{"id":110721,"date":"2023-10-10T15:10:19","date_gmt":"2023-10-10T13:10:19","guid":{"rendered":"https:\/\/prohoster.info\/blog\/novosti-interneta\/google-perepisal-na-yazyke-rust-proshivku-pvmfm-ispolzuemuyu-v-android"},"modified":"2023-10-10T15:10:19","modified_gmt":"2023-10-10T13:10:19","slug":"google-perepisal-na-yazyke-rust-proshivku-pvmfm-ispolzuemuyu-v-android","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/prohoster.info\/de\/blog\/news\/google-perepisal-na-yazyke-rust-proshivku-pvmfm-ispolzuemuyu-v-android","title":{"rendered":"Google hat die Firmware pvmfm, die in Android verwendet wird, in Rust neu geschrieben.","gt_translate_keys":[{"key":"rendered","format":"text"}]},"content":{"rendered":"

Im Rahmen der Sicherheitsverst\u00e4rkung kritischer Softwarekomponenten der Android-Plattform hat Google die Firmware pvmfm, die f\u00fcr den Betrieb von virtuellen Maschinen verwendet wird, die von dem Hypervisor pVM innerhalb des Android Virtualization Frameworks gestartet werden, in der Programmiersprache Rust neu geschrieben. Zuvor war die Firmware in C geschrieben und basierte auf dem Bootloader U-Boot, in dessen Code zuvor Schwachstellen aufgrund von Speicherproblemen entdeckt wurden. <\/p>\n

Die in Rust neu geschriebene Firmware ist Bestandteil von Android 14, und die im Entwicklungsprozess der Firmware erstellten universellen Bibliotheken wurden in Form von crate-Paketen an die Rust-Community \u00fcbergeben. Zum Beispiel wurde das Paket smccc zur Unterst\u00fctzung der ARM-Schnittstellen PSCI (Power State Coordination Interface) und SMCCC (SMC Calling Convention) ver\u00f6ffentlicht sowie das Paket aarch64-paging zur Manipulation von Seitentabellen. Es wurden auch Arbeiten zur Behebung von Fehlern und zur Erweiterung der Funktionalit\u00e4t des bestehenden Pakets virtio-drivers mit der Implementierung von VirtIO-Treibern durchgef\u00fchrt. Neben der Android-Plattform werden die genannten Pakete auch im Projekt Oak eingesetzt, das Komponenten zur \u00dcbertragung, Speicherung und Verarbeitung von Daten in sicheren Umgebungen (TEE, Trusted Execution Environment) entwickelt. <\/p>\n

Der Hypervisor pVM \u00fcbernimmt die Kontrolle in einer fr\u00fchen Phase des Bootvorgangs und sorgt f\u00fcr die vollst\u00e4ndige Isolation des Speichers virtuelle Maschinen<\/a> und der Host-Umgebung, sodass das Host-System keinen Zugriff auf die gesch\u00fctzten virtuellen Maschinen hat, in denen vertrauliche Daten verarbeitet werden. Die Firmware pvmfm (Protected Virtual Machine Firmware) erh\u00e4lt die Kontrolle unmittelbar nach dem Start der virtuellen Maschine, pr\u00fcft die eingerichtete Umgebung und trifft im Falle von Integrit\u00e4tsproblemen die Entscheidung \u00fcber einen Notfall-Abbruch des Bootvorgangs oder erstellt ein Boot-Zertifikat f\u00fcr das Gast-System, falls die Vertrauensw\u00fcrdigkeit der Kette best\u00e4tigt wird. <\/p>\n

Die \u00dcberarbeitung in Rust erm\u00f6glicht eine einfachere und sicherere Einhaltung der \u201eZwei-Regeln\u201c, die Google zur Gew\u00e4hrleistung der Sicherheit systemrelevanter Android-Komponenten anwendet. Dieser Regel zufolge muss jeder hinzugef\u00fcgte Code nicht mehr als zwei von drei Bedingungen erf\u00fcllen: den Umgang mit ungesicherten Eingabedaten, die Verwendung unsicherer Programmiersprachen (C\/C++) und die Ausf\u00fchrung mit erh\u00f6hten Rechten. Daraus folgt, dass der Code zur Verarbeitung externer Daten entweder auf minimale Berechtigungen (isoliert) beschr\u00e4nkt oder in einer sicheren Programmiersprache geschrieben sein muss. Laut Google sind etwa 70 % der gef\u00e4hrlichen Schwachstellen in Android auf Fehler im Umgang mit dem Speicher zur\u00fcckzuf\u00fchren. <\/p>\n

