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Verifica le coppie di chiavi supportate da hardware con attestazione della chiave

L'attestazione delle chiavi ti offre una maggiore sicurezza che le chiavi utilizzate nella tua app siano archiviate nell'archivio chiavi supportato dall'hardware di un dispositivo. Le sezioni seguenti descrivono come verificare le proprietà delle chiavi basate su hardware e come interpretarne i dati di estensione dei certificati di attestazione.

Nota: prima di verificare le proprietà delle chiavi con supporto hardware di un dispositivo in un ambiente di produzione, assicurati che il dispositivo supporti l'attestazione delle chiavi a livello hardware. A tale scopo, verifica che la catena di certificati di attestazione contenga un certificato radice che sia firmato con la chiave radice di attestazione di Google e che l'elemento attestationSecurityLevel all'interno della struttura di dati della descrizione della chiave sia impostato sul livello di sicurezza TrustedEnvironment o sul livello di sicurezza StrongBox.

Inoltre, è importante verificare le firme nella catena di certificati e confermare che nessuna delle chiavi della catena sia stata revocata controllando l'elenco degli stati di revoca del certificato. A meno che non siano tutte valide e la radice non sia la chiave principale di Google, non fidarti completamente dell'attestazione. Tieni presente, tuttavia, che i dispositivi contenenti certificati revocati sono comunque affidabili almeno quanto i dispositivi che supportano solo l'attestazione del software. Un'attestazione completamente valida è un ottimo indicatore positivo. Se non ne hai uno, è un indicatore neutro, non negativo.

Recuperare e verificare una coppia di chiavi con supporto hardware

Durante l'attestazione delle chiavi, specifichi l'alias di una coppia di chiavi e ne recuperi la catena di certificati, che puoi utilizzare per verificare le proprietà della coppia di chiavi.

Se il dispositivo supporta l'attestazione delle chiavi a livello hardware, il certificato radice all'interno di questa catena è firmato utilizzando una chiave radice di attestazione di cui è stato eseguito il provisioning in modo sicuro nel keystore basato su hardware del dispositivo.

Nota:sui dispositivi forniti con attestazione della chiave a livello di hardware, Android 7.0 (livello API 24) o versioni successive e Google Play Services, il certificato radice viene firmato con la chiave radice di attestazione di Google. Verifica che questo certificato radice sia tra quelli elencati nella sezione relativa ai certificati radice.

Per implementare l'attestazione delle chiavi, completa i seguenti passaggi:

Utilizza il metodo getCertificateChain() di un oggetto KeyStore per ottenere un riferimento alla catena di certificati X.509 associati al keystore basato sull'hardware.
Invia i certificati a un server separato che ritieni attendibile per la convalida.

Attenzione: non completare la seguente procedura di convalida sullo stesso dispositivo del KeyStore. Se il sistema Android sul dispositivo è compromesso, la procedura di convalida potrebbe considerare attendibile qualcosa che non lo è.
Ottieni un riferimento alla libreria di analisi e convalida della catena di certificati X.509 più appropriata per il tuo set di strumenti. Verifica che il certificato pubblico radice sia attendibile e che ogni certificato firmi il certificato successivo della catena.
Controlla lo stato di revoca di ciascun certificato per assicurarti che nessuno sia stato revocato.
(Facoltativo) Controlla l'estensione del certificato delle informazioni di provisioning che è presente solo nelle catene di certificati più recenti.

Ottieni un riferimento alla libreria del parser CBOR più appropriata per il tuo set di strumenti. Trova il certificato più vicino al certificato radice che contiene l'estensione del certificato per le informazioni di provisioning. Utilizza l'analizzatore sintattico per estrarre i dati dell'estensione del certificato di informazioni sul provisioning da quel certificato.

Per ulteriori dettagli, consulta la sezione relativa allo schema dei dati dell'estensione delle informazioni di provisioning.
Ottieni un riferimento alla libreria di parser ASN.1 più appropriata per il tuo set di strumenti. Trova il certificato più vicino al certificato radice che contiene l'estensione del certificato di attestazione della chiave. Se l'estensione del certificato delle informazioni di provisioning era presente, l'estensione del certificato di attestazione della chiave deve trovarsi nel certificato immediatamente successivo. Utilizza il parser per estrarre i dati dell'estensione del certificato di attestazione della chiave dal certificato.

