Android FDE与FBE加密原理及应用深度解析

本文档主要探讨了Android系统中的两种关键加密技术：Full-disk encryption (FDE) 全盘加密和File-based encryption (FBE) 文件级加密。FDE自Android 4.0起引入，用于保护整个设备的存储空间，而FBE在Android 7.0后被采用，针对特定数据进行加密。 1.1 定义： FDE是一种在设备首次启动时对整个磁盘进行加密的技术，包括系统分区和用户数据分区。它提供了一层基础的安全防护，确保即使设备丢失或被盗，未经授权的用户也无法访问数据。FBE则更加精细，仅对特定文件或文件夹进行加密，例如userdata分区，这样可以满足某些厂商对部分数据隐私保护的需求。 1.2 学习目标： 通过学习，读者可以深入了解Android加密的流程，包括设备的挂载过程，以及如何应对像用户版本设备因系统问题导致无法正常启动，无法通过ADB工具获取关键数据进行分析的情况。文章还提出了一项挑战性问题：在遇到这类问题时，能否安全地dump和解密userdata分区进行分析，这需要进一步的研究来解答。 2. 加密预备知识： - 加密技术主要分为数据传输加密（如线路加密和端对端加密）、数据存储加密（密文存储和存取控制）、数据完整性鉴别以及密钥管理。其中，MD5和SHA1等基于消息摘要的算法常用于验证数据完整性和安全性。 - 对称加密算法（如DES、RC4和AES）在Android中被广泛使用，如FDE和FBE中采用AES算法，其特点是加密和解密使用同一密钥，操作高效；而非对称加密算法（如RSA）则使用一对公钥和私钥，适用于加密传输等场景。 2.2 典型加密算法示例： - MD5算法基于哈希函数，产生固定长度的摘要，用于验证数据完整性。例如，OTA包传输时会计算MD5校验和，而DM-verity使用类似的哈希算法验证系统分区的完整性。 - AES算法是高级加密标准，采用迭代方式，提供强大的数据加密和解密功能，是Android加密策略的核心。 在深入学习Android安全的FDE和FBE时，理解这些基本概念和技术原理至关重要，因为它们构成了Android设备数据安全的基础。同时，实际操作中可能会遇到各种加密相关的挑战，如数据恢复、权限管理和安全策略实施，这都需要结合具体环境和需求进行细致的分析和设计。