Lektion 2

Entwickler oberste Schicht Android Anwendungsschicht

Linux Kernel

Native deamons and libraies

Hal

Android runtime

System Services

Android Framework

Device manufacturer apps und android api

Privileged apps

Android apps

Alle Anwendung werden hier ausgeführt

Bietet zwei Umgebungsfunktionen einmal virtuellen Ausführungsbereich und Dateisystem

Android profitiert von den Sicherheitsfunktionen

Hat Kernel Module oder Treiber die die Möglichkeit bieten die Hardware auf Erfordernisse der mobilen Nutzung anzupassen

Wakelocks im power Management

Binder driver

Native c c++ bibs

Hardware abstraction Layer hal

Energieversorgung für je Leistungsaufnahme des Gerätes zu steuern ( Ruhezustand)

Durch flag-wert machbar sowas wie Schalter

Um vor angriffen zu schützen ist nicht direkt mit der App verbunden, seit 2010 auf suspend Blockern ist Standard von linux

Gibt auch von Android voreingestellt das das Handy nicht automatisch in den ruhemodus geht

Zb bei Downloads mit dem Downloadmanager

Serverkomemunikation mit dem Sync Adapter

Hintergrunddienste mit dem Jobscheduler und firebase cloud messaging

Kommunikation mit anderen Geräten mittels companion decice manager

Interprozess Kommunikationsytem IPC verwaltet Art u wiese wie mit vollen Speicher und wakelocks umgegangen wird

Apps müssen System auf wakelocks anfragen das geht mit den binders

Teil des kernels dadurch Zugriff auf Informationen

Android Systeme arbeiten mit flash Speicher, ist platzsparend aber wenn zu viele apps sich den Speicher teilen könnte er knapp werden

Api des java Frameworks nutzt Funktionen von nativen bibs in der laufenden App

Open Gl:plattformübergreifende api für 2d 3d Grafiken

Webkit: Webbrowser Engine zur korrekten Darstellung von webinhalten

Media Framework: Ermöglichen Wiedergabe von Audio und Video

Secure socket Layer ssl: verantwortlich Sicherheit

Sqlite: in android eingebaute Datenbank, schnelle datenbankfunktion ermöglicht

Hardwareabstraktionsschicht Besteht aus bibsmodulen die eine Schnittstelle für hardwarekomponeten des Geräts implementieren

Definiert api für verschiedene Kategorien der Hardware

Liegt zw Hardwarekompoente (kamaera bluetooth) und java api Framework

Bs

Wenn Aufruf auf Zugriff auf Hardware erfolgt ruft Android die bib für diese Hardware auf

Meist in c oder cc* und besteht aus einer Reihe von header dateien

Hal bietet Möglichkeit das code in den schichten oberhalb von hal Geräteunspezifsch ist dadurch Portabel und anpassungsfähig an jedes neue Gerät

Vorteile

Eine Schicht von nativen Code zw java Code und dem c/c++ code der treiber

Abstraktionssicht für die Funktion des Geräts

System das code von komplexen Hochsprachen in binär Maschine code

Ab Version 5 läuft jede App mit eigener Instanz der Art

Java Klassen werden zunächst in dex bytecode umgewandelt und mit der art in Maschinecode

Funktionen

Ahead of time Kompilierung: App wird schon bei Installation in low Level Maschinecode kompiliert

Garbage collection: reduziert die Speichernutzung im im Hintergrund

Bei fehlersuche gibt es Verbesserung

View System

Notifikation Manager

Location manager

Activity manager

Content Provider

Ressource manager

System-apps

1. Erstellung von Benutzeroberflächen, bietet ui Komponenten sog. View Objects wie Schlatfächen Bilder und Listen

2.benutzerdefinierten Warnungen oder Hinweisen, visuelle akustische Signale bsp wenig Akku

3 Zugriff auf Informationen ermöglicht die von gnss Empfängern gesammelten werden, Standortabhänge Funktion

1 verwaltet Lebenszyklus der App

Interaktion zw Nutzern und Anwendung

Zb Drehung von Handy, eingehende Telefonanruf der die MusikWiedergabe pausiert

Vollbildfenster mit ui Elementen

2 Möglichkeit Information mkt anderen apps zuzugreifen

3 Ressourcen umgehen die nicht unmittelbar Bestandteil des App codes sind sowas wie Audio Video Animation die Kontext abhängig nach eingestellter Systemsoraxhe oder Bildschirmgröße angezeigt werden müssen

Kann bei Handhabung verschiedener Bildschirmgrößen und Auflösung helfen

E Mail Kalender Internetbrowser Kontakte

Entwickelter können diese benutzen um auf verschiedene Funktionen in ihrer App zuzugreifen ohne sie diese neu erfinden müssen

Unter der höheren Abstraktionschicht und nur von google

Verschlüsslungen Zugriffsbeschränkungen beginnen schon an der Basis der Android Plattform linux Kernel

Drei hauptkategorien

Hardwaresicherheit

Betriebssicherheit

Schutz personenbezogener Daten

Seit 7.0 verified boot, eine Technik zu Gewährleistung der Sicherheit

Hauptzweck: sicherzustellen dass der Kernel und Android System aus vertrauenswürdigen Quellen stammen

