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Verificar pares de chaves protegidos por hardware usando atestados de chaves

Atestados de chaves dão a você a confiança de que as chaves usadas no app serão armazenadas em um keystore protegido por hardware no dispositivo. As seções abaixo descrevem como verificar as propriedades das chaves protegidas por hardware e como interpretar os dados de extensão dos certificados de atestado.

Observação: antes de verificar as propriedades das chaves protegidas por hardware de um dispositivo em um ambiente de produção, confira se o dispositivo tem suporte ao atestado de chaves no nível do hardware. Para isso, verifique se a cadeia de certificados de atestado contém um certificado raiz assinado pela chave raiz de atestado do Google e se o elemento attestationSecurityLevel na estrutura de dados de descrição de chaves foi definido para o nível de segurança TrustedEnvironment ou para o nível de segurança StrongBox.

Além disso, é importante verificar as assinaturas na cadeia de certificados e conferir a lista de status de revogação de certificados para confirmar se nenhuma das chaves na cadeia foi revogada. A menos que todas sejam válidas e a raiz seja a chave raiz do Google, não confie totalmente no atestado. Observe, no entanto, que os dispositivos que contêm certificados revogados ainda são pelo menos tão confiáveis quanto os dispositivos que têm suporte apenas ao atestado de software. Ter um atestado totalmente válido é um forte indicador positivo. Não ter um atestado é um indicador neutro, e não negativo.

Extrair e verificar um par de chaves protegido por hardware

Durante o atestado de chaves, você especifica o alias de um par de chaves e extrai a cadeia de certificados, que pode ser usada para verificar as propriedades desse par.

Se o dispositivo oferecer suporte ao atestado de chaves no nível do hardware, o certificado raiz dessa cadeia será assinado usando uma chave raiz de atestado provisionada com segurança para o keystore protegido por hardware do dispositivo.

Observação: em dispositivos que incluem o atestado de chaves no nível do hardware, o Android 7.0 (nível 24 da API) ou mais recente e o Google Play Services, o certificado raiz é assinado pela chave raiz de atestado do Google. Verifique se esse certificado raiz está entre os listados na seção sobre certificados raiz.

Para implementar o atestado de chaves, siga estas etapas:

Use o método getCertificateChain() de um objeto KeyStore para conferir uma referência à cadeia de certificados X.509 associada ao keystore protegido por hardware.
Envie os certificados para um servidor separado confiável para validação.

Cuidado: não conclua o processo de validação abaixo no mesmo dispositivo do keystore. Se o sistema Android no dispositivo for comprometido, o processo de validação poderá confiar em algo que não deveria.
Extraia uma referência à biblioteca de análise e validação da cadeia de certificados X.509 que seja mais adequada para seu conjunto de ferramentas. Verifique se o certificado público raiz é confiável e se cada certificado assina o próximo na cadeia.
Verifique o status de revogação de cada certificado para garantir que nenhum deles tenha sido revogado.
Se quiser, inspecione a extensão do certificado de informações de provisionamento que está presente apenas nas cadeias de certificados mais recentes.

Extraia uma referência à biblioteca de analisadores CBOR mais adequada para seu conjunto de ferramentas. Encontre o certificado mais próximo da raiz que contenha a extensão do certificado de informações de provisionamento. Use o analisador para extrair desse certificado os dados de extensão do certificado de informações de provisionamento.

Consulte a seção sobre o esquema de dados da extensão de informações de provisionamento para saber mais.
Extraia uma referência à biblioteca de analisadores ASN.1 mais adequada para seu conjunto de ferramentas. Encontre o certificado mais próximo da raiz que contenha a extensão do certificado de atestado de chaves. Se a extensão do certificado de informações de provisionamento estiver presente, a extensão do certificado de atestado de chaves precisará estar no certificado imediatamente posterior. Use o analisador para extrair os dados da extensão do certificado de atestado de chaves desse certificado.

Cuidado:não presuma que a extensão do certificado de atestado de chaves está no certificado de folha da cadeia. Somente a primeira ocorrência da extensão na cadeia é confiável. Outras instâncias da extensão não foram emitidas pelo hardware seguro e podem ter sido emitidas por um invasor que estende a cadeia ao tentar criar atestados falsos para chaves não confiáveis.

O exemplo de atestado de chave usa o analisador ASN.1 do Bouncy Castle (links em inglês) para extrair os dados de extensão de um certificado de atestado. Use esse exemplo como referência para criar seu próprio analisador.

Consulte a seção sobre o esquema de dados da extensão de atestado de chaves para saber mais.
Confira a consistência dos dados de extensão recuperados nas etapas anteriores e compare-os com o conjunto de valores que você espera encontrar na chave protegida por hardware.

