Android Strongbox（ Android Ready SE）

2023-08-17 08:16

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Android Ready SE介绍

Android ready SE Alliance: 链接
GOOGLE成立 Android Ready SE Alliance 技术联盟，用于 SE 安全芯片标准的研发以及推广，将使得安卓系统原生支持内置安全芯片的设备。谷歌将与一些硬件厂商合作，推出一种开源的 SE 安全接口和程序，使得手机等智能设备可用于数字钥匙、车钥匙、电子护照、数字货币等。
SE在Android设备的应用
GOOGLE推出通用版本的STRONGBOX程序，用于设备内置 SE 安全芯片的应用。这个程序支持多家厂商的硬件，目前可以在捷德公司、Kigen、恩智浦、意法半导体、Thales 这几家（最新联盟新增了一些国内供应商如Goodix, Unisoc, TONGXIN MICRO）合作企业获取。StrongBox 不仅支持智能手机和平板电脑，还兼容 WearOS、嵌入式设备和 Android TV。

对OEM的影响

首先会增加的就是硬件成本；
其次增加研发调试时间；
影响生产与售后流程；

OEM该如何操作

Announcing the Android Ready SE Alliance: 参考链接

选择一个合适的SE供应商与SE型号；
调试bootloader，通过SPI给SE传递root of trust（最新keymint版本无需这样操作）；
work with google，在SE的生产工厂里边向SE导入Attestation key与certs（这个地方是为了简化OEM的生产流程，但是目前keymint2.0版本中加入了RKP，这个地方该如何操作了，目前我也不太清楚，需要咨询SE供应商了）；
使用合适的strongbox applet，写入SE中（secure element中的应用程序是java applet，需要专门的开发工具，这个地方是SE厂商会提供这个applet）；
集成HAL层的AIDL service
使能SE升级机制
测试CTS VTS

keymint流程变化

keymint版本的部分流程发生了变化

ROT流程，keymint版本在AIDL中定义获取ROT接口，这样就不用通过bootloader来传递ROT了。那么这个流程是一个标准接口，只要keymint供应商与SE供应商联合调试好即可。
attestation key生成流程，keymaster版本的attestationkey是从google申请，OEM在产线写入设备中，而keymint版本增加了RKP(remote key provisioning)支持，生产流程发生变化，需要OEM在产线通过设备中产生密钥对，把公钥导出设备，然后上传到google服务器。

Stongbox架构

在这里插入图片描述

首先来说，Google没明确说SE的协议栈需要在TEE中实现，所以上图中关于eSE中的逻辑，可以在linux kernel中实现。
keymint AIDL接口定义中加入了get rot与send rot接口，所以开机的时候，如下流程share ROT:
How to share hmac key

通过上边注释来看share hmac key需要先导入attestation key，然后通过ECDH密钥交换来计算一个共享密钥，然后来交换信息。
通过最新"Android Ready SE - Ecosystem Requirements"文档描述，上图中1-7步骤可以通过产线埋入一个共享密钥Q。通过这个共享密钥来做hmac key的交换。不幸的是，Google没有定义标准的API，这个地方需要TEE厂商与SE厂商来协商完成。

这个地方的做法可以变更，例如直接发一个CMD，让TEE生成一个secret,然后通过API传递给SE，在产线的最后一个过程给LOCK住。这个地方有一个问题，就是一旦发生售后换件，例如EMMC换了，CPU换了，或者SE换了，那么就需要一个RMA机制，让SE与TEE unlock，重新share secret。
一旦share secret完成，那么就可以做8-11的步骤了。