【操作系统百科】IMA、EVM 与 dm-verity
内容提要
本文介绍了固件、bootloader、内核及文件完整性验证的流程，重点讨论了IMA（文件度量与鉴定）、EVM（保护安全扩展属性）、dm-verity（块设备验证）和fs-verity（文件级验证）。完整性链从固件到运行时必须闭合，以确保系统安全。
关键要点
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固件验证 bootloader，bootloader 验证内核，内核之后由 IMA 验证文件完整性。
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IMA 通过计算文件的 hash 并记录到日志中来度量文件完整性，并将度量值扩展到 TPM PCR。
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EVM 保护文件的安全扩展属性，确保其不被篡改。
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dm-verity 使用 Merkle 树验证块设备的完整性，确保每次读取块时进行 hash 验证。
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fs-verity 提供文件级别的验证，内核在页缓存层进行惰性验证。
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TPM 和 PCR 用于存储度量值，确保系统状态的远程认证。
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完整性链必须从固件到运行时闭合，任何一环缺失都可能导致安全风险。
延伸解读
完整性链的重要性
完整性链从固件到运行时的闭合性至关重要。每一环节的验证都确保系统的安全性，任何环节的缺失都可能导致安全漏洞。因此，在设计和实施安全系统时，必须重视每个环节的完整性验证，确保没有被绕过的可能性。
TPM与安全认证
TPM（受信任的平台模块）通过PCR（平台配置寄存器）存储度量值，提供远程认证功能。这意味着系统状态可以被外部验证，确保其未被篡改。理解TPM的工作原理对于增强系统安全性和信任度至关重要，尤其是在需要高安全性的应用场景中。
dm-verity的应用场景
dm-verity利用Merkle树结构进行块设备的完整性验证，广泛应用于Android系统分区和容器镜像等场景。了解dm-verity的工作机制可以帮助开发者在设计安全存储方案时，选择合适的验证方法，确保数据的完整性和可靠性。
延伸问答
IMA 是什么，它如何验证文件完整性？
IMA（文件度量与鉴定）通过计算文件的 hash 并记录到日志中来度量文件完整性，并将度量值扩展到 TPM PCR。
EVM 在文件安全中起什么作用？
EVM（保护安全扩展属性）确保文件的安全扩展属性不被篡改，通过 HMAC/签名保护相关的 xattr。
dm-verity 是如何确保块设备完整性的？
dm-verity 使用 Merkle 树验证块设备的完整性，每次读取块时进行 hash 验证，不匹配则返回 I/O 错误。
fs-verity 与 dm-verity 有什么区别？
fs-verity 提供文件级别的验证，而 dm-verity 是针对块设备的验证，fs-verity 在页缓存层进行惰性验证。
TPM 和 PCR 在系统安全中有什么作用？
TPM（可信任的平台模块）和 PCR（平台配置寄存器）用于存储度量值，确保系统状态的远程认证。
完整性链的闭合性为何重要？
完整性链必须从固件到运行时闭合，任何一环缺失都可能导致安全风险，影响系统的整体安全性。
