作者: Vikrant Nanda 和 René Mayrhofer, Android 安全與隱私團隊

沒有什么時候比節假日更適合聊 Android 甜點系統了，畢竟，有誰不喜歡在放假的時候來上一兩口甜點呢？那么，大家最喜歡的節日甜點又有些什么呢？我相信派 (Pie) 肯定是不少小伙伴的心上之選。

說真的，"派" 這個比喻確實很恰當，各種材料細細烘焙，化為層層美味: 精致的餡料 (軟件) 配上酥脆的底子 (硬件) ，簡直完美！感興趣的讀者不妨耐心閱讀下文，了解一下 Android Pie 新添加了哪些安全及隱私特性吧。

更新 Android

我們需要在加強平臺建設的同時改進反漏洞技術，雙管齊下才能打造更加安全的 Android。

強化平臺建設

我們為 Android Pie 更新了文件級加密 (FBE) 功能，使其支持外部存儲媒介 (如可擴展存儲卡) ，并添加了帶有硬件支持的元數據加密技術。通過文件系統元數據加密，設備啟動時生成的單個密鑰會加密所有未經過 FBE 加密的內容 (例如目錄布局、文件大小、權限和創建 / 修改時間)。

• 文件級加密

  https://source.android.google.cn/security/encryption/file-based

• 元數據加密

  https://source.android.google.cn/security/encryption/metadata

應用可以通過調用 Android Pie 中的?BiometricPrompt API，在設備上顯示身份驗證對話框 (例如提示用戶進行指紋識別)，而且該方法與形態無關 (modality-agnostic), 生成的對話框具備統一的樣式、使用感和屏幕位置。這種標準化的體驗有助于增加用戶信心，讓他們感覺正在授權一個可信賴的身份驗證請求。

• BiometricPrompt API

  https://android-developers.googleblog.com/2018/06/better-biometrics-in-android-p.html

應用沙盒引入了新保護機制和測試用例，這有助于確保所有針對 Android Pie (以及所有未來版本系統) 開發的非特權應用都可以在更強大的 SELinux 沙盒中運行。通過向沙盒提供針對各個應用的加密認證，該保護機制可以提升應用隔離效果，防止替換安全默認設置，并且 (同時也是最重要的一點) 防止應用數據被所有人訪問。

• 應用沙盒

  https://source.android.google.cn/security/app-sandbox

• SELinux

  https://source.android.google.cn/security/selinux

反漏洞技術升級

我們在 Android Pie 中進一步擴展了編譯器級別的安全措施，以便在運行時捕獲會觸發未定義行為的操作，并讓這些操作安全地失效。

控制流程完整性 (CFI)?是一種安全機制，它不允許更改已編譯代碼的原始控制流圖。在 Android Pie 中，CFI 在媒體框架和其它關鍵安全組件中默認啟用，如近場通信 (NFC) 和藍牙協議。此外，為了繼續加強舊版本系統的內核，我們在 Android 通用內核中也實現了CFI 支持。

整數溢出排錯程序可以緩解由整數溢出導致的內存損壞和信息泄露問題。在 Android Pie 中，我們將排錯程序的使用范圍擴展至以下兩類庫: (1) 需要處理復雜且不受信任的輸入; (2) 曾收到過安全漏洞報告。

• 編譯器級別的安全措施

  https://android-developers.googleblog.com/2018/06/compiler-based-security-mitigations-in.html

• 控制流程完整性 (CFI)

  https://source.android.google.cn/devices/tech/debug/cfi

• 在 Android 通用內核中也實現了 CFI 支持

  https://android-developers.googleblog.com/2018/10/control-flow-integrity-in-android-kernel.html

對基于硬件安全技術的持續投入

Android 高可信度用戶確認 (Android Protected Confirmation) 是 Android Pie 的亮點功能之一。它是第一個可以在移動設備上通過可信 UI 保障交易安全的系統級 API，主要作用是利用受硬件保護的用戶界面 (即可信 UI )，確保關鍵交易在主操作系統外完成。開發者調用該 API 后，設備便會向用戶顯示一個可信 UI 提示， 請他們通過物理輸入 (如設備按鍵) 進行授權。授權成功后，依賴方便會收到一個帶有加密簽名的聲明，然后再次確認用戶確實想在應用內完成一筆敏感交易。

