。為了確保正確實作
請確定您已為裝置設定正確的值
PRODUCT_SHIPPING_API_LEVEL
於 device.mk
。例如:
如果您的裝置搭載 Android 11 (API 級別 30),
device.mk
應包含:
PRODUCT_SHIPPING_API_LEVEL := 30
你也可以設定下列系統屬性,強制使用新的 磁碟區中繼資料加密方法 (以及新的預設 FBE 政策版本) ,無論運送 API 級別為何:
PRODUCT_PROPERTY_OVERRIDES += \ ro.crypto.volume.metadata.method=dm-default-key \ ro.crypto.dm_default_key.options_format.version=2 \ ro.crypto.volume.options=::v2
目前方法
在搭載 Android 11 以上版本的裝置上
在採用的儲存空間中對中繼資料加密時,會使用 dm-default-key
核心模組,就像內部儲存空間一樣。瞭解核心設定的必要條件。
選項。請注意,
裝置的內部儲存空間可能無法在採用的儲存體上無法使用,
可能需要 CONFIG_BLK_INLINE_ENCRYPTION_FALLBACK=y
。
根據預設,dm-default-key
磁碟區中繼資料加密方法
採用 AES-256-XTS 加密演算法和 4096 位元組加密編譯。
只要設定
ro.crypto.volume.metadata.encryption
系統屬性。這個
屬性值的語法與 metadata_encryption
相同
Fstab 選項。舉例來說,若裝置不支援 AES
加速、Adiantum 加密
可以透過設定啟用
ro.crypto.volume.metadata.encryption=adiantum
。
舊版方法
在搭載 Android 10 以下版本的裝置上,中繼資料
採用型儲存空間上的加密功能會使用 dm-crypt
核心模組
而不是 dm-default-key
:
CONFIG_DM_CRYPT=y
與 dm-default-key
方法不同,dm-crypt
方法
會使檔案內容被加密兩次:一次使用 FBE 金鑰,另一次是使用
中繼資料加密金鑰這種雙重加密機制會降低效能,
不必達到中繼資料加密機制的安全性目標。自 Android 級別起,
確保 FBE 金鑰至少和中繼資料一樣不易入侵
加密金鑰供應商可自訂核心來避免重複
尤其是實作
allow_encrypt_override
選項,Android 會傳入
系統屬性為 dm-crypt
ro.crypto.allow_encrypt_override
已設為 true
。
Android 通用核心不支援這些自訂項目。
根據預設,dm-crypt
磁碟區中繼資料加密方法會使用
採用 ESSIV 和 512 位元組加密編譯的 AES-128-CBC 加密演算法。這個
如要覆寫,請設定下列系統屬性
用於 FDE):
ro.crypto.fde_algorithm
會選取中繼資料加密功能 演算法。選項包括aes-128-cbc
和adiantum
。Adiantum 僅限使用 裝置缺少 AES 加速功能。ro.crypto.fde_sector_size
會選取加密部門大小。 選項包括 512、1024、2048 和 4096。如需 Adiantum 加密,請使用 4096。