Certificados raiz

A confiabilidade do atestado depende do certificado raiz da cadeia. Os dispositivos Android aprovados nos testes necessários para ter o conjunto de apps do Google, incluindo o Google Play, e lançados com o Android 7.0 (nível 24 da API) ou mais recente precisam usar as chaves de atestado assinadas pelo certificado raiz de atestado de hardware do Google. Observe que atestados não eram necessários até o Android 8.0 (nível 26 da API). Confira a chave pública raiz:

Certificados raiz emitidos anteriormente

Se o certificado raiz na cadeia de atestado recebida tiver essa chave pública e nenhum dos certificados da cadeia tiver sido revogado, você saberá que:

sua chave está no hardware que o Google acredita ser seguro; e
ela tem as propriedades descritas no certificado de confirmação.

Se a cadeia de atestado tiver qualquer outra chave pública raiz, o Google não fará nenhuma declaração sobre a segurança do hardware. Isso não significa que sua chave está comprometida, apenas que o atestado não prova que ela está em um hardware seguro. Ajuste suas suposições de segurança.

Se o certificado raiz não tiver a chave pública nesta página, há dois motivos prováveis:

O dispositivo provavelmente foi iniciado com uma versão do Android anterior à 7.0 e não oferece suporte ao atestado de hardware. Nesse caso, o Android tem uma implementação de software de atestado que produz o mesmo tipo de certificado de atestado, mas que é assinado com uma chave fixada no código-fonte do Android. Como essa chave de assinatura não é um segredo, o atestado pode ter sido criado por um invasor que finge fornecer hardware seguro.
O outro motivo provável é que o dispositivo não é um dispositivo do Google Play. Nesse caso, o criador do dispositivo é livre para criar a própria raiz e fazer as declarações que quiser sobre o significado do atestado. Consulte a documentação do fabricante do dispositivo. O Google não tem conhecimento de fabricantes de dispositivos que fizeram isso.

Lista de status de revogação de certificado

As chaves de atestado podem ser revogadas por vários motivos, incluindo manuseio incorreto ou extração suspeita por um invasor. É fundamental que o status de cada certificado em uma cadeia de atestado seja verificado na lista oficial de status de revogação de certificado (CRL). Essa lista é mantida pelo Google e publicada em https://android.googleapis.com/attestation/status. O cabeçalho Cache-Control na resposta HTTP determina a frequência da verificação de atualizações, ou seja, uma solicitação de rede não é necessária para todos os certificados que estão sendo verificados. Esse URL retorna um arquivo JSON contendo o status de revogação para todos os certificados que não têm um status válido normal. O formato do arquivo JSON segue esta definição de esquema JSON (rascunho 07, link em inglês):

{
  "$schema": "http://json-schema.org/draft-07/schema#",
  "type": "object",
  "properties": {
    "entries": {
      "description" : "Each entry represents the status of an attestation key. The dictionary-key is the certificate serial number in lowercase hex.",
      "type": "object",
      "propertyNames": {
        "pattern": "^[a-f1-9][a-f0-9]*$"
      },
      "additionalProperties": {
        "type": "object",
        "properties": {
          "status": {
            "description": "[REQUIRED] Current status of the key.",
            "type": "string",
            "enum": ["REVOKED", "SUSPENDED"]
          },
          "expires": {
            "description": "[OPTIONAL] UTC date when certificate expires in ISO8601 format (YYYY-MM-DD). Can be used to clear expired certificates from the status list.",
            "type": "string",
            "format": "date"
          },
          "reason": {
            "description": "[OPTIONAL] Reason for the current status.",
            "type": "string",
            "enum": ["UNSPECIFIED", "KEY_COMPROMISE", "CA_COMPROMISE", "SUPERSEDED", "SOFTWARE_FLAW"]
          },
          "comment": {
            "description": "[OPTIONAL] Free form comment about the key status.",
            "type": "string",
            "maxLength": 140
          }
        },
        "required": ["status"],
        "additionalProperties": false
      }
    }
  },
  "required": ["entries"],
  "additionalProperties": false
}

Exemplo de CRL:

{
  "entries": {
    "2c8cdddfd5e03bfc": {
      "status": "REVOKED",
      "expires": "2020-11-13",
      "reason": "KEY_COMPROMISE",
      "comment": "Key stored on unsecure system"
    },
    "c8966fcb2fbb0d7a": {
      "status": "SUSPENDED",
      "reason": "SOFTWARE_FLAW",
      "comment": "Bug in keystore causes this key malfunction b/555555"
    }
  }
}

Esquema de dados de extensão de atestado de chaves

Esquema de dados de extensão de informações do provisionamento

A extensão de informações de provisionamento tem o OID 1.3.6.1.4.1.11129.2.1.30. A extensão fornece informações sobre o dispositivo conhecidas pelo servidor de provisionamento. Essa extensão segue um esquema CDDL (link em inglês).

  {
        1 : int,   ; certificates issued
  }

O mapa não tem controle de versão, e novos campos opcionais podem ser adicionados.

certs_issued: Um número aproximado de certificados emitidos para o dispositivo nos últimos 30 dias. Esse valor pode ser usado como um sinal de possível abuso quando o valor é maior que a média em algumas ordens de magnitude.