Android 6.0 系统签名：深入了解签名机制和安全机制178

Android 6.0 Marshmallow 引入了一个新的签名机制，该机制旨在解决以前 Android 版本中存在的安全漏洞。该机制称为 Verified Boot，它有助于确保设备在启动过程中仅加载经过 Google 批准的代码。

Verified Boot 的工作原理是利用设备固件中的一个称为 的特殊分区。 保存着启动设备所需的代码，包括内核、引导加载程序和其他组件。在 Android 6.0 之前， 是未签名的，这意味着恶意软件可以轻松地修改它以加载未经授权的代码。

在 Verified Boot 中， 已由 Google 签名。当设备启动时，引导加载程序会验证 的签名，如果签名有效，则允许它加载。如果签名无效，则设备将显示一个错误消息并拒绝启动。

Verified Boot 还引入了一个称为 dm-verity 的机制。dm-verity 是一个用于验证设备数据分区完整性的磁盘加密机制。它使用哈希树来存储每个数据分区的哈希值，并定期检查这些哈希值以确保数据未被修改。

如果 dm-verity 检测到数据分区已被修改，则它将标记该分区为损坏并将拒绝加载它。这有助于防止恶意软件修改设备的关键数据，例如系统文件和用户数据。

Verified Boot 和 dm-verity 相结合为 Android 设备提供了更高级别的安全性。它们有助于确保设备仅加载经过 Google 批准的代码，并且关键数据受到保护免受修改。

Verified Boot 如何工作

Verified Boot 是一个两步过程。第一步发生在启动时，当引导加载程序验证 的签名时。如果签名有效，则引导加载程序会允许 加载。第二步发生在 加载完成后，当 Linux 内核验证 system 分区的签名时。如果签名有效，则 Linux 内核允许系统分区加载。

如果任何一个签名验证步骤失败，则设备将显示错误消息并拒绝启动。这有助于防止恶意软件修改设备的启动过程或加载未经授权的代码。

dm-verity 如何工作

dm-verity 是一个使用哈希树来存储设备数据分区哈希值的磁盘加密机制。当设备启动时，dm-verity 会检查这些哈希值以确保数据未被修改。如果检测到数据分区已被修改，则 dm-verity 将标记该分区为损坏并将拒绝加载它。

dm-verity 使用称为 Merkle 树的特定类型的哈希树。Merkle 树是一种二叉树，其中每个节点都是其子节点的哈希值。这使得 dm-verity 可以有效地验证数据分区的完整性，而不必检查每个单独的文件。

Verified Boot 和 dm-verity 的优点

Verified Boot 和 dm-verity 相结合为 Android 设备提供了更高级别的安全性。它们有助于确保设备仅加载经过 Google 批准的代码，并且关键数据受到保护免受修改。这使得 Android 设备更难受到恶意软件攻击，并且可以防止未经授权的个人访问设备数据。

Verified Boot 和 dm-verity 还简化了 Android 设备的更新过程。通过确保设备在启动过程中仅加载经过 Google 批准的代码，可以减少更新失败或损坏设备的可能性。

2024-11-09

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