Attenzione:non dare per scontato che l'estensione del certificato di attestazione della chiave si trovi nel certificato foglia della catena. Puoi considerare attendibile solo la prima occorrenza dell'estensione nella catena. Eventuali altre istanze dell'estensione non sono state emesse dall'hardware sicuro e potrebbero essere state emesse da un malintenzionato che ha esteso la catena nel tentativo di creare attestazioni false per chiavi non attendibili.

Il Sample di attestazione della chiave utilizza l'analizzatore sintattico ASN.1 di Bouncy Castle per estrarre i dati di estensione di un certificato di attestazione. Puoi utilizzare questo esempio come riferimento per creare il tuo parser.

Per ulteriori dettagli, consulta la sezione sullo schema dei dati delle estensioni di attestazione della chiave.
Controlla la coerenza dei dati dell'estensione che hai recuperato nei passaggi precedenti e confrontali con l'insieme di valori che prevedi che la chiave con supporto hardware contenga.

Certificati radice

L'attendibilità dell'attestazione dipende dal certificato radice della catena. I dispositivi Android che hanno superato i test necessari per avere la suite di app Google, tra cui Google Play, e che sono stati lanciati con Android 7.0 (livello API 24) o versioni successive devono utilizzare le chiavi di attestazione firmate dal certificato principale di attestazione dell'hardware di Google. Tieni presente che l'attestazione non era richiesta fino ad Android 8.0 (livello API 26). La chiave pubblica principale è la seguente:

Certificati radice emessi in precedenza

Se il certificato principale nella catena di attestazione che ricevi contiene questa chiave pubblica e nessuno dei certificati della catena è stato revocato, sai che:

La tua chiave si trova in hardware che Google ritiene sicuro.
Ha le proprietà descritte nel certificato di attestazione.

Se la catena di attestazione contiene un'altra chiave pubblica principale, Google non fa alcuna dichiarazione sulla sicurezza dell'hardware. Ciò non significa che la chiave sia compromessa, ma solo che la certificazione non dimostra che la chiave si trovi in hardware sicuro. Regola le tue ipotesi di sicurezza di conseguenza.

Se il certificato radice non contiene la chiave pubblica in questa pagina, i motivi possibili sono due:

Molto probabilmente, il dispositivo è stato avviato con una versione di Android precedente alla 7.0 e non supporta l'attestazione hardware. In questo caso, Android ha un'implementazione software dell'attestazione che produce lo stesso tipo di certificato di attestazione, ma firmato con una chiave hardcoded nel codice sorgente di Android. Poiché questa chiave di firma non è una chiave privata, l'attestazione potrebbe essere stata creata da un malintenzionato che finge di fornire hardware sicuro.
L'altro motivo probabile è che il dispositivo non è un dispositivo Google Play. In questo caso, il produttore del dispositivo è libero di creare il proprio root e di effettuare qualsiasi dichiarazione preferita sul significato dell'attestazione. Consulta la documentazione del produttore del dispositivo. Tieni presente che, al momento della stesura di questo articolo, Google non è a conoscenza di produttori di dispositivi che abbiano adottato questa pratica.

Elenco dello stato della revoca del certificato

Le chiavi di attestazione possono essere revocate per una serie di motivi, tra cui manipolazione o estrazione sospetta da parte di un malintenzionato. Pertanto, è fondamentale che lo stato di ogni certificato in una catena di attestazione venga controllato in base all'elenco ufficiale dello stato di revoca del certificato (CRL). Questo elenco è gestito da Google e pubblicato all'indirizzo: https://android.googleapis.com/attestation/status. L'intestazione Cache-Control nella risposta HTTP determina la frequenza con cui controllare la presenza di aggiornamenti, pertanto non è richiesta una richiesta di rete per ogni certificato da verificare. Questo URL restituisce un file JSON contenente lo stato di revoca di tutti i certificati che non hanno un normale stato valido. Il formato del file JSON è conforme alla seguente definizione di schema JSON (bozza 07):

