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howto:android:geraetesicherheit

Betriebssystem und Gerät für ein google-freies Android auswählen

Diese Seite sammelt einige Überlegungen zu Sicherheit und Nutzbarkeit bei der Auswahl des passenden Gerätes für ein google-freies Android-Smartphone.

Alternative Android-Betriebssysteme

Das Android Open Source Project (AOSP) ist ein freies und quelloffenes Betriebssystem. Zwar wird es maßgeblich von Google entwickelt, der Quellcode steht allerdings allen Menschen zur Inspektion und Veränderung bereit. Dadurch ist es möglich, dass andere Entwickler:innen als die, die bei Google arbeiten, ihre eigenen Änderungen beisteuern, oder eine Custom-ROM, d.h. eine eigene, modifizierte Version von Android veröffentlichen, wie z.B. LineageOS.

Sicherheitsupdates für Android

Wie bei jeder anderen Software können auch beim Android-Betriebssystem Sicherheitslücken entdeckt werden. In der Regel werden sie bei Bekanntwerden so schnell wie möglich durch die Entwickler:innen von Google geschlossen und Updates zur Verfügung gestellt.

Viele Smartphone-Hersteller vertreiben auf ihren Geräte leicht modifizierte Androids (z.B. hat Samsung lange einen eigenen App-Store mitinstalliert), weswegen diese ihrerseits oft die Sicherheitsupdates in ihren eigenen Android-Varianten einspielen müssen bevor sie bei den Nutzer:innen landen. Auch die Betreuer:innen von Custom-ROMs müssen sich um das einspielen dieser Updates in ihre eigene Android-Version kümmern.

Für die verschiedenen Android-Versionen gibt es dabei unterschiedliche Support-Zeiträume. Während die neueste Version, Android 11 (Stand 2020) sicher noch einige Jahre mit Sicherheitsupdates versorgen werden wird, hat Google z.B. den Support für Android 7 Ende 2019 eingestellt. Auf https://endoflife.date/android gibt es eine ausführliche Übersicht, welche Android-Versionen noch Sicherheitsupdates erhalten.

Durch alternative Betriebssysteme ist es möglich, ältere Telefone, die von ihren Herstellern längst nicht mehr auf sichere Android-Versionen aktualisiert werden, wieder sicher benutzen zu können. Es gibt allerdings auch Custom-ROMs, die selbst noch auf veralteten Android-Versionen basieren. Bei solchen Custom-ROMs ist Vorsicht geboten: Zwar können deren Entwickler:innen die Verantwortung dafür übernehmen, beim Bekanntwerden von Sicherheitslücken ihre Custom-ROM zu patchen. Allerdings stehen einem kleines Team unabhängiger Entwickler:innen, die in der Regel in ihrer Freizeit eine Custom-ROM betreuen, ganz andere Ressourcen zur Verfügung als Google.

Sicherheitsupdates für Firmware

Neben den Updates für das Android-Betriebssystem spielt die Firmware des Gerätes eine Rolle. Mit Firmware sind Gerätetreiber gemeint, die für die Funktionalität der Hardware benötigt werden. Beispielsweise Treiber für den WLAN-Chip, den Prozessor, oder das Bluetooth-Modul.

Diese Firmware ist in der Regel aber nicht quelloffen, deswegen kann hier nur der Hersteller der jeweiligen Hardware Updates für Sicherheitslücken schreiben und zur Verfügung stellen. Über den offiziellen Support-Zeitraum hinaus stellen die meisten Hersteller keine Sicherheitsupdates bereit, und selbst da, wo es offiziell Support gibt, sind Hersteller oft nachlässig.

Dadurch wird veraltete Firmware zu einer sehr großen Schwachstelle in der Sicherheit von Android-Geräten: Selbst wenn man, etwa durch Installation einer Custom-ROM, ein Gerät mit einem sicheren Betriebssystem ausstatten kann, bleibt die Sicherheit der Firmware vor allem von älteren Geräten ungewiss.

LineageOS-Nutzer:innen können mithilfe der Trust-App unter Einstellungen → Datenschutz → Trust überprüfen ob Firmware und Betriebssystem aktuell sind.

microG und "Signature Spoofing"

Manche praktische Funktionen von Android-Smartphones sind nicht bereits im quell-offenen AOSP enthalten, sondern in den Google-Play-Services implementiert. Wer also ein googlefreies Android-System installiert, könnte manche dieser Funktionen vermissen, zum Beispiel die Batterie-schonende Ortungsfunktion mithilfe von Mobilfunk und Wifi anstatt mit GPS oder die Contact-Tracing-Schnittstelle die benötigt wird um Contact-Tracing-Apps wie die Corona-Warn-App zu benutzen.

Eine Alternative zu den Google-Play-Services ist microG. Das ist ein OpenSource-Projekt, dass einige Funktionen der Google-Play-Services privatsphäre-freundlich implementiert und sich gegenüber anderen Apps als Google-App ausgibt. Für wenige der bereitgestellten Funktionen ist aber weiterhin der Login in einen Google-Account erforderlich, das ist aber optional.

