Androrid KeyStore, KeyStore TA (二)

介绍了Android Keystore API和Keymaster HAL如何提供受硬件支持的加密服务,包括使用控制和访问控制方案,以及不同版本之间的兼容性和接口变化。

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目标

Android Keystore API 和底层 Keymaster HAL 提供了一套基本的但足以满足需求的加密基元,以便

使用访问受控且由硬件支持的密钥实现相关协议。

除了扩大加密基元的范围外,Android 6.0 中的 Keystore 还增加了以下内容:

·        一个使用控制方案,用于限制密钥的使用,并降低因滥用密钥而损害安全性的风险

·        一个访问控制方案,用于限定只有指定的用户和客户端能够使用相应密钥,并且只能在规定的时间

范围内使用

架构

Keymaster HAL 是由原始设备制造商 (OEM) 提供的动态加载库,Keystore 服务使用它来提供由硬件支持

的加密服务。为了确保安全性,HAL 实现不会在用户空间(甚至是内核空间)中执行任何敏感操作。敏感操

作会被分配给通过某个内核接口连接的安全处理器。最终的架构如下所示:



Android 设备中,Keymaster HAL 客户端包含多个层(例如,应用、框架、Keystore 守护进程),

但在本文档中可以将其忽略。这意味着,所介绍的 Keymaster HALAPI 为底层 API,供平台内部组件使用,

不面向应用开发者提供。Android开发者网站对更高层 API(第 23 API)进行了介绍。

Keymaster HAL 的目的不是实现安全敏感型算法,而只是对发送到安全域的请求进行编排和解排。传输格式

是由实现定义的。

与之前版本的兼容性

Keymaster 1 HAL 与之前发布的 HAL(例如,Keymaster 0.2 0.3)完全不兼容。为了在运行 Android 5.0

及更早版本(采用旧版 Keymaster HAL)的设备上实现互用性,Keystore 提供了一个可通过调用现有硬

件库来实现 Keymaster 1 HAL的适配器,但最终仍不能提供 Keymaster 1 HAL 中的全部功能。特别是,

它仅支持 RSA ECDSA 算法,而且所有密钥授权强制执行都由该适配器在非安全域中进行。

Keymaster 2 通过移除get_supported_*方法并允许finish()方法接受输入,进一步简化了 HAL 接口。

在可一次性获得所有输入的情况下,这样可以减少到 TEE 的往返次数,并简化 AEAD 解密的实现过程。

Android 8.0 中,Keymaster 3 从旧式 C 结构 HAL 转换到了从采用新的硬件接口定义语言 (HIDL) 

的定义生成的 C++ HAL 接口。通过对生成的IKeymasterDevice类进行子类化并实现纯虚方法创建了

新式 HAL 实现。在此变更过程中,很多参数类型发生了变化,尽管这些类型和方法与旧的类型和 HAL 结构

体方法具有一对一的对应关系。


<think>嗯,用户提到了一个错误信息:“E/TA: TA_fill_characteristics:363 keystore atc bhd test: KM_TAG_UNLOCKED_DEVICE_REQUIRED is asked”。我需要先理解这个错误的背景和可能的原因。 首先,这个错误看起来和Android的Keystore系统有关。Keystore用于管理加密密钥,通常在需要安全存储密钥时使用。错误中的“KM_TAG_UNLOCKED_DEVICE_REQUIRED”可能是指某个操作需要设备处于解锁状态,比如屏幕解锁或者bootloader解锁? 接下来,TA可能指的是Trusted Application,这是TrustZone环境中的安全应用。当Keystore服务尝试访问某个安全密钥时,Trusted Application可能要求设备解锁,但当前状态不符合,导致错误。 用户可能是在开发一个使用Keystore的应用,或者在进行某些需要安全密钥的操作时遇到了这个问题。可能的情况包括:尝试在设备锁定时访问密钥、密钥生成或使用时缺少必要的授权、或者系统权限配置问题。 解决办法方面,可能需要检查设备是否已解锁(比如屏幕解锁),确保在访问Keystore相关功能前设备处于解锁状态。另外,检查密钥生成时的参数,确认是否设置了正确的KeyProtection,比如添加KeyProperties.UNLOCKED_DEVICE_REQUIRED标志。还需要验证应用的权限声明是否正确,是否有使用Keystore的权限。如果问题在刷机或root后出现,可能需要检查系统分区或密钥存储的完整性。 此外,可能需要查阅Android官方文档中关于Keymaster Tags的部分,特别是KM_TAG_UNLOCKED_DEVICE_REQUIRED的使用条件和限制。或者检查是否有相关的系统更新或补丁可以解决这个问题。 需要提醒用户注意,如果是系统级的问题,可能需要更深入的调试,比如查看完整的logcat日志,或者联系设备制造商获取支持。如果是应用开发中的问题,确保代码中正确处理了设备状态和密钥属性。</think>这个错误通常出现在Android设备涉及密钥管理或安全启动环节时,以下是分步解释及解决方案: **1. 错误背景分析** - **E/TA**: 表示Trusted Application(可信执行环境TEE中的安全模块)报错 - **KM_TAG_UNLOCKED_DEVICE_REQUIRED**: 表明当前操作需要设备处于解锁状态(如Bootloader解锁或屏幕解锁) - 常见场景:刷机、系统更新、使用硬件级加密功能时触发 **2. 快速解决方案** ```java // 如果是开发者遇到此问题,检查密钥生成代码: KeyGenParameterSpec.Builder() .setUserAuthenticationRequired(true) .setUnlockedDeviceRequired(true) // 确保正确处理此标志 .build(); ``` **3. 详细解决步骤** **步骤1:检查设备物理状态** - 确保屏幕已解锁(输入PIN/密码) - 连接充电器(某些安全操作需要供电保障) - 禁用所有屏幕锁定时限制(开发者选项) **步骤2:验证Bootloader状态** ```bash adb reboot bootloader fastboot oem device-info ``` - 若显示 `Device unlocked: false` 需要执行: ```bash fastboot flashing unlock ``` (注意:此操作会清空用户数据) **步骤3:更新Keystore组件** ```xml <!-- 在AndroidManifest.xml中添加权限 --> <uses-permission android:name="android.permission.USE_BIOMETRIC"/> <uses-permission android:name="android.permission.USE_STRONG_BOX"/> ``` **步骤4:清除Keystore缓存** ```bash adb shell pm clear android.security.keystore adb shell stop adb shell start ``` **4. 高级调试方法** - 获取完整错误日志: ```bash adb logcat -b all -v color --pid=`adb shell pidof keystore` ``` - 检查安全启动链: ```bash adb shell dumpsys trust adb shell dumpsys keystore ``` **5. 特殊情况处理** **情形**:使用StrongBox Keymaster时出现 **解决方案**: ```java KeyProtection.Builder(KeyProperties.PURPOSE_SIGN) .setUnlockedDeviceRequired(true) .setUserAuthenticationRequired(true) .setUserAuthenticationParameters(0, KeyProperties.AUTH_BIOMETRIC_STRONG | KeyProperties.AUTH_DEVICE_CREDENTIAL) .build(); ``` **注意事项**: 1. 该错误可能连带引发SSP(Secure Storage Protocol)异常 2. 在Android 12+上需要额外处理BiometricPrompt 3. 部分厂商设备(如华为ATU-TL10)需要特殊签名证书 如果问题持续,建议: 1. 检查APK签名与设备注册证书是否匹配 2. 验证硬件支持状态: ```bash adb shell pm list features | grep 'strongbox\|attestation' ``` 3. 联系SoC厂商获取TEE SDK更新(如QSEE/Trustonic)
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