{
  "$schema": "http://json-schema.org/draft-07/schema#",
  "type": "object",
  "properties": {
    "entries": {
      "description" : "Each entry represents the status of an attestation key. The dictionary-key is the certificate serial number in lowercase hex.",
      "type": "object",
      "propertyNames": {
        "pattern": "^[a-f1-9][a-f0-9]*$"
      },
      "additionalProperties": {
        "type": "object",
        "properties": {
          "status": {
            "description": "[REQUIRED] Current status of the key.",
            "type": "string",
            "enum": ["REVOKED", "SUSPENDED"]
          },
          "expires": {
            "description": "[OPTIONAL] UTC date when certificate expires in ISO8601 format (YYYY-MM-DD). Can be used to clear expired certificates from the status list.",
            "type": "string",
            "format": "date"
          },
          "reason": {
            "description": "[OPTIONAL] Reason for the current status.",
            "type": "string",
            "enum": ["UNSPECIFIED", "KEY_COMPROMISE", "CA_COMPROMISE", "SUPERSEDED", "SOFTWARE_FLAW"]
          },
          "comment": {
            "description": "[OPTIONAL] Free form comment about the key status.",
            "type": "string",
            "maxLength": 140
          }
        },
        "required": ["status"],
        "additionalProperties": false
      }
    }
  },
  "required": ["entries"],
  "additionalProperties": false
}

Esempio di CRL:

{
  "entries": {
    "2c8cdddfd5e03bfc": {
      "status": "REVOKED",
      "expires": "2020-11-13",
      "reason": "KEY_COMPROMISE",
      "comment": "Key stored on unsecure system"
    },
    "c8966fcb2fbb0d7a": {
      "status": "SUSPENDED",
      "reason": "SOFTWARE_FLAW",
      "comment": "Bug in keystore causes this key malfunction b/555555"
    }
  }
}

Schema dei dati dell'estensione attestazione chiave

L'estensione attestazione della chiave ha l'OID 1.3.6.1.4.1.11129.2.1.17. L'estensione memorizza le informazioni in base a uno schema ASN.1.

L'elenco seguente presenta una descrizione di ogni elemento all'interno dello schema:

Descrizione chiave

Questa sequenza di valori presenta informazioni generali sulla coppia di chiavi verificata tramite l'attestazione della chiave e fornisce un facile accesso a dettagli aggiuntivi.

attestationVersion

La versione della funzionalità di attestazione della chiave.

Valore	Versione
1	Keymaster versione 2.0
2	Keymaster versione 3.0
3	Versione Keymaster 4.0
4	Versione Keymaster 4.1
100	KeyMint versione 1.0
200	KeyMint versione 2.0
300	KeyMint versione 3.0

attestationSecurityLevel

Il livello di sicurezza dell'attestazione.

Avviso: anche se è possibile autenticare le chiavi memorizzate nel sistema Android, ovvero se il valore di attestationSecurityLevel è impostato su Software, non puoi considerare attendibili queste attestazioni se il sistema Android viene compromesso.

keymasterVersion/keyMintVersion

La versione dell'Hardware Abstraction Layer (HAL) Keymaster o KeyMint.

Valore	Versione
0	Keymaster versione 0.2 o 0.3
1	Keymaster versione 1.0
2	Keymaster versione 2.0
3	Keymaster versione 3.0
4	Versione Keymaster 4.0
41	Keymaster versione 4.1
100	KeyMint versione 1.0
200	KeyMint versione 2.0
300	KeyMint versione 3.0

keymasterSecurityLevel/keyMintSecurityLevel

Il livello di sicurezza dell'implementazione di Keymaster/KeyMint.

attestationChallenge

Contiene la sfida fornita al momento della creazione della chiave. Verifica che questo valore corrisponda al valore fornito dal server, come memorizzato nel tag di autorizzazione Tag::ATTESTATION_CHALLENGE. In caso contrario, il servizio potrebbe essere vulnerabile alla riproduzione dei certificati di attestazione precedenti.

uniqueId

Questo valore identifica il dispositivo, ma solo per un periodo di tempo limitato. Viene calcolata e viene utilizzata solo dalle app di sistema. In tutte le altre app, uniqueId è vuoto.

