Pengerasan Kernel

Android 8.0 menambahkan fitur pengerasan kernel untuk membantu mengurangi kerentanan kernel dan menemukan bug di driver kernel. Fitur-fiturnya ada di kernel/umum di cabang android-3.18, android-4.4, dan android-4.9.

Penerapan

Untuk memperoleh fitur ini, produsen perangkat dan SOC harus menggabungkan semua patch pengerasan dari kernel/common ke pohon kernel mereka dan mengaktifkan opsi konfigurasi kernel berikut:

  • Salinan pengguna yang diperkeras: CONFIG_HARDENED_USERCOPY=y
  • Emulasi PAN - arm64: CONFIG_ARM64_SW_TTBR0_PAN=y
  • Emulasi PAN - lengan: CONFIG_CPU_SW_DOMAIN_PAN=y
  • KASLR - kernel 4.4 dan yang lebih baru: CONFIG_RANDOMIZE_BASE=y

KASLR juga memerlukan dukungan bootloader untuk meneruskan entropi perangkat keras melalui node pohon perangkat /chosen/kaslr-seed atau dengan mengimplementasikan EFI_RNG_PROTOCOL .

Pastikan juga fitur pengerasan yang ada diaktifkan:

  • Mitigasi stack buffer overflow: CONFIG_CC_STACKPROTECTOR_STRONG=y
  • Perlindungan memori internal: CONFIG_DEBUG_RODATA=y atau CONFIG_STRICT_KERNEL_RWX=y
  • Batasi akses ruang pengguna dari kernel - x86 (diaktifkan secara default): CONFIG_X86_SMAP=y

Pengujian

Untuk menguji implementasi Anda, tambahkan CONFIG_LKDTM=y ke konfigurasi kernel dan konfirmasikan bahwa setiap perintah berikut menyebabkan kernel panic:

echo ACCESS_USERSPACE > /sys/kernel/debug/provoke-crash/DIRECT
echo EXEC_USERSPACE > /sys/kernel/debug/provoke-crash/DIRECT
echo WRITE_RO > /sys/kernel/debug/provoke-crash/DIRECT
echo WRITE_RO_AFTER_INIT > /sys/kernel/debug/provoke-crash/DIRECT
echo WRITE_KERN > /sys/kernel/debug/provoke-crash/DIRECT
echo EXEC_STACK > /sys/kernel/debug/provoke-crash/DIRECT
echo EXEC_RODATA > /sys/kernel/debug/provoke-crash/DIRECT
echo EXEC_KMALLOC > /sys/kernel/debug/provoke-crash/DIRECT
echo EXEC_VMALLOC > /sys/kernel/debug/provoke-crash/DIRECT
echo CORRUPT_STACK > /sys/kernel/debug/provoke-crash/DIRECT

Untuk android-4.9:

echo USERCOPY_HEAP_SIZE_TO > /sys/kernel/debug/provoke-crash/DIRECT
echo USERCOPY_HEAP_SIZE_FROM > /sys/kernel/debug/provoke-crash/DIRECT

Masalah umum

Perubahan ini cenderung mengekspos bug di driver kernel, yang perlu diperbaiki baik oleh produsen perangkat atau pemilik driver kernel.

  • Salinan pengguna yang dikeraskan memperlihatkan pemeriksaan batas yang salah saat menyalin data ke/dari ruang pengguna. Ini harus diperbaiki seperti bug korupsi memori lainnya.
  • Emulasi PAN memperlihatkan akses ruang pengguna langsung dari kernel, yang tidak diperbolehkan. Driver yang mencoba mengakses memori ruang pengguna perlu diubah untuk menggunakan fungsi standar copy_to_user() / copy_from_user() sebagai gantinya.