启用 Adiantum

Adiantum 是一种加密方法,专为搭载 Android 9 或更高版本且 CPU 缺少 AES 指令的设备而设计。如果您要推出的是启用了 ARMv8 加密扩展的 ARM 设备或启用了 AES-NI 的 x86 设备,则不应使用 Adiantum。AES 在这些平台上的运行速度更快。

对于缺少这些 AES CPU 指令的设备,Adiantum 可在您的设备上提供加密功能,且性能开销非常低。要查看基准数据,请参阅 Adiantum 论文。要查看可在您的硬件上运行的基准源代码,请参阅 GitHub 上的 Adiantum 源代码

要在搭载 Android 9 或更高版本的设备上启用 Adiantum,您需要更改内核和用户空间。

内核变更

Android 通用内核 4.9 及更高版本支持 Adiantum。

如果您的设备内核尚不支持 Adiantum,请择优挑选下列变更。如果您在挑选时遇到问题,使用全盘加密 (FDE) 的设备可以不安装 fscrypt: 补丁程序。

内核版本 Crypto 和 fscrypt 补丁程序 dm-crypt 补丁程序
4.19 4.19 内核 dm-crypt 补丁程序
4.14 4.14 内核 dm-crypt 补丁程序
4.9 4.9 内核 dm-crypt 补丁程序

在内核中启用 Adiantum

在集成内核变更后,请添加以下命令行来更改内核配置:

CONFIG_CRYPTO_ADIANTUM=y
    CONFIG_DM_CRYPT=y
    

如果您的设备使用文件级加密 (FBE) 且内核版本为 5.1 或更高版本,请同时添加以下命令行:

CONFIG_FS_ENCRYPTION=y
    

如果您的设备使用文件级加密 (FBE) 且内核版本为 5.0 或更低版本,请同时添加以下命令行:

CONFIG_F2FS_FS_ENCRYPTION=y
    

要确保在 32 位 ARM 内核上实现良好的性能,请为内核启用 NEON 指令:

CONFIG_CRYPTO_AES_ARM=y
    CONFIG_CRYPTO_CHACHA20_NEON=y
    CONFIG_CRYPTO_NHPOLY1305_NEON=y
    CONFIG_KERNEL_MODE_NEON=y
    

用户空间变更

在 Android 10 及更高版本中,已实施用户空间变更。

对于搭载 Android 9 的设备,请在 AOSP 中 pie-platform-release 分支上的 userspace_adiantum_support_pie 主题中按需挑选 Adapatei 用户空间更改

AOSP 的 master 分支中也包含这些更改。

在您的设备中启用 Adiantum

支持文件级加密的设备

要在设备的内部存储空间中启用 Adiantum 文件级加密,请为设备的 fstab 中的 userdata 分区设置适当的 fileencryption 选项:

fileencryption=adiantum
    

接下来,如果您的设备支持可合并的存储设备,则还要对可合并的存储设备启用 Adiantum 加密。为此,请在 PRODUCT_PROPERTY_OVERRIDES 中设置以下属性:

对于 Android R 及更高版本:

    ro.crypto.volume.options=adiantum
    ro.crypto.volume.metadata.encryption=adiantum
    

对于 Android 9 和 10:

    ro.crypto.volume.contents_mode=adiantum
    ro.crypto.volume.filenames_mode=adiantum
    ro.crypto.fde_algorithm=adiantum
    ro.crypto.fde_sector_size=4096
    

要验证您的实现是否有效,请生成错误报告或运行以下命令:

    adb root
    adb shell dmesg
    

如果正确启用了 Adiantum,您应该会在内核日志中看到以下内容:

fscrypt: Adiantum using implementation "adiantum(xchacha12-neon,aes-arm,nhpoly1305-neon)"
    

支持全盘加密的设备

要启用 Adiantum 并提高其性能,请在 PRODUCT_PROPERTY_OVERRIDES 中设置以下属性:

ro.crypto.fde_algorithm=adiantum
    ro.crypto.fde_sector_size=4096
    

fde_sector_size 设为 4096 可以提高性能,但 Adiantum 无需此设置也可正常运行。要使用此设置,userdata 分区必须以磁盘上 4096 字节对齐的偏移量开始。

fstab 中,对 userdata 设置以下选项:

forceencrypt
    

要验证您的实现是否有效,请生成错误报告或运行:

    adb root
    adb shell dmesg
    

如果正确启用了 Adiantum,您应该会在内核日志中看到以下内容:

device-mapper: crypt: adiantum(xchacha12,aes) using implementation "adiantum(xchacha12-neon,aes-arm,nhpoly1305-neon)"