Android M 之前鎖屏密碼的存儲(chǔ)

在 Android M 之前，鎖屏密碼的存儲(chǔ)格式很簡(jiǎn)單，其使用了 64 位隨機(jī)數(shù)作為 salt 值，此 salt 值被存儲(chǔ)在 SQLite 數(shù)據(jù)庫(kù) /data/system/locksettings.db 中。密碼在存儲(chǔ)的時(shí)候，會(huì)將輸入的密碼加上此隨機(jī)數(shù)組成新的字符串。然后對(duì)新的字符串分別進(jìn)行 SHA-1 和 MD5 加密，將加密后的密文通過 MD5 + SHA-1 的方式進(jìn)行字符串拼接，組成新的密文存儲(chǔ)在 /data/system/password.key 中，共有 72 位。其加密后的形式如下：

/data/system # cat password.keyB40C2F6FE4E89F3386D4E689B135304410D64951914FB35770FDAC58B694177B29297A80

而密碼的詳細(xì)信息，存儲(chǔ)在 /data/system/device_policies.xml 中，內(nèi)容類似如下：

/data/system # cat device_policies.xml

其中主要用到的兩個(gè)字段 quality 是密碼的類型，簡(jiǎn)單密碼和復(fù)雜密碼的值不同，length 是密碼的長(zhǎng)度，其他字段存儲(chǔ)密碼中各種字符的數(shù)量。

Android M 中鎖屏密碼的存儲(chǔ)

在 Android M 中，鎖屏密碼的存儲(chǔ)格式發(fā)生了變化，其默認(rèn)的存儲(chǔ)格式在/system/gatekeeper/include/gatekeeper/password_handle.h 中描述如下：

typedef uint64_t secure_id_t;typedef uint64_t salt_t;/** * structure for easy serialization * and deserialization of password handles. */static const uint8_t HANDLE_VERSION = 2;struct __attribute__ ((__packed__)) password_handle_t {  // fields included in signature  uint8_t version;  secure_id_t user_id;  uint64_t flags;  // fields not included in signature  salt_t salt;  uint8_t signature[32];  bool hardware_backed;};

其中 version 默認(rèn)是 2，user_id 是 Android 用戶 id ，signature 存儲(chǔ)的便是密文，hardware_backed 存儲(chǔ)的是加密方式，0 表示密文是軟件加密，而 1 表示密文是通過 TEE 環(huán)境進(jìn)行加密得到的。

密碼加密后默認(rèn)以 password_handle_t 格式存儲(chǔ)在/data/system/gatekeeper.password.key 中。密碼的生成和校驗(yàn)，在 HAL 層是通過 system/core/gatekeeperd/gatekeeperd.cpp 中的函數(shù)實(shí)現(xiàn)的。其在系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)被注冊(cè)為 gatekeeperd 服務(wù)，服務(wù)在啟動(dòng)的時(shí)候會(huì)調(diào)用 GateKeeperProxy()對(duì)象，此類的構(gòu)造函數(shù)會(huì)去查找 TEE module，如果找到，則通過 TEE 設(shè)備進(jìn)行加解密，如果沒有找到，則通過一個(gè)軟件設(shè)備進(jìn)行加解密。

這里主要分析下通過軟甲設(shè)備解密的邏輯。解密時(shí)，會(huì)調(diào)用到system/core/gatekeeperd/gatekeeperd.cpp 中的以下函數(shù)：

int verify(uint32_t uid, const uint8_t *enrolled_password_handle,      
uint32_t enrolled_password_handle_length,      
const uint8_t *provided_password, uint32_t provided_password_length,      
bool *request_reenroll)

在此函數(shù)中，由于沒有使用 TEE，所以會(huì)調(diào)用到軟件設(shè)備驗(yàn)證 system/core/gatekeeperd/SoftGateKeeperDevice.cpp 中的：

int SoftGateKeeperDevice::verify(uint32_t uid,  
uint64_t challenge, const uint8_t *enrolled_password_handle,  
uint32_t enrolled_password_handle_length, const uint8_t *provided_password,  
uint32_t provided_password_length, uint8_t **auth_token, uint32_t *auth_token_length,  
bool *request_reenroll)

函數(shù)進(jìn)行校驗(yàn)，此函數(shù)對(duì)傳進(jìn)來的信息進(jìn)行處理后交到system/gatekeeper/gatekeeper.cpp 中的

void GateKeeper::Verify(const VerifyRequest &request, VerifyResponse *response)

進(jìn)行處理，在這里對(duì)參數(shù)進(jìn)行一系列處理和重新組織后再交給

bool GateKeeper::DoVerify(const password_handle_t *expected_handle, const SizedBuffer &password)

進(jìn)行校驗(yàn)，在此函數(shù)中，再調(diào)用

bool GateKeeper::CreatePasswordHandle(SizedBuffer *password_handle_buffer, salt_t salt,  
secure_id_t user_id, uint64_t flags, uint8_t handle_version, const uint8_t *password,  
uint32_t password_length)

將上面提到的 /data/system/gatekeeper.password.key

文件中存儲(chǔ)的信息進(jìn)行解析，然后調(diào)用

ComputePasswordSignature(password_handle->signature, sizeof(password_handle->signature),      
password_key, password_key_length, to_sign, sizeof(to_sign), salt);

函數(shù)將輸入的密碼進(jìn)行加密，從這里可以看到，輸入的密碼要加密成密文只需要用到存儲(chǔ)的密碼中的 salt 值，此函數(shù)在system/core/gatekeeperd/SoftGateKeeper.h 中，其調(diào)用 crypto 庫(kù)中的

crypto_scrypt(password, password_length, reinterpret_cast(&salt),    
sizeof(salt), N, r, p, signature, signature_length);

將輸入的密碼存儲(chǔ)在 signature 中并返回。此函數(shù)最終會(huì)通過 SHA256 進(jìn)行加密，參數(shù)中的 N, r, p 默認(rèn)為如下值：

static const uint64_t N = 16384;static const uint32_t r = 8;static const uint32_t p = 1;

通過以上處理后對(duì)輸入的密碼加密后得到的密文與手機(jī)中存儲(chǔ)的密文進(jìn)行比較后返回校驗(yàn)結(jié)果，從而判斷輸入的密碼的正確與否。

在 Android M 中，改變了之前直接在 Java 層進(jìn)行密碼校驗(yàn)的方式，將密碼的校驗(yàn)通過 HAL 層的服務(wù)進(jìn)行處理，同時(shí)加入對(duì) TEE 的支持，使得鎖屏密碼的安全性大大提升，同時(shí)也可以方便的支持其他的安全特性，提升了整個(gè)系統(tǒng)的安全性。

以上這篇深入理解Android M 鎖屏密碼存儲(chǔ)方式就是小編分享給大家的全部?jī)?nèi)容了，希望能給大家一個(gè)參考，也希望大家多多支持腳本之家。

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