softwareEnforced

(Facoltativo) L'elenco di autorizzazioni di Keymaster/KeyMint applicato dal sistema Android, non dal Trusted Execution Environment (TEE) del dispositivo. Le informazioni in questo elenco di autorizzazioni vengono raccolte o generate dal codice che fa parte della piattaforma e sono archiviate nella partizione di sistema del dispositivo. I contenuti di questo elenco di autorizzazioni possono essere considerati attendibili a condizione che sul dispositivo sia in esecuzione un sistema operativo conforme al modello di sicurezza della piattaforma Android. Tutti i dispositivi Android certificati sono conformi a questo modello di sicurezza, pertanto se il dispositivo è bloccato e lo stato di avvio verificato è Verified, i valori indicati qui dovrebbero essere affidabili. Su un dispositivo modificato, in cui il bootloader è sbloccato, l'utente può installare un sistema operativo non conforme al modello di sicurezza della piattaforma Android, pertanto i valori in questo campo potrebbero essere scelti arbitrariamente dall'utente.

hardwareEnforced

Facoltativo. L'elenco di autorizzazioni di Keymaster/KeyMint applicato dal Trusted Execution Environment (TEE) del dispositivo. Le informazioni in questo elenco di autorizzazioni vengono raccolte o generate da codice che fa parte dell'hardware sicuro e non è controllato dalla piattaforma. Ad esempio, le informazioni in questo elenco di autorizzazioni provengono dal bootloader del dispositivo o dal TEE in esecuzione sul dispositivo. I campi in questo elenco di autorizzazioni che non sono impostati direttamente da KeyMint sono forniti da altre parti dell'hardware sicuro (ad esempio il bootloader) tramite canali di comunicazione sicuri che non richiedono la convalida della piattaforma. La distinzione tra l'hardware sicuro e il sistema Android è che l'utente non può modificare il codice in esecuzione nell'hardware sicuro (il firmware), quindi l'utente non può sovvertire i valori in questo elenco di autorizzazioni.

SecurityLevel

Questa struttura di dati indica il grado in cui una funzionalità software, ad esempio una coppia di chiavi, è protetta in base alla sua posizione all'interno del dispositivo.

Poiché la struttura di dati è un'enumerazione, assume esattamente uno dei seguenti valori:

Archivio chiavi: La logica per la creazione e la gestione della funzionalità è implementata nel sistema Android. Ai fini di creare e archiviare coppie di chiavi, questa posizione è meno sicura del TEE, ma è più sicura dello spazio di processo dell'app.
TrustedEnvironment: La logica per la creazione e la gestione della funzionalità è implementata in un hardware sicuro, ad esempio un TEE. Ai fini della creazione e della memorizzazione delle coppie di chiavi, questa posizione è più sicura perché l'hardware sicuro è altamente resistente alla compromissione da remoto.
StrongBox: La logica per la creazione e la gestione della funzionalità è implementata in un modulo di sicurezza hardware dedicato. Ai fini della creazione e della memorizzazione delle coppie di chiavi, questa posizione è più sicura perché è altamente resistente alla compromissione da remoto e agli attacchi hardware contro il modulo.
Software: La logica per la creazione e la gestione della funzionalità è implementata in un'implementazione di KeyMint o Keymaster che non viene eseguita in un ambiente sicuro. Ai fini della creazione e della memorizzazione delle coppie di chiavi, questa posizione è meno sicura del TEE, ma più sicura dello spazio dei processi dell'app.

AuthorizationList

Questa struttura di dati contiene le proprietà della coppia di chiavi stesse, come definito nel Keymaster o nel KeyMint Hardware Astrazione Layer (HAL). Confronta questi valori con lo stato attuale del dispositivo o con un insieme di valori previsti per verificare che una coppia di chiavi sia ancora valida per l'utilizzo nella tua app.

Ogni nome di campo corrisponde a un tag di autorizzazione Keymaster/KeyMint con nome simile. Ad esempio, il campo keySize in un elenco di autorizzazioni corrisponde al tag di autorizzazione Tag::KEY_SIZE.

