Android Q 10.1 KeyMaster源码分析(一) - KeyMaster相关目录和文件

最新推荐文章于 2025-05-16 14:44:32 发布
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分类专栏： Android 文章标签： Android KeyMaster KeyStore
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本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/guyongqiangx/article/details/118973555

写在之前

这两篇文章是我2021年3月初看KeyMaster的笔记，本来打算等分析完KeyMaster和KeyStore以后再一起做成一系列贴出来，后来KeyStore的分析中断了，这一系列的文章就变得遥遥无期。今天群里聊天时有个朋友问到文章的事，我觉得可能多少还有些价值，做了一些脱敏后发出来，希望对你阅读KeyMaster代码有些帮助，尤其阅读代码的方法，如何从0开始查找，分析代码。

相关文章：
Android Q 10.1 KeyMaster源码分析(一) - KeyMaster相关目录和文件
Android Q 10.1 KeyMaster源码分析(二) - 各家方案的实现

本文分两部分，第一部分演示我是如何查找并分析代码的，如果觉得第二部分太啰嗦，请直接跳转到第二部分，关于代码的解析。

代码版本

$ grep -rn QTG1 build/ 2>/dev/null 
build/make/core/build_id.mk:21:BUILD_ID=QTG1.201104.001

第一部分，我是如何从零开始查找代码的

为什么要第一步先确定模块包含哪些目录和文件呢？
主要是Android是一个庞大的系统，需要明白keymaster在这个系统中的地位和作用。

尝试查找代码相关的目录:

1. 使用find和grep等工具

查找主要有三部分:

  1. 查找keymaster模块相关的目录，这些目录下的内容基本上都是专门针对keymaster的实现或介绍的
  2. 查找keymaster模块相关的文件，除了这些叫做keymaster的目录外，还有些模块会包装keymaster模块的内容，这些文件名字中可能会包含keymaster
  3. 查找包含keymaster相关函数调用的文件，比如什么时候进行keymaster初始化，什么时候调用keymaster进行操作等

查找代码中所有文件夹和文件名中包含keymaster字符串的文件夹和文件。

在Android Q代码(QTG1.201104.001)下查找跟keymaster相关的目录

# rocky@guyongqiangx:/public/ygu/android-q-ab2/src-km$
src-km$ find . -path ./out -prune -o -path ./.repo -prune \
            -o -type d -iname "*keymaster*" -print -prune
./vendor/broadcom/refsw/BSEAV/lib/security/sage/keymaster
./vendor/broadcom/refsw/BSEAV/lib/security/astra/keymaster
./vendor/broadcom/bcm_platform/hals/keymaster
./hardware/interfaces/keymaster
./hardware/libhardware/tests/keymaster
./hardware/qcom/keymaster
./test/vts-testcase/hal/keymaster
./test/vts-testcase/fuzz/config/keymaster
./test/vts-testcase/hal-trace/keymaster
./device/generic/goldfish/keymaster
./external/autotest/server/site_tests/brillo_Keymaster
./system/keymaster
./system/core/trusty/keymaster
./system/security/keystore/binder/android/security/keymaster
./frameworks/base/core/java/android/security/keymaster

在除去上面的路径中，剩下的名字包含"keymaster"的文件有:

