转：安卓文件系统加密机制

为加强用户资料的保护，最早从Android 4.4版本开始，手机上启用了对称式加密机制(Symmetric Encryption)。加密机制一旦启用，所有的用户资料在保存在存储空间之前都会自动加密，并且所有资料都会在回到系统之前自动解密完成。加密机制确保即使未经授权的乙方试图读取资料，也只能得到无法识别的乱码内容。

Android 有两种加密机制：Full-Disk Encryption(FDE)和File-based Encryption (FBE)。

加密机制对应的Android版本

出厂预设为Android 9或更低版本的手机才能使用FDE加密。FBE从Android 7开始支持，直到 Android 10后出厂的手机必须改用FBE加密机制。Android 10-12还支持FDE加密机制，但仅限从较低Android版本升级的手机才能使用。Android 13则完全移除了对FDE 加密机制的支持。

Android 各版本加密支持表

Full Disk Encryption 说明

Android手机出厂时预设的操作系统若介于 5–9 ，皆可使用 Full-Disk Encryption，Android 10 -12 也支持FDE，但仅供由出厂预设安装Android 9以下的手机升级使用。FDE加密仅使用一个密钥（受使用者开机密码保护）来加密/解密整个手机的资料分区 (/data分区)。启动时，使用者必须输入开机密码，系统才能解开FDE的密钥进而读取用户分区的资料。

• FDE 仅对/data分区加密。

• 解开/data 分区的 Master Key (随机数产生) 预设由「default_password」搭配 Device Unique Hardware Key 保护。

• 开机进入到操作系统后/data 分区为解密状态，即使屏幕锁尚未解锁。

• 因此可以绕过屏幕锁，并读取用户分区资料。

• 仅对ISP、JTAG 或 Chip-off 等传统取证方式有封堵效果。

Secure Startup

Secure Startup 为 FDE 的延伸版本，唯一的差別是保护加密/解密的 Masterkey 秘钥的方式不同。原本在 FDE 架构下保护 Masterkey 的其中一个密码为default_password，在 Secure Startup 下可改为用户自定义的屏幕锁密码。

由于该加密方式是对整个用户分区进行加密，这代表手机重新开机后，直到用户输入屏幕锁密码前，Android 系統都无法读取用户分区的任何资料，如用户设定的闹钟时间。

• 加密Master Key 密码由「default_password」改为用户的屏幕锁密码。

• 在操作系统启动后输入正确的Passcode 解锁，才可解開开Master Key 秘钥读取用户分区的资料。

• 未输入密码前使用者分区资料结尾加密状态，无法读取。

• 仅可使用暴力破解，无法绕过屏幕锁。

File Based Encryption

Android 7.0以上的版本开始支持 File-based Encryption (FBE)，启用后每个文件都启用不同的秘钥进行加密/解密。启用FBE后Android 7.0导入了另一项新功能，直接启动(Direct Boot)。Direct Boot允许加密手机尚未解锁前，存取特定的用户文件。与FDE的Secure Startup 加密手机最大的不同，Secure Startup 需待用户解锁之后才能存取用户分区资料而 Direct Boot允许 APP 开发者通过 API 自定义档案是否可在未解锁状态下被存取。

在启用FBE的手机上，会有两个储存位置来存放用户的 APP 资料：

• Credential Encrypted (CE) 存储空间：预设的 APP 资料存放位置，该位置必须等用户解锁才可以被系统读取。

• Device Encrypted (DE) 存储空间：用户未解锁前 ( Direct Boot 状态下) 与用户解锁后，系统都有存取权限。

FBE 启用规范

• Android 10以上的版本预设需启用 FBE。

• Android 9以上的版本可使用adoptable storage与FBE。

• Android 7.0–8.1启用 FBE时无法加密adoptable storage的存储空间，adoptable storage为traditional storage模式。

结论

市面上现有的智能手机，不管是 Apple或 Android，出厂皆已使用FBE加密方式，虽然对于用户的数据保护更安全了，但对取证人员在提取过程能使用的工具则限制更多。

欢迎在碰到疑难手机无法解锁时，试用取证元宇宙的解锁服务。

如有需要，可通过后台留言联系。

原文始发于微信公众号（电子物证）：转：安卓文件系统加密机制