从可信的来源更新镜像 ================================== 现在越来越重要的是，设备不仅要能安全地进行更新操作， 而且要能够验证发送的图像是否来自一个已知的源， 并且没有嵌入恶意软件。 为了实现这个目标，SWUpdate必须验证传入的镜像。 有几种方法可以做到这一点。 这里有一些问题，完整的复合镜像需要签名吗?还是只是它的某些部分需要? 不同做法的优缺点将在下一章中描述。 对复合镜像进行签名 -------------------------- 一个直接了当的做法是对整个复合镜像进行签名。但是。这样做有一些严重 的缺点。这会导致无法在加载完整个复合镜像之前对镜像进行验证。 这意味着，校验需要在安装了镜像之后才进行，而不是在实际写入设备 之前就能进行。 这会导致，如果校验失败，需要对已经安装好的镜像做一些取消安装的操作， 这种取消安装的操作，在碰到掉电时，可能会导致一些不希望保留的数据被保留在设备上。 对子镜像进行签名 ---------------------- 如果每个子图像都签名了，验证就可以在操作相应的硬件之前完成。 只有签名正确的镜像会被实际安装。 不过这样存在一个问题，子镜像没有跟sw-descrription文件中的发布描述绑定到一起。 即使sw-description也做了签名，即使对sw-description进行了签名，攻击者也可以 将签名子镜像们混合在一起，生成可以安装的新的复合镜像，因为所有子镜像都可通过验证。 对sw-description进行签名并与哈希验证相结合 ------------------------------------------------------- 为了避免所描述的缺点，SWUpdate将签名的sw-description与每个子镜像的哈希验证结合起来。 这意味着只有经过验证的源代码生成的sw-description才能被安装程序接受。 而sw-description包含每个子镜像的哈希值，可验证每个交付的子镜像确实属于本次发布。 算法的选择 ------------------- 可以通过menuconfig选择签名和验证sw-descrription文件的算法。 目前，实现了以下机制: - RSA 公钥/私钥。 私钥属于编译系统，而公钥需要被安装到设备上。 - 使用证书的CMS 密钥或证书使用"-k"参数传递给SWUpdate。 生成密钥/证书的工具 ------------------------------------ `openssl` 工具用于生成密钥。这是OpenSSL项目的一部分。完整的文档可以 在 `openSSL 网站 `_ 上找到 使用 RSA PKCS#1.5 ----------------------- 生成私钥和公钥 ................................. 首先，需要生成私钥 :: openssl genrsa -aes256 -out priv.pem 这里需要一个密码。可以从文件中去获取这个密码 - 当然， 这个密码文件必须保护好，防止被入侵。 :: openssl genrsa -aes256 -passout file:passout -out priv.pem 使用如下命令，从私钥导出公钥: :: openssl rsa -in priv.pem -out public.pem -outform PEM -pubout "public.pem" 包含了适用于swupdate的格式的密钥。 该文件可以通过-k参数在命令行传递给swupdate。 如何使用RSA进行签名 .................... 对镜像进行签名非常简单: :: openssl dgst -sha256 -sign priv.pem sw-description > sw-description.sig 与证书和CMS一起使用 ------------------------------- 生成自签名证书 ................................... :: openssl req -x509 -newkey rsa:4096 -nodes -keyout mycert.key.pem \ -out mycert.cert.pem -subj "/O=SWUpdate /CN=target" 有关参数的更多信息，请参阅文档。 "mycert.key.pem" 包含了私钥，用于签名。 它 *不能* 被部署到目标设备上。 目标设备上必须安装有 "mycert.cert.pem" - 这将被SWUpdate用于完成校验。 使用PKI颁发的证书 ............................. 也可以使用PKI签发的代码签名证书。 不过，SWUpdate是使用OpenSSL库来处理CMS签名的，该库要求在签名证书上设置以下属性: :: keyUsage=digitalSignature extendedKeyUsage=emailProtection 如果不能满足此要求，也可以完全禁用签名证书密钥检查。 这是由 `CONFIG_CMS_IGNORE_CERTIFICATE_PURPOSE` 配置选项控制的。 如何用CMS签名 ..................... 对镜像进行签名，跟前一种情况一样很简单: :: openssl cms -sign -in sw-description -out sw-description.sig -signer mycert.cert.pem \ -inkey mycert.key.pem -outform DER -nosmimecap -binary 构建签名的SWU镜像 --------------------------- 有两个文件，sw-description和它的签名sw-description.sig。 签名文件必须紧跟在描述文件后面。 sw-description中的每个图像必须具有 "sha256" 属性， 即镜像的sha256校验和。如果有一个镜像不具有sha256属性， 则整个复合镜像的的校验结果会是未通过，SWUpdate在开始安装之前会停止并报错。 创建签名镜像的简单脚本可以是: :: #!/bin/bash MODE="RSA" PRODUCT_NAME="myproduct" CONTAINER_VER="1.0" IMAGES="rootfs kernel" FILES="sw-description sw-description.sig $IMAGES" #if you use RSA if [ x"$MODE" == "xRSA" ]; then openssl dgst -sha256 -sign priv.pem sw-description > sw-description.sig else openssl cms -sign -in sw-description -out sw-description.sig -signer mycert.cert.pem \ -inkey mycert.key.pem -outform DER -nosmimecap -binary fi for i in $FILES;do echo $i;done | cpio -ov -H crc > ${PRODUCT_NAME}_${CONTAINER_VER}.swu 签名镜像的sw-description示例 -------------------------------------------- 本例应用于Beaglebone，安装Yocto images: :: software = { version = "0.1.0"; hardware-compatibility: [ "revC"]; images: ( { filename = "core-image-full-cmdline-beaglebone.ext3"; device = "/dev/mmcblk0p2"; type = "raw"; sha256 = "43cdedde429d1ee379a7d91e3e7c4b0b9ff952543a91a55bb2221e5c72cb342b"; } ); scripts: ( { filename = "test.lua"; type = "lua"; sha256 = "f53e0b271af4c2896f56a6adffa79a1ffa3e373c9ac96e00c4cfc577b9bea5f1"; } ); } 对签名镜像运行SWUpdate ----------------------------------- 验证是通过在SWUpdate的配置中设置CONFIG_SIGNED_IMAGES激活的。 一旦激活，SWUpdate将始终检查复合图像。 出于安全原因，不可能在运行时禁用检查。 -k参数(公钥文件)是必须的，如果公钥没有传递，程序将终止运行。