La specifica dell'interfaccia AIDL contiene le informazioni definitive sui tag di autorizzazione. Questa opzione definisce il valore ID e il tipo di ogni tag, nonché se ogni tag deve essere presente nell'elenco delle autorizzazioni hardwareEnforced (indicando che il tag viene applicato nell'ambiente sicuro) o nell'elenco delle autorizzazioni softwareEnforced (indicando che il tag è applicato da Android, in genere da un archivio chiavi).

Ogni campo nel seguente elenco è facoltativo:

purpose

Corrisponde al tag di autorizzazione Tag::PURPOSE, che utilizza un valore ID tag di 1.

algorithm

Corrisponde al Tag::ALGORITHM tag di autorizzazione, che utilizza un valore ID tag pari a 2.

In un oggetto AuthorizationList di attestazione, il valore dell'algoritmo è sempre RSA o EC.

keySize

Corrisponde al tag di autorizzazione Tag::KEY_SIZE, che utilizza un valore ID tag pari a 3.

digest

Corrisponde al tag di autorizzazione Tag::DIGEST, che utilizza un valore ID tag di 5.

padding

Corrisponde al tag di autorizzazione Tag::PADDING, che utilizza un valore ID tag di 6.

ecCurve

Corrisponde al Tag::EC_CURVE tag di autorizzazione, che utilizza un valore ID tag pari a 10.

L'insieme di parametri utilizzati per generare una coppia di chiavi ellittiche (EC), che utilizza ECDSA per la firma e la verifica, all'interno del keystore di sistema Android.

rsaPublicExponent

Corrisponde al tag di autorizzazione Tag::RSA_PUBLIC_EXPONENT, che utilizza un valore ID tag pari a 200.

mgfDigest

Presente solo nella versione dell'attestazione della chiave >= 100.

Corrisponde al Tag::RSA_OAEP_MGF_DIGEST tag di autorizzazione KeyMint , che utilizza un valore ID tag pari a 203.

rollbackResistance

Presente solo nella versione dell'attestazione della chiave >= 3.

Corrisponde al tag di autorizzazione Tag::ROLLBACK_RESISTANT, che utilizza il valore ID tag 303.

earlyBootOnly

Presente solo nella versione dell'attestazione della chiave >= 4.

Corrisponde al tag di autorizzazione Tag::EARLY_BOOT_ONLY, che utilizza un valore ID tag pari a 305.

activeDateTime

Corrisponde al tag di autorizzazione Tag::ACTIVE_DATETIME, che utilizza un valore ID tag pari a 400.

originationExpireDateTime

Corrisponde al tag di autorizzazione Keymaster Tag::ORIGINATION_EXPIRE_DATETIME, che utilizza un valore ID tag pari a 401.

usageExpireDateTime

Corrisponde al tag di autorizzazione Tag::USAGE_EXPIRE_DATETIME, che utilizza il valore ID tag 402.

usageCountLimit

Corrisponde al tag di autorizzazione Tag::USAGE_COUNT_LIMIT, che utilizza un valore ID tag pari a 405.

noAuthRequired

Corrisponde al Tag::NO_AUTH_REQUIRED tag di autorizzazione, che utilizza un valore ID tag pari a 503.

userAuthType

Corrisponde al tag di autorizzazione Tag::USER_AUTH_TYPE, che utilizza un valore ID tag pari a 504.

authTimeout

Corrisponde al tag di autorizzazione Tag::AUTH_TIMEOUT, che utilizza un valore ID tag pari a 505.

allowWhileOnBody

Corrisponde al Tag::ALLOW_WHILE_ON_BODY tag di autorizzazione, che utilizza un valore ID tag pari a 506.

Consente di utilizzare la chiave dopo il periodo di timeout dell'autenticazione se l'utente indossa ancora il dispositivo. Tieni presente che un sensore sul corpo sicuro determina se il dispositivo è indossato sul corpo dell'utente.

trustedUserPresenceRequired

Presente solo nella versione dell'attestazione della chiave >= 3.

Corrisponde al tag di Tag::TRUSTED_USER_PRESENCE_REQUIRED autorizzazione, che utilizza un valore ID tag pari a 507.

