{"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\/novosti-interneta\/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 von kritischen Softwarekomponenten der Android-Plattform hat Google die Firmware pvmfm in der Programmiersprache Rust neu geschrieben. Diese Firmware wird zur Organisation der virtuellen Maschinen genutzt, die vom pVM-Hypervisor im Android Virtualization Framework gestartet werden. Zuvor war die Firmware in der Programmiersprache C geschrieben und lief auf dem U-Boot-Bootloader, in dessen Code fr\u00fcher Sicherheitsanf\u00e4lligkeiten aufgrund von Problemen mit dem Speicher identifiziert wurden. <\/p>\n

Die in Rust neu geschriebene Firmware ist Bestandteil von Android 14. Die w\u00e4hrend der Entwicklung entstandenen universellen Bibliotheken wurden in Form von Crate-Paketen bereitgestellt und an die Rust-Community \u00fcbergeben. So wurde beispielsweise das Paket smccc zur Unterst\u00fctzung von ARM-Schnittstellen wie PSCI (Power State Coordination Interface) und SMCCC (SMC Calling Convention) sowie das Paket aarch64-paging zur Manipulation von Speichertabellen ver\u00f6ffentlicht. Zudem wurden Fehler beheben und die Funktionalit\u00e4t des bestehenden Pakets virtio-drivers mit der Implementierung von VirtIO-Treibern erweitert. Neben der Android-Plattform werden die genannten Pakete auch im Oak-Projekt verwendet, das Komponenten f\u00fcr die sichere \u00dcbertragung, Speicherung und Verarbeitung von Daten in gesch\u00fctzten Umgebungen (TEE, Trusted Execution Environment) entwickelt. <\/p>\n

Der pVM-Hypervisor \u00fcbernimmt in der fr\u00fchen Phase des Bootvorgangs die Kontrolle und garantiert eine vollst\u00e4ndige Isolierung des Speichers virtuellen Maschinen<\/a> und der Host-Umgebung. Dies verhindert, dass das Host-System auf die gesicherten virtuellen Maschinen zugreift, in denen vertrauliche Daten verarbeitet werden. Die Firmware pvmfm (Protected Virtual Machine Firmware) \u00fcbernimmt direkt nach dem Start der virtuellen Maschine die Kontrolle, \u00fcberpr\u00fcft die bereitgestellte Umgebung und entscheidet \u00fcber einen Notfallabbruch des Bootvorgangs bei Feststellung von Integrit\u00e4tsproblemen oder erstellt ein Boot-Zertifikat f\u00fcr das Gastbetriebssystem, falls die Vertrauenskette best\u00e4tigt wird. <\/p>\n

Die Neugestaltung in der Sprache Rust erm\u00f6glicht eine einfachere und sicherere Einhaltung der \"Zwei-Regel\", die Google zur Gew\u00e4hrleistung der Sicherheit systemrelevanter Android-Komponenten anwendet. Laut dieser Regel muss jeder hinzugef\u00fcgte Code nicht mehr als zwei von drei Bedingungen erf\u00fcllen: den Umgang mit ungesicherten Eingaben, die Verwendung unsicherer Programmiersprachen (C\/C++) und die Ausf\u00fchrung mit erh\u00f6hten Berechtigungen. Daraus folgt, dass Code zur Verarbeitung externer Daten entweder auf minimale Berechtigungen (isoliert) reduziert oder in einer sicheren Programmiersprache geschrieben werden muss. Statistisch gesehen sind etwa 70 % aller gef\u00e4hrlichen Schwachstellen, die in Android festgestellt wurden, auf Fehler im Umgang mit Speicher zur\u00fcckzuf\u00fchren. <\/p>\n