Im chipsatz wegen kryptografische Techniken verwendet um Sicherheit des bootvorgang zu gewährleisten

Speicher auch anfällig deswegen weichen benutzen der rowhammer Angriffe nicht zu lässt

Seit 9.0 Funktion strongbox keymaster

Ist sicherheitsmodul das eine manipulationssicheren hardware implementiert ist um krypzografische Schlüssel zu verwalten

Hardwareebene Sicherheit kann je nach Hersteller des soc von gerät zu gerät unterscheiden

Qualcomm snapdragon bietet mehrere ebenen der Hardwaresicherheit

Hauptquelle für Sicherheit ist der Kernel, Art keine

Wichtigste mechanismen zur Gewährleistung sind Prozess sandbox, se linux für Android und Kryptografische Funktionen von Android

Alle apps werden innerhalb eines eigenen Prozesses mit eigenen Speicherbereich und einem Abschnitt des Dateisystems auf den ohne weiteres keine andere App zugreifen können isoliert =app sandboxing

Befindet sich im Kernel, basiert auf unix Systemen angebotenen Trennung von Prozessen

Um einen Angriff zu machen muss der Kernel selbst kompromittiert werden

Steht für Security enhanced

Eine reihe von Richtlinien mit Zulassungsbeschränkungen (allow, deny)

Vorteile wie datenlecks und das umgehen von Sicherheitsvorkehrungen zw verschiedenen Prozessen

Schwachstellen wurden minimierte, sodass jedes Gerät es nun braucht

Aosp bietet Reihe von Basisrichtlinien für Apps und Services die auf Android Geräten laufen

Können speziell für ein Gerät angepasst werden

Relevante basiert auf jca java cryptography architecture)

Wichtigesten Kryptografische Komponenten sind security Provider, keystore und Keychain

Keystore klasse dient als Speicher für alle kryptografischen Zertifikate und Schlüssel

Kann als Container mit Schlüsseln und Zertifikate angesehen werden der angesehen aber nicht exportiert werden kann

Die Klasse Wird von keychain api und Security Library verwendet

Api kann für anmeldeinformation verwendet werden die Systemweit gelten

Seit 10.0 dateibasierte Verschlüsselung ( file-based encryption fbe)

Meisten Sicherheitsangriffe entstehen durch nachlässige Nutzer deswegen muss man:

App Berechtigung kontrollieren

=am besten nur einmalig oder während der Nutzung

Google Play Prozent verwenden

=systemeigene Android-Sicherheitskontrolle die missbräuchliche oder bösartige Apps scannt

Sichereres Surfen erzwingen

Safe browsing gibt Warnung wenn verdächtige Website geöffnet wird

Zwei Faktor Authentifizierung

=sicherheitsfrage oder Fingerabdruck

Bildschirmsperre und Smart lock

=smart lock kann Orte definieren wo man keine Bildschirmsperre brauch

Standort Einstellung

=kann über wifi Mobilfunknetz oder gps ermittelt werden, nur für vertrauenswürdige Apps oder nur während der Nutzung

Verschlüsslung

=persönliche Daten durch Passwort

SoftwareAktualisierung

Neue Updates bieten mehr Sicherheit

Unsichere Verbindung

=kostenlose und öffentliche wlan vermeiden weil man in the middle Angriffe, können Daten zugreifen und malware runterladen, vpn kann es vermeiden

Zusätzliche sicherheitsapps runterladen

Netzwerk ist Gruppe von Geräten oder Computer die verbunden sind

Api und Netzwerkprotole werden verwendet um Pakete weiterzuleiten und die Kommunikation zu ermöglichen

Es ist eine Abstraktionsschicht damit man kein Detailwissen benötigt

Aufpassen bei Übertragung von sensiblen Daten, Zugangsbeschränkungen, Datenverkehr einer app über Tls leiten

Konnektivität mit Netzwerken wird mit der ConnectivityManager gesteuert.

Hat Methoden um zu prüfen ob Netzwerk verfügbar ist oder verbunden ist

Connected

Connecting

Disconnected

Disconnecting

3 Arten

TYPEWIFI, TYPEMOBILE TYPBLUETOOTH

Verschiedene Möglichkeiten Apps mit anderen Systemen zu verbinden wie http oder Datenformat wie json xml

Http mit Webserver

Http Anfrage (request) an http Server

Java.net api wird als Standard bib zum abrufen von Daten über http verwendet

Damit kann man App in eine Lage versetzen die mit anderen Apps oder Server kommunizieren

Mit web Services daten kann man über das Internet senden und empfangen

Zum Beispiel Information zu bekommen, aus einem anderen Server

Merkmale

Standardisierte Datenaustausch wie xml oder json

Nicjt an bestimmtes Betriebssystem oder eine bestimmte Programmiersprache gebunden

Können synchron oder asynchron sein

Synrcon wird bei Funktionsaufruf die benutzerinteraktion angehalten bis eine Rückmeldung erfolgt, bei asynchron wird nichts unterbrochen

Bieten Möglichkeit viele verschiedene Arten von Dateien auszutauschen

Mit Externe Services zu interagieren

Social Media Plattform api um Information zu bekommen

TelephonyManager und PhoneStateListener sind zwei Android Klassen

SMSManager