android dm-crypt 过程

本文详细解析了Android系统的加密启动过程,重点介绍了/data分区的加密处理机制。文章深入探讨了当遇到加密文件系统或被擦除的情况时,系统如何通过临时挂载tmpfs来实现最小化启动,并请求用户输入密码。

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android 4.0.4为例子

/system/core/init/builtins.c

/* If this fails, it may be an encrypted filesystem
             * or it could just be wiped.  If wiped, that will be
             * handled later in the boot process.
             * We only support encrypting /data.  Check
             * if we're trying to mount it, and if so,
             * assume it's encrypted, mount a tmpfs instead.
             * Then save the orig mount parms in properties
             * for vold to query when it mounts the real
             * encrypted /data.
             */

如果mount失败,可能是加密文件系统,或者是被擦除了。如果是擦除了,讲在boot处理。

我们只支持/data加密。我们将mount成tmpfs.

 /* Set the property that triggers the framework to do a minimal
                 * startup and ask the user for a password
                 */

我们设置属性,framework最小的启动,问密码。

./packages/apps/Settings/src/com/android/settings/CryptKeeper.java:164:

./base/services/java/com/android/server/SystemServer.java

152             // Only run "core" apps if we're encrypting the device.

153             String cryptState = SystemProperties.get("vold.decrypt");

<think>嗯,用户想了解Android Verified Boot(AVB)和DM-Verify的实现或相关问题。首先,我需要回忆一下AVB和DM-Verify的基本概念,确保自己理解正确。AVB是Android用来验证启动过程的安全机制,确保每个阶段的固件和系统镜像未被篡改。DM-Verify(设备映射验证)则是Linux内核中的功能,用于在块设备层进行完整性验证,通常与dm-crypt结合使用。 接下来,用户可能需要了解AVB和DM-Verify是如何协同工作的。比如,AVB负责启动时的验证,而DM-Verify在内核启动后继续验证系统分区的完整性。需要确认这两者的具体实现步骤,例如如何生成验证密钥、如何签名镜像等。同时,用户可能遇到的一些常见问题,比如启动失败、验证错误或者性能影响,这些都需要考虑进去。 然后,查看提供的引用内容是否有相关部分。引用[2]提到OTA更新过程中后台下载和应用可能被中断,这可能与AVB在更新时的验证流程有关,需要确保即使更新中断,设备仍能安全启动。引用[3]中的utlrp.sql脚本用于重新编译无效的PL/SQL包,虽然和Android系统无关,但可能类比说明在系统更新后需要重新验证或编译某些组件。不过这可能关联性不大,可以暂时忽略。 用户的问题可能涉及实现细节,比如密钥管理、如何配置AVB、如何处理验证失败的情况。此外,可能还想知道如何调试或解决与DM-Verify相关的问题,例如启动时的错误信息或如何检查验证状态。 需要确保回答结构清晰,分点说明实现步骤和常见问题,并引用相关资料。例如,在实现部分,可以分步骤讲解密钥生成、镜像签名、分区配置等。在问题部分,列举启动失败、性能问题、OTA更新冲突等,并提供解决方法。同时,根据引用[2],在OTA更新时需要考虑验证机制对更新过程的影响,如中断后的恢复机制。 还需要确认是否所有的技术术语都用中文正确表达,避免误解。例如,解释dm-verify时可能需要提到设备映射器(Device Mapper)和其在内核中的作用。同时,确保所有LaTeX公式和代码块符合格式要求,例如使用$...$或$$...$$,但在这个问题中可能涉及较少的数学公式,更多是代码或命令示例。 最后,生成的相关问题需要围绕AVB和DM-Verify的扩展,比如与其他安全机制的对比、性能优化、调试工具等。要确保问题有针对性,帮助用户深入理解主题。</think>### Android Verified Boot (AVB) 与 DM-Verify 实现与问题分析 #### 一、AVB DM-Verify 核心机制 1. **Android Verified Boot (AVB)** AVB 是 Android 的安全启动协议,通过验证启动链中每个阶段(Bootloader、内核、系统分区)的数字签名确保完整性。关键步骤包括: - **密钥管理**:使用厂商私钥签名镜像,公钥写入设备的 `vbmeta` 分区[^1] - **验证流程**:启动时逐级验证哈希值或签名,失败则触发警告或阻止启动 - **启动状态标识**:通过 `avbctl` 命令管理验证策略,如 `avbctl disable-verification`(需解锁 Bootloader) 2. **DM-Verify 实现** DM-Verify 是 Linux 设备映射器(Device Mapper)的扩展,用于在块设备层验证数据完整性: - **哈希树构建**:系统分区被划分为块并生成 Merkle 树,存储哈希值到元数据区 - **实时验证**:读取数据时校验哈希树,若不一致则触发 I/O 错误[^4] - **与 AVB 协同**:AVB 验证分区元数据,DM-Verify 确保运行时数据未被篡改 #### 二、常见问题与解决方法 1. **启动失败 (Yellow/Red State)** - **原因**:镜像签名不匹配、`vbmeta` 分区损坏、回滚保护(Anti-Rollback)触发 - **调试命令**: ```bash fastboot getvar all # 查看设备验证状态 dmesg | grep avb # 检查内核日志中的 AVB 错误 ``` 2. **DM-Verify 性能问题** - **优化方案**: - 调整哈希块大小(默认 4KB),平衡安全性与性能 - 使用硬件加速的哈希算法(如 ARMv8 SHA 指令集) - 参考 `/proc/sys/net/ipv4/route/min_delay` 调整 I/O 调度策略(需内核支持) 3. **OTA 更新冲突** OTA 包(`apayload`)在后台下载时可能因验证失败中断[^2]。解决方法: - 预签名 OTA 镜像时同步更新 `vbmeta` 描述符 - 强制用户交互模式:`adb shell cmd update_engine --update` #### 三、关键代码示例 AVB 签名镜像流程: ```bash # 生成密钥对 openssl genpkey -algorithm RSA -out avb_private_key.pem avbtool extract_public_key --key avb_private_key.pem --output avb_public_key.bin # 签名系统镜像 avbtool add_hash_footer --image system.img --partition_size SIZE \ --key avb_private_key.pem --algorithm SHA256_RSA4096 ```
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