Rust ist auf sichere Speicherverwaltung fokussiert und reduziert das Risiko von Sicherheitsanf\u00e4lligkeiten, die durch Probleme wie den Zugriff auf freigegebenen Speicher und Puffer\u00fcberl\u00e4ufe verursacht werden. Die sichere Arbeit mit Speicher wird in Rust w\u00e4hrend der Kompilierung durch Referenzpr\u00fcfungen, das Tracking des Eigentums von Objekten und das Management der Lebensdauer (Sichtbarkeit) von Objekten gew\u00e4hrleistet. Zudem bewertet Rust die korrekte Speicherzugriffsregelung zur Laufzeit. Rust bietet auch Schutzma\u00dfnahmen gegen Ganzzahl\u00fcberl\u00e4ufe, verlangt die zwingende Initialisierung von Variablenwerten vor deren Verwendung, behandelt Fehler in der Standardbibliothek besser, verwendet standardm\u00e4\u00dfig das Konzept von unver\u00e4nderlichen (immutable) Referenzen und Variablen und bietet eine starke statische Typisierung zur Minimierung logischer Fehler. <\/p>\n

Die Herausforderungen bei der Entwicklung von low-level Komponenten wie Treibern in der Programmiersprache Rust umfassen die Notwendigkeit, mit rohen Zeigern im unsafe-Modus zu arbeiten. Rust wurde mit einem Fokus auf die Verwaltung des Speichers, der im Programm verwendet wird, entwickelt. Bei Code, der direkt auf die Hardware zugreift, muss man auf gemeinsamen Speicher und MMIO zugreifen. Aktuell sind die F\u00e4higkeiten von Rust im Umgang mit rohen Zeigern noch ausbauf\u00e4hig, jedoch wird sich die Situation nach der Stabilisierung der Unterst\u00fctzung f\u00fcr die Makros offset_of, slice_ptr_get und slice_ptr_len \u00e4ndern. <\/p>\n

Ein weiteres Manko ist der dringende Bedarf an verbessertem Syntax, um auf Felder von Strukturen und Indizes von Arrays \u00fcber rohe Zeiger zuzugreifen, ohne Referenzen erstellen zu m\u00fcssen. Au\u00dferdem gibt es Einschr\u00e4nkungen bei der Erstellung sicherer Wrapper \u00fcber unsafe-Operationen, die zu undefiniertem Verhalten f\u00fchren k\u00f6nnen und vom Compiler nicht \u00fcberpr\u00fcft werden k\u00f6nnen. Zum Beispiel ist es nicht m\u00f6glich, solche Wrapper f\u00fcr Operationen mit Seitenwechsel-Tabellen zu erstellen, da die Seitenzuordnung in einem Teil des Programms Auswirkungen auf andere Teile haben kann. <\/p>\n

Bez\u00fcglich der Gr\u00f6\u00dfe des resultierenden Codes beanspruchte die alte Firmware-Version von pVM 220 kB, w\u00e4hrend die neue 460 kB ben\u00f6tigt. Dennoch wurden in die \u00fcberarbeitete Version neue Funktionen integriert, die es erm\u00f6glichten, auf einige andere Komponenten, die beim Laden verwendet wurden, zu verzichten. Insgesamt war die Summe aller alten und neuen Boot-Komponenten vergleichbar. Es wird darauf hingewiesen, dass, wenn die Gr\u00f6\u00dfe wichtiger ist als die Leistung, vergleichbare Ergebnisse, die mit der Programmiersprache C erzielt werden, erreicht werden k\u00f6nnen, indem im Compiler zus\u00e4tzliche Optimierungsmodi f\u00fcr die Gr\u00f6\u00dfe aktiviert, \u00fcberfl\u00fcssige Abh\u00e4ngigkeiten eliminiert und keine Formatierungsmittel verwendet werden. <\/p>\n

Zus\u00e4tzlich wird die Fortsetzung der Arbeiten an der Implementierung der M\u00f6glichkeit erw\u00e4hnt, vertrauensw\u00fcrdige Anwendungen (Trusted Applications), die in der Programmiersprache Rust geschrieben sind, im Betriebssystem Trusty auszuf\u00fchren. Trusty bietet eine TEE-Umgebung (Trusted Execution Environment) f\u00fcr Android, die parallel mit Android auf demselben Prozessor in einer separaten isolierten Umgebung l\u00e4uft. Trusty kommt in Pixel-Ger\u00e4ten zum Einsatz und verwendet bereits Rust in Bibliotheken und Systemkomponenten (der Kernel bleibt in C).
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Quelle: opennet.ru<\/a> <\/p>","protected":false,"gt_translate_keys":[{"key":"rendered","format":"html"}]},"excerpt":{"rendered":"

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