Specifica che questa chiave è utilizzabile solo se l'utente ha fornito una prova della presenza fisica. Ecco alcuni esempi:

Per una chiave StrongBox, un pulsante hardware collegato tramite cavo a un pin sul dispositivo StrongBox.
Per una chiave TEE, l'autenticazione tramite impronta fornisce la prova della presenza a condizione che il TEE abbia il controllo esclusivo dello scanner ed esegua la procedura di corrispondenza delle impronte.

trustedConfirmationRequired

Presente solo nella versione dell'attestazione della chiave >= 3.

Corrisponde al tag di autorizzazione Tag::TRUSTED_CONFIRMATION_REQUIRED, che utilizza un valore ID tag pari a 508.

Specifica che la chiave è utilizzabile solo se l'utente fornisce la conferma dei dati da firmare utilizzando un token di approvazione. Per ulteriori informazioni su come ottenere la conferma dell'utente, consulta Conferma protetta Android.

Nota: questo tag è applicabile solo alle chiavi che utilizzano scopo SIGN.

unlockedDeviceRequired

Presente solo nella versione dell'attestazione della chiave >= 3.

Corrisponde al tag di autorizzazione Tag::UNLOCKED_DEVICE_REQUIRED, che utilizza un valore ID tag pari a 509.

allApplications

Corrisponde al Tag::ALL_APPLICATIONS tag di autorizzazione, che utilizza un valore ID tag pari a 600.

Indica se tutte le app su un dispositivo possono accedere alla coppia di chiavi.

applicationId

Corrisponde al tag di autorizzazione Tag::APPLICATION_ID, che utilizza un valore ID tag pari a 601.

creationDateTime

Corrisponde al tag di autorizzazione Tag::CREATION_DATETIME, che utilizza un valore ID tag pari a 701.

origin

Corrisponde al tag di autorizzazione Tag::ORIGIN, che utilizza un valore ID tag pari a 702.

rollbackResistant

Presente solo nelle versioni 1 e 2 dell'attestazione chiave.

Corrisponde al tag di autorizzazione Tag::ROLLBACK_RESISTANT, che utilizza un valore ID tag pari a 703.

rootOfTrust

Corrisponde al tag di autorizzazione Tag::ROOT_OF_TRUST, che utilizza il valore ID tag 704.

Per ulteriori dettagli, consulta la sezione che descrive la struttura dei dati RootOfTrust.

osVersion

Corrisponde al Tag::OS_VERSION tag di autorizzazione, che utilizza un valore ID tag di 705.

La versione del sistema operativo Android associata al Keymaster, specificata come numero intero di sei cifre. Ad esempio, la versione 8.1.0 è rappresentata come 080100.

Solo Keymaster versione 1.0 o successive include questo valore nell'elenco di autorizzazione.

osPatchLevel

Corrisponde al Tag::PATCHLEVEL tag di autorizzazione, che utilizza un valore ID tag di 706.

Il mese e l'anno associati alla patch di sicurezza in uso all'interno di Keymaster, specificati come numero intero di sei cifre. Ad esempio, la patch di agosto 2018 è rappresentata come 201808.

Solo Keymaster versione 1.0 o successive include questo valore nell'elenco di autorizzazione.

attestationApplicationId

Presente solo nelle versioni di attestazione della chiave >= 2.

Corrisponde al Tag::ATTESTATION_APPLICATION_ID tag di autorizzazione Keymaster, che utilizza un valore ID tag pari a 709.

Per maggiori dettagli, consulta la sezione che descrive la struttura di dati AttestationApplicationId.

attestationIdBrand

Presente solo nelle versioni di attestazione della chiave >= 2.

Corrisponde al Tag::ATTESTATION_ID_BRAND tag Keymaster, che utilizza un valore ID tag di 710.

attestationIdDevice

Presente solo nelle versioni di attestazione della chiave >= 2.

Corrisponde al tag Keymaster Tag::ATTESTATION_ID_DEVICE, che utilizza un valore ID tag pari a 711.

attestationIdProduct

Presente solo nelle versioni di attestazione della chiave >= 2.

Corrisponde al tag Keymaster Tag::ATTESTATION_ID_PRODUCT, che utilizza un valore ID tag pari a 712.

attestationIdSerial