Android安全之DM-verity中的Device Mapper机制分析

• 我们想法：
  1. 能不能将多个硬盘，映射成一个逻辑的硬盘，那样我们程序就不用关心复杂的地址问题了，也不用关系是哪个device了？ DM-raid技术RAID全称为独立磁盘冗余阵列(Redundant Array of Independent Disks)
  2. 将某个地址段的数据进行加密，只有授权方式才可访问，比如FDE。 DM-crypt技术
  3. 访问存储介质上的数据时，校验下是否被篡改过。DM-verity技术。

 

总结一下：DM就是Device-Mapper的缩写，也就说上述的想法都可以基于Device Mapper实现，Device Mapper可不仅仅实现了这些，还包括LVM2、DM-multipach等。

 

• 什么是Device Mapper?
  1. Device Mapper是 Linux 2.6内核中提供的一种将物理块设备的映射虚拟(逻辑)块设备的框架机制，在该机制下，开发者可以很方便的根据自己的需要制定实现存储资源的管理策略，比如过滤、IO重定向、dm-verity这种hash tree的校验、raid多个磁盘管理等。
  2. Device Mapper在内核中是以一个块设备注册的。映射到Device Mapper框架上的物理设备，通过映射时所选择的方式进行IO处理。
  3. Device mapper本质功能就是根据映射关系和target driver描述的IO处理规则，将IO请求从逻辑设备mapped device转发相应的target device上。

 

举例：我将system分区以dm-verity target方式映射到devicemapper上，当用户程序访问system数据时，要通过device mapper的规则后才能转发到system分区上。

 Device Mapper处于LinuxStorage Stack位置：

 

 

简单点：

 

 

 

• 理论部分：

Device Mapper在内核中的体系架构：

 

 

从上图就可以看出，Device Mapper有三部分组成，分别有Mapped Device、Mapping Table、Target Device，说此图的时候必须说一下内核设计的哲学，内核设计经常将一个框架实现，给用户态提供尽量少、简单接口来下发策略，内核根据用户态下发策略运行相应机制。Device Mapper机制也不例外：

Mapped Device：又称MD，注意不是DM，MD是一个逻辑的抽象设备，用户态可以通过IOCTL访问操作，它通过Mapping Table描述的映射关系与Target Device建立映射关系。

Mapping Table：描述了Target Device和Mapped Device的映射关系，其中最核心的是其指定了这种映射关系使用了何种Target Driver。

Target Driver：其实严格的说，这不是Device Mapper框架的一部分，因为Target Driver以插件的方式插入