Android硬件安全环境检测之证书链认证

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背景说明

Android安全环境的检测,市面上的各种检测已经很多了,但是对应的反检测也层出不穷。那么怎样从硬件检测方面来实现安全环境的检测呢?那么从以下两方面入手:

SELinux
KeyAttestation

本文先从KeyAttestation证书链认证进行说明。

详细介绍

背景介绍

AndroidKeystore提供了一个安全的位置,能够以可控方式创建、存储和使用加密密钥。如果有硬件支持的密钥存储区可用,则使用该存储区比从设备中提取密钥材料更安全,但是仅当已知Keystore密钥位于由硬件支持的存储区中时,才能够实现这一点。 为了解决此问题,在Android7.0中引入了密钥认证。

格式说明

认证扩展内容由以下 ASN.1 架构描述。

KeyDescription ::= SEQUENCE {
  attestationVersion         INTEGER, # KM2 value is 1. KM3 value is 2. KM4 value is 3.
  attestationSecurityLevel   SecurityLevel,
  keymasterVersion           INTEGER,
  keymasterSecurityLevel     SecurityLevel,
  attestationChallenge       OCTET_STRING,
  uniqueId                   OCTET_STRING,
  softwareEnforced           AuthorizationList,
  teeEnforced                AuthorizationList,
}

SecurityLevel ::= ENUMERATED {
  Software                   (0),
  TrustedEnvironment         (1),
  StrongBox                  (2),
}

AuthorizationList ::= SEQUENCE {
  purpose                     [1] EXPLICIT SET OF INTEGER OPTIONAL,
  algorithm                   [2] EXPLICIT INTEGER OPTIONAL,
  keySize                     [3] EXPLICIT INTEGER OPTIONAL.
  digest                      [5] EXPLICIT SET OF INTEGER OPTIONAL,
  padding                     [6] EXPLICIT SET OF INTEGER OPTIONAL,
  ecCurve                     [10] EXPLICIT INTEGER OPTIONAL,
  rsaPublicExponent           [200] EXPLICIT INTEGER OPTIONAL,
  rollbackResistance          [303] EXPLICIT NULL OPTIONAL, # KM4
  activeDateTime              [400] EXPLICIT INTEGER OPTIONAL
  originationExpireDateTime   [401] EXPLICIT INTEGER OPTIONAL
  usageExpireDateTime         [402] EXPLICIT INTEGER OPTIONAL
  noAuthRequired              [503] EXPLICIT NULL OPTIONAL,
  userAuthType                [504] EXPLICIT INTEGER OPTIONAL,
  authTimeout                 [505] EXPLICIT INTEGER OPTIONAL,
  allowWhileOnBody            [506] EXPLICIT NULL OPTIONAL,
  trustedUserPresenceRequired [507] EXPLICIT NULL OPTIONAL, # KM4
  trustedConfirmationRequired [508] EXPLICIT NULL OPTIONAL, # KM4
  unlockedDeviceRequired      [509] EXPLICIT NULL OPTIONAL, # KM4
  allApplications             [600] EXPLICIT NULL OPTIONAL,
  applicationId               [601] EXPLICIT OCTET_STRING OPTIONAL,
  creationDateTime            [701] EXPLICIT INTEGER OPTIONAL,
  origin                      [702] EXPLICIT INTEGER OPTIONAL,
  rollbackResistant           [703] EXPLICIT NULL OPTIONAL, # KM2 and KM3 only.
  rootOfTrust                 [704] EXPLICIT RootOfTrust OPTIONAL,
  osVersion                   [705] EXPLICIT INTEGER OPTIONAL,
  osPatchLevel                [706] EXPLICIT INTEGER OPTIONAL,
  attestationApplicationId    [709] EXPLICIT OCTET_STRING OPTIONAL, # KM3
  attestationIdBrand          [710] EXPLICIT OCTET_STRING OPTIONAL, # KM3
  attestationIdDevice         [711] EXPLICIT OCTET_STRING OPTIONAL, # KM3
  attestationIdProduct        [712] EXPLICIT OCTET_STRING OPTIONAL, # KM3
  attestationIdSerial         [713] EXPLICIT OCTET_STRING OPTIONAL, # KM3
  attestationIdImei           [714] EXPLICIT OCTET_STRING OPTIONAL, # KM3
  attestationIdMeid           [715] EXPLICIT OCTET_STRING OPTIONAL, # KM3
  attestationIdManufacturer   [716] EXPLICIT OCTET_STRING OPTIONAL, # KM3
  attestationIdModel          [717] EXPLICIT OCTET_STRING OPTIONAL, # KM3
  vendorPatchLevel            [718] EXPLICIT INTEGER OPTIONAL, # KM4
  bootPatchLevel              [719] EXPLICIT INTEGER OPTIONAL, # KM4
}

RootOfTrust ::= SEQUENCE {
  verifiedBootKey            OCTET_STRING,
  deviceLocked               BOOLEAN,
  verifiedBootState          VerifiedBootState,
  verifiedBootHash           OCTET_STRING, # KM4
}

VerifiedBootState ::= ENUMERATED {
  Verified                   (0),
  SelfSigned                 (1),
  Unverified                 (2),
  Failed                     (3),
}
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RootOfTrust

RootOfTrust

字段名称类型
verifiedBootKeyOCTET_STRING用于验证系统映像的密钥的安全哈希。建议使用 SHA-256。
deviceLockedBOOLEAN如果引导加载程序已锁定,则该值为 true,这表示只能刷入已签名的映像,并表示验证启动检查已完成。
verifiedBootStateVerifiedBootState启动时验证的状态。
verifiedBootHashOCTET_STRING受启动时验证保护的所有数据的摘要。

VerifiedBootState

介绍
Verified表示实现了从引导加载程序到已验证分区的完整信任链,其中包括引导加载程序、启动分区和所有已验证的分区。在此状态下,verifiedBootKey 值是嵌入证书的哈希值,表示不可更改的证书已烧录到 ROM 中。
SelfSigned表示已使用嵌入的证书启动时验证分区,并且签名有效。在允许启动过程继续之前,引导加载程序会显示一条警告以及公钥的指纹。在此状态下,verifiedBootKey 值是自签名证书的哈希值。
Unverified表示可以随意修改设备。设备完整性由用户进行带外验证。在允许启动过程继续之前,引导加载程序会向用户显示一条警告。在此状态下,verifiedBootKey 值为空。
Failed表示设备验证失败。实际上,并没有任何认证证书包含此值,因为引导加载程序在此状态下会停止运行。此处包含该值是为了实现完整性。

数据对比

机器
未解锁Device Locked: true,Verified Boot State: VERIFIED
解锁Device Locked: false,Verified Boot State: UNVERIFIED
模拟器无此字段

数据获取

本SDK已经对其获取进行了封装,可以直接调用进行获取。

JSONObject attestationResult = AttestationSdk.getKeyAttestation();
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分类:
Android
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