Rust ist auf den sicheren Umgang mit Speicher fokussiert und verringert das Risiko von Schwachstellen, die durch Probleme wie den Zugriff auf Speicherbereiche nach deren Freigabe und Buffer\u00fcberl\u00e4ufe verursacht werden. Der sichere Umgang mit Speicher wird in Rust w\u00e4hrend der Kompilierung durch die \u00dcberpr\u00fcfung von Referenzen, das Tracking des Eigentums an Objekten und die Ber\u00fccksichtigung der Lebensdauer von Objekten (Sichtbarkeit) sowie durch die Beurteilung der Korrektheit des Zugriffs auf den Speicher zur Laufzeit des Codes gew\u00e4hrleistet. Rust bietet auch Mittel zum Schutz vor ganzzahligen \u00dcberl\u00e4ufen, erfordert eine obligatorische Initialisierung von Variablen vor deren Verwendung, behandelt Fehler in der Standardbibliothek besser, wendet das Konzept der Immutabilit\u00e4t (unver\u00e4nderlich) f\u00fcr Referenzen und Variablen standardm\u00e4\u00dfig an und bietet eine starke statische Typisierung zur Minimierung logischer Fehler. <\/p>\n

Die Herausforderungen, die bei der Entwicklung von Low-Level-Komponenten wie Treibern in der Sprache Rust auftreten, beinhalten die Notwendigkeit, mit rohen Zeigern im unsafe-Modus zu arbeiten, da Rust mit Blick auf die Nutzung des im Programm reservierten Speichers erstellt wurde und im Code, der ohne Abstraktionen \u00fcber die Hardware l\u00e4uft, auf gemeinsam genutzten Speicher und MMIO zugegriffen werden muss. Gegenw\u00e4rtig lassen die M\u00f6glichkeiten von Rust im Umgang mit rohen Zeigern zu w\u00fcnschen \u00fcbrig, aber die Situation sollte sich nach der Stabilisierung der Unterst\u00fctzung f\u00fcr die Makros offset_of, slice_ptr_get und slice_ptr_len verbessern. <\/p>\n

Zu den Nachteilen geh\u00f6rt auch der Bedarf an einer verbesserten Syntax f\u00fcr den Zugriff auf die Felder von Strukturen und die Indizes von Arrays \u00fcber rohe Zeiger, ohne dass Verweise erstellt werden m\u00fcssen, sowie Einschr\u00e4nkungen bei der Erstellung sicherer Wrapper f\u00fcr unsichere Operationen, die unbestimmtes Verhalten hervorrufen k\u00f6nnen und nicht vom Compiler \u00fcberpr\u00fcft werden k\u00f6nnen. Zum Beispiel k\u00f6nnen solche Wrapper f\u00fcr Operationen mit Speicherseiten-Tabellen nicht erstellt werden, da die Seitenzuordnung in einem Teil des Programms andere Teile beeinflussen kann. <\/p>\n

Was die Gr\u00f6\u00dfe des resultierenden Codes betrifft, so betrug die alte Version des pVM-Firmware 220 kB, w\u00e4hrend die neue 460 kB einnimmt. In die umgeschriebene Version wurden jedoch neue Funktionen integriert, die es erm\u00f6glichten, einige andere Komponenten, die beim Booten verwendet wurden, zu entfernen. Insgesamt ist die Gr\u00f6\u00dfe aller alten und neuen Bootkomponenten vergleichbar geblieben. Es wird angemerkt, dass, wenn die Gr\u00f6\u00dfe wichtiger ist als die Leistung, vergleichbare Ergebnisse mit der Programmiersprache C erzielt werden k\u00f6nnen, indem zus\u00e4tzliche Optimierungsmodi im Compiler aktiviert, \u00fcberfl\u00fcssige Abh\u00e4ngigkeiten ausgeschlossen und keine Formatierungswerkzeuge verwendet werden. <\/p>\n

Zus\u00e4tzlich wird die Fortsetzung der Arbeiten an der Implementierung der M\u00f6glichkeit erw\u00e4hnt, vertrauensw\u00fcrdige Anwendungen (Trusted Application), die in Rust geschrieben sind, im Betriebssystem Trusty auszuf\u00fchren, das eine TEE-Umgebung (Trusted Execution Environment) f\u00fcr Android bereitstellt, die parallel zu Android auf demselben Prozessor in einer separaten isolierten Umgebung ausgef\u00fchrt wird. Trusty wird in Pixel-Ger\u00e4ten eingesetzt und verwendet bereits Rust in Bibliotheken und Systemkomponenten (der Kernel bleibt in C).
\n
Quelle: opennet.ru<\/a> <\/p>","protected":false,"gt_translate_keys":[{"key":"rendered","format":"html"}]},"excerpt":{"rendered":"

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