我們還為一種新密鑰庫類型添加了支持，它可以利用搭載獨立 CPU、RAM 和閃存的防篡改硬件，為私鑰提供更強大的安全防護。StrongBox Keymaster 是一種位于硬件模塊中的 Keymaster HAL 實現。該模塊擁有自己的 CPU、安全儲存空間、真實隨機數生成器，以及用于抵御軟件包篡改和側通道攻擊的保護機制。

其它密鑰庫特性 (屬于 Keymaster 4 的一部分) 包括鍵盤鎖定密鑰、安全密鑰導入、3DES 支持和版本綁定 。鍵盤鎖定密鑰可以限制密鑰的使用，從而達到保護敏感訊息的目的；安全密鑰導入讓密鑰的使用更加方面，防止應用和操作系統提取密鑰材料。更多內容，請參閱《 Keystore 新特性讓 Android Pie 更安全》以及 Android Pie 版本說明內的相關部分。

• Android 高可信度用戶確認

  https://android-developers.googleblog.com/2018/10/android-protected-confirmation.html

• StrongBox Keymaster

  https://developer.android.google.cn/training/articles/keystore#HardwareSecurityModule

• Keystore 新特性讓 Android Pie 更安全

  https://android-developers.googleblog.com/2018/12/new-keystore-features-keep-your-slice.html

• Android Pie 版本說明

  https://source.android.google.cn/setup/start/p-release-notes#keystore

加強用戶隱私保護

為了增強用戶隱私，Android Pie 引入了若干行為變更，如限制后臺應用訪問攝像頭，麥克風和設備傳感器。系統為通話、手機狀態和 Wi-Fi 掃描設立了新的權限規則和權限組，并限制應用通過 Wi-Fi 掃描獲取敏感信息。 此外，我們還添加了另一個和 WiFi 安全相關的新功能——?MAC 地址隨機化。此功能啟用后，每當設備連接到 WiFi 網絡時便會使用不同的網絡地址。

另外，Android Pie 還支持使用用戶鎖屏密碼 (即 PIN, 圖案或者字符組合) 來加密備份數據，即是說，攻擊者不知道具體的鎖屏密碼時便無法訪問用戶備份的應用數據。應用的自動備份功能也有所優化，開發者可以指定在哪些條件下，應用數據被排除在自動備份計劃外。比如說，Android Pie 新添加的一款標簽就可用于判定用戶備份是否為客戶端加密。

為了將所有網絡流量從明文 (未加密的 HTTP) 逐步遷移至 TLS (HTTPS)，我們修改了網絡安全配置的默認設置，以屏蔽所有明文流量。除非您明確允許特定域名使用明文傳輸，Android Pie 默認啟用 TLS 來保護用戶。系統同時也為 DNS-over-TLS 提供了內置支持: 當網絡的 DNS 服務器支持時，設備會自動將 DNS 查詢升級為 TLS。該方法能從網絡層面防止 IP 地址信息被監聽或攔截。

我們認為本文描述的特性很好地總結了 Android 在安全與隱私方面的工作進展。親愛的讀者們，您可能覺得這只是我們的一面之詞，不過事實表明，這幾年來，我們對安全話題的持續投入確實顯著提高了系統的安全防護能力，不斷增加的漏洞利用難度和獨立移動安全評級都很好地證明了這一點。趕快上手體驗 Android Pie 吧！我們正在快馬加鞭準備下個版本的系統發布，敬請期待！

• 行為變更

  https://developer.android.google.cn/about/versions/pie/android-9.0-changes-all#privacy-changes-all

• MAC 地址隨機化

  https://source.android.google.cn/devices/tech/connect/wifi-mac-randomization

• 攻擊者不知道具體的鎖屏密碼時便無法訪問用戶備份的應用數據

  https://developer.android.google.cn/about/versions/pie/security/ckv-whitepaper

• 默認啟用 TLS

  https://android-developers.googleblog.com/2018/04/protecting-users-with-tls-by-default-in.html

• 不斷增加的漏洞利用難度

  https://www.thezdi.com/blog/2018/9/04/announcing-pwn2own-tokyo-for-2018

• 獨立移動安全評級

  https://www.blog.google/products/android-enterprise/gartners-analysis-progress-android-security/

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總結

以上是生活随笔為你收集整理的现代化 Android Pie: 安全与隐私的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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