$ find . -path ./out -prune -o -path ./prebuilts -prune -o -path ./test -prune -o -path ./.repo -prune \
      -o -type d -iname "*keymaster*" -prune \
      -o -type f -iname "*keymaster*" -print 
./vendor/broadcom/bcm_platform/docs/Android_KeyMaster-GateKeeper.pdf
./vendor/broadcom/bcm_platform/prop/keymaster_props.h
./hardware/libhardware/include/hardware/keymaster0.h
./hardware/libhardware/include/hardware/keymaster_defs.h
./hardware/libhardware/include/hardware/keymaster2.h
./hardware/libhardware/include/hardware/keymaster1.h
./hardware/libhardware/include/hardware/keymaster_common.h
./device/broadcom/common/sepolicy/common/hal_keymaster_default.te
./device/broadcom/common/sepolicy/nx_20/hal_keymaster_default.te
./device/broadcom/common/sepolicy/nx_19/hal_keymaster_default.te
./system/vold/Keymaster.cpp
./system/vold/Keymaster.h
./system/vold/wait_for_keymaster.cpp
./system/vold/wait_for_keymaster.rc
./system/security/keystore/keystore_keymaster_enforcement.h
./system/security/keystore/include/keystore/keymaster_types.h
./system/security/keystore/include/keystore/KeymasterCertificateChain.h
./system/security/keystore/include/keystore/KeymasterBlob.h
./system/security/keystore/include/keystore/KeymasterArguments.h
./system/security/keystore/keymaster_worker.h
./system/security/keystore/legacy_keymaster_device_wrapper.cpp
./system/security/keystore/legacy_keymaster_device_wrapper.h
./system/security/keystore/keymaster_enforcement.cpp
./system/security/keystore/keymaster_enforcement.h
./system/security/keystore/KeymasterArguments.cpp
./system/security/keystore/keymaster_worker.cpp
./system/sepolicy/vendor/hal_keymaster_default.te
./system/sepolicy/public/hal_keymaster.te
./system/sepolicy/private/wait_for_keymaster.te
./system/sepolicy/prebuilts/api/29.0/public/hal_keymaster.te
./system/sepolicy/prebuilts/api/29.0/private/wait_for_keymaster.te
./system/sepolicy/prebuilts/api/28.0/public/hal_keymaster.te
./system/sepolicy/prebuilts/api/28.0/private/wait_for_keymaster.te
./system/sepolicy/prebuilts/api/26.0/public/hal_keymaster.te
./system/sepolicy/prebuilts/api/27.0/public/hal_keymaster.te
./frameworks/base/keystore/java/android/security/keystore/KeymasterUtils.java

这里的筛选条件:

$ find . -path ./out -prune -o -path ./prebuilts -prune -o -path ./test -prune -o -path ./.repo -prune -o -ipath "*keymaster/*" -prune -o -type f \( ! -iname "*.txt" -a ! -iname "*.bin" -a -iname "*keymaster*" \) -print

1. 目录名不包含 ./{out,prebuilts,test,.repo}
   "-path ./out -prune -o -path ./prebuilts -prune -o -path ./test -prune -o -path ./.repo -prune"
2. 目录名不包含keymaster
   "-ipath "*keymaster/*" -prune"
3. 文件名包含keymaster, 但不是*.txt和*.bin文件
   "-type f \( ! -iname "*.txt" -a ! -iname "*.bin" -a -iname "*keymaster*" \)"

也可以直接一个命令查找名字中包含"keymaster"字符串的目录和文件:

$ find . -path ./out -prune -o -path ./.repo -prune -o -path ./prebuilts -prune -o -path ./test -prune -o -type d -iname "*keymaster*" -print -prune -o -type f -iname "*keymaster*" -print

$ find . -path ./out -prune -o -path ./.repo -prune -o -path ./prebuilts -prune -o -path ./test -prune \
      -o -type d -iname "*keymaster*" -print -prune \
      -o -type f -iname "*keymaster*" -print

筛选条件：

  • -path ./out -prune -o -path ./.repo -prune -o -path ./prebuilts -prune -o -path ./test -prune，排除./out, ./.repo, ./prebuilts, ./test目录;
  • -type d -iname "*keymaster*" -print -prune，搜索并打印名字包含"keymaster"的目录，找到以后不再继续往下搜索;
  • -type f -iname "*keymaster*" -print，搜索并答应名字包含"keymaster"的文件；

2. 使用交叉引用工具

第二部分，KeyMaster相关的目录和文件汇总

在我手上的Broadcom机顶盒使用的Android Q代码中, 跟keymaster相关的目录有:

# keymaster的接口定义
./hardware/interfaces/keymaster

# keymaster的接口测试
./hardware/libhardware/tests/keymaster

# keymaster系统实现(Vendor之上)
./system/keymaster

# 基于Android Trusty TEE的keymaster实现
./system/core/trusty/keymaster

# 用于给keystore调用的keymaster接口定义
./system/security/keystore/binder/android/security/keymaster

# framework层的keymaster接口实现
./frameworks/base/core/java/android/security/keymaster

# Broadcom的keymaster底层私有实现
./vendor/broadcom/refsw/BSEAV/lib/security/sage/keymaster
./vendor/broadcom/refsw/BSEAV/lib/security/astra/keymaster
./vendor/broadcom/bcm_platform/hals/keymaster

