Tính năng Xác minh quy trình khởi động yêu cầu xác minh bằng mật mã tất cả mã thực thi và dữ liệu thuộc phiên bản Android đang khởi động trước khi sử dụng. Tính năng này bao gồm cả nhân (được tải từ phân vùng boot), cây thiết bị (được tải từ phân vùng dtbo), phân vùng system, phân vùng vendor, v.v.
Các phân vùng nhỏ, chẳng hạn như boot và dtbo, chỉ được đọc một lần thường được xác minh bằng cách tải toàn bộ nội dung vào bộ nhớ rồi tính toán giá trị băm của nội dung đó. Sau đó, giá trị băm đã tính toán này sẽ được so sánh với giá trị băm dự kiến. Nếu giá trị không khớp, Android sẽ không tải.
Để biết thêm thông tin chi tiết, hãy xem bài viết Quy trình khởi động.
Các phân vùng lớn hơn không vừa với bộ nhớ (chẳng hạn như hệ thống tệp) có thể sử dụng cây băm, trong đó quá trình xác minh là một quá trình liên tục diễn ra khi dữ liệu được tải vào bộ nhớ. Trong trường hợp này, giá trị băm gốc của cây băm được tính toán trong thời gian chạy và được kiểm tra dựa trên giá trị băm gốc dự kiến. Android bao gồm trình điều khiển dm-verity để xác minh các phân vùng lớn hơn. Nếu tại một thời điểm nào đó, giá trị băm gốc đã tính toán không khớp với giá trị băm gốc dự kiến, thì dữ liệu sẽ không được sử dụng và Android sẽ chuyển sang trạng thái lỗi. Để biết thêm thông tin chi tiết, hãy xem bài viết Lỗi dm-verity.
Giá trị băm dự kiến thường được lưu trữ ở cuối hoặc đầu mỗi phân vùng đã xác minh, trong một phân vùng riêng hoặc cả hai. Điều quan trọng là các giá trị băm này được ký (trực tiếp hoặc gián tiếp) bởi gốc của chuỗi tin cậy. Ví dụ: quá trình triển khai AVB hỗ trợ cả hai phương pháp, xem Xác minh quy trình khởi động trên Android để biết thông tin chi tiết.
Bảo vệ chống khôi phục
Ngay cả khi có quy trình cập nhật hoàn toàn an toàn, vẫn có khả năng khai thác nhân Android không liên tục để cài đặt thủ công phiên bản Android cũ hơn, dễ bị tấn công hơn, khởi động lại vào phiên bản dễ bị tấn công, rồi sử dụng phiên bản Android đó để cài đặt một lỗ hổng khai thác liên tục. Từ đó, kẻ tấn công sẽ sở hữu vĩnh viễn thiết bị và có thể làm mọi việc, kể cả tắt tính năng cập nhật.
Tính năng bảo vệ chống lại lớp tấn công này được gọi là Bảo vệ chống khôi phục. Tính năng bảo vệ chống khôi phục thường được triển khai bằng cách sử dụng bộ nhớ chống giả mạo để ghi lại phiên bản Android gần đây nhất và từ chối khởi động Android nếu phiên bản này thấp hơn phiên bản đã ghi. Các phiên bản thường được theo dõi trên cơ sở từng phân vùng.
Để biết thêm thông tin chi tiết về cách AVB xử lý tính năng bảo vệ chống khôi phục, hãy xem tệp README của AVB.
Xử lý lỗi xác minh
Quá trình xác minh có thể không thành công tại thời điểm khởi động (chẳng hạn như nếu giá trị băm đã tính toán trên phân vùng boot không khớp với giá trị băm dự kiến) hoặc tại thời gian chạy (chẳng hạn như nếu dm-verity gặp lỗi xác minh trên phân vùng system). Nếu quá trình xác minh không thành công tại thời điểm khởi động, thiết bị sẽ không thể khởi động và người dùng cuối cần thực hiện các bước để khôi phục thiết bị.
Nếu quá trình xác minh không thành công tại thời gian chạy, quy trình này sẽ phức tạp hơn một chút. Nếu thiết bị sử dụng dm-verity, thì thiết bị đó phải được định cấu hình ở chế độ restart. Ở chế độ restart, nếu gặp lỗi xác minh, thiết bị sẽ khởi động lại ngay lập tức với một cờ cụ thể được đặt để cho biết lý do. Trình tải khởi động sẽ nhận thấy cờ này và chuyển dm-verity sang sử dụng chế độ Lỗi I/O (eio) và duy trì ở chế độ này cho đến khi cài đặt bản cập nhật mới.
Khi khởi động ở chế độ eio, thiết bị sẽ hiển thị màn hình lỗi thông báo cho người dùng rằng hệ thống đã phát hiện thấy lỗi và thiết bị có thể không hoạt động đúng cách. Màn hình này sẽ hiển thị cho đến khi người dùng đóng. Ở chế độ eio, trình điều khiển dm-verity sẽ không khởi động lại thiết bị nếu gặp lỗi xác minh, thay vào đó, lỗi EIO sẽ được trả về và ứng dụng cần xử lý lỗi này.
Mục đích là để trình cập nhật hệ thống sẽ chạy (để có thể cài đặt hệ điều hành mới không có lỗi) hoặc người dùng có thể lấy càng nhiều dữ liệu ra khỏi thiết bị càng tốt. Sau khi cài đặt hệ điều hành mới, trình tải khởi động sẽ nhận thấy hệ điều hành mới cài đặt và chuyển về chế độ restart.