# Qualcomm的keymaster底层私有实现
./hardware/qcom/keymaster

# ARM仿真环境goldfish的keymaster底层实现
./device/generic/goldfish/keymaster

# keymaster相关的vts测试
./test/vts-testcase/hal/keymaster
./test/vts-testcase/fuzz/config/keymaster
./test/vts-testcase/hal-trace/keymaster

# brillo相关的keymaster测试
./external/autotest/server/site_tests/brillo_Keymaster

除去上面跟keymaster相关的目录，剩余的相关文件有:

# Broadcom的keymaster文档和私有定义
./vendor/broadcom/bcm_platform/docs/Android_KeyMaster-GateKeeper.pdf
./vendor/broadcom/bcm_platform/prop/keymaster_props.h

# keymaster早期版本的头文件定义
./hardware/libhardware/include/hardware/keymaster0.h
./hardware/libhardware/include/hardware/keymaster_defs.h
./hardware/libhardware/include/hardware/keymaster2.h
./hardware/libhardware/include/hardware/keymaster1.h
./hardware/libhardware/include/hardware/keymaster_common.h

# Broadcom的keymaster sepolicy文件
./device/broadcom/common/sepolicy/common/hal_keymaster_default.te
./device/broadcom/common/sepolicy/nx_20/hal_keymaster_default.te
./device/broadcom/common/sepolicy/nx_19/hal_keymaster_default.te

# Vold对keymaster的调用
./system/vold/Keymaster.cpp
./system/vold/Keymaster.h
./system/vold/wait_for_keymaster.cpp
./system/vold/wait_for_keymaster.rc

# keystore对keymaster的包装和调用
./system/security/keystore/keystore_keymaster_enforcement.h
./system/security/keystore/include/keystore/keymaster_types.h
./system/security/keystore/include/keystore/KeymasterCertificateChain.h
./system/security/keystore/include/keystore/KeymasterBlob.h
./system/security/keystore/include/keystore/KeymasterArguments.h
./system/security/keystore/keymaster_worker.h
./system/security/keystore/legacy_keymaster_device_wrapper.cpp
./system/security/keystore/legacy_keymaster_device_wrapper.h
./system/security/keystore/keymaster_enforcement.cpp
./system/security/keystore/keymaster_enforcement.h
./system/security/keystore/KeymasterArguments.cpp
./system/security/keystore/keymaster_worker.cpp

# 各种keymaster相关的sepolicy文件
./system/sepolicy/vendor/hal_keymaster_default.te
./system/sepolicy/public/hal_keymaster.te
./system/sepolicy/private/wait_for_keymaster.te
./system/sepolicy/prebuilts/api/29.0/public/hal_keymaster.te
./system/sepolicy/prebuilts/api/29.0/private/wait_for_keymaster.te
./system/sepolicy/prebuilts/api/28.0/public/hal_keymaster.te
./system/sepolicy/prebuilts/api/28.0/private/wait_for_keymaster.te
./system/sepolicy/prebuilts/api/26.0/public/hal_keymaster.te
./system/sepolicy/prebuilts/api/27.0/public/hal_keymaster.te

# framework下keystore模块中的keymaster工具包
./frameworks/base/keystore/java/android/security/keystore/KeymasterUtils.java

说重点：

  1. keymaster的接口定于位于./hardware/interfaces/keymaster
    • 接口定义文件包含了非常详细的注释
      • hardware/interfaces/keymaster/3.0/IKeymasterDevice.hal
      • hardware/interfaces/keymaster/4.0/IKeymasterDevice.hal
  2. keymaster的系统实现位于./system/keymaster
  3. keymaster的Vendor实现有3个，分别是:
    • Broadcom实现，位于./vendor/broadcom
      • 相关文档: ./vendor/broadcom/bcm_platform/docs/Android_KeyMaster-GateKeeper.pdf
    • Qualcomm实现，位于./hardware/qcom/keymaster
    • 仿真的goldfish，位于./device/generic/goldfish/keymaster
  4. keystore模块有大量对keymaster的包装和引用，位于./system/security/keystore
  5. Vold模块对keymaster的包装和引用，位于./system/vold

接下来的代码分析包括以下几个部分:

  1. keymaster核心代码
  2. keymaster的各个底层实现
    • Qualcomm实现
      • 底层基于QSEECom
    • 仿真goldfish实现
      • 底层基于Trusty keymaster
  3. keymaster的上层调用分析，包括
    • keystore模块对keymaster的调用
    • vold模块对keymaster的调用

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