Um sich als Google-Play-Services ausgeben zu können, muss das Betriebssystem das Vortäuschen einer Signatur (“signature spoofing”) erlauben. Manche halten das für ein unnötiges Sicherheitsrisiko, es könnte sich ja schlimmstenfalls eine bösartige App als eine andere App ausgeben. Da das Vortäuschen einer Signatur allerdings die aktive Zustimmung der Besitzerin benötigen würde, ordnen die Entwickler:innen von microG dieses Risiko als unwahrscheinlich ein.

Um die Corona-Warn-App des Robert-Koch-Institutes zu benutzen sind Google-Play-Services oder alternativ microG nicht mehr nötig. Mit Corona Contact Tracing Germany steht bei FDroid ein Fork der Corona-Warn-App zur Verfügung, bei dem die nötige Contact-Tracing-Schnittstelle direkt in der App selbst eingebaut ist.

Bootloader-Entsperrung und verifizierter Boot

Der Bootloader ist ein kleines Stück Software, das dafür zuständig ist beim Einschalten das installierte Betriebssystem zu starten. Bei moderneren Smartphones hat der Bootloader zusätzlich die Aufgabe, das für den Start vorgesehene Betriebssystem auf seine Integrietät und Echtheit zu überprüfen. Für diese Prüfung ist das Betriebssystem bereits bei der Auslieferung vom Hersteller mit einer kryptografischen Signatur gekennzeichnet, die nur vom Hersteller ausgestellt werden kann. Der Bootloader überprüft, ob die Signatur korrekt ist, und dass das System nicht nachträglich nach der Ausstellung der Signatur manipuliert wurde.

Um auf einem Gerät eine Custom-ROM zu installieren, ist es in der Regel nötig den Bootloader dafür zu entsperren. Die Entsperrung ist natürlich nicht vor dem Boot möglich, sondern erst nachdem man das Telefon gestartet und es entsperrt hat, ist es möglich in den Systemeinstellungen die Entsperrung zu erlauben. Aus Sicherheitsgründen wird das installierte Betriebssystem bei einer Entsperrung des Bootloaders auf Werkseinstellungen zurückgesetzt und der Speicher geleert, um zu verhindern dass jemand mit physischem Zugriff auf ein Smartphone die Passwortsperre des Betriebssystem umgeht und sich über den Bootloader Zugriff auf persönliche Daten verschafft.

Das Entsperren des Bootloaders hinterlässt viele Geräte, auf denen eine Custom-ROM installiert wurde, mit einer Sicherheitslücke: Da der Bootloader bereits entsperrt ist, könnte jemand mit physischem Zugriff auf das Gerät unbemerkt zusätzliche (Schad-)Software auf dem Gerät installieren.

Bei manchen Geräten ist es möglich, den Bootloader nach Installation der Custom-ROM wieder zu sperren. Der verifizierte Boot als Sicherheitsfeature des ausgelieferten Betriebssystems geht dabei dennoch verloren.

Wenige Geräte unterstützen die Wiederherstellung des verifizierten Bootvorgangs mit einer Custom-ROM. Dabei wird

  1. das neu installierte Betriebssystem mit einer digitalen Signatur versehen - diesmal mit der eigenen Signatur der Custom-ROM anstatt der des Herstellers
  2. der Bootloader konfiguriert, die Integrität des Betriebssystems mit der kryptografischen Signatur der Custom-ROM (anstatt des Herstellers) abzugleichen
  3. im letzten Schritt der Bootloader wieder gesperrt

Es gibt eine Übersicht, welche Geräte einen verifizierten Bootvorgang (zu welchem Grad) unterstützen.


Empfohlene google-freie Custom-ROMs

GrapheneOS

Eine alternatives Android mit Fokus auf Stabilität und Sicherheit: GrapheneOS enthält unter der Haube viele Anpassungen, die das ausnutzen von Sicherheitslücken durch Angreifer:innen erschweren sollen. Manche dieser Anpassungen können allerdings dazu führen, dass manche Apps nicht auf GrapheneOS funktionieren. Sicherheitsupdates werden sehr schnell bereitgestellt.

CalyxOS

CalyxOS erbt einige der Sicherheits-Features von GrapheneOS, verzichtet aber auf manche Sicherheits-Features und hat microG vorinstalliert, um eine größere Kompatibilität mit Apps zu ermöglichen. Es ist nicht nur auf Sicherheit, sondern auch auf Benutzerfreundlichkeit ausgelegt. Apps wie F-Droid, Tor Browser, Signal Messenger und RiseupVPN sind bereits vorinstalliert. Eine gute Auswahl, wenn das Telefon „einfach nur funktionieren“ soll.

GrapheneOS und CalyxOS sind nur für die neueren Google Pixel Geräte verfügbar. Diese enge Auswahl wird damit begründet dass diese Geräte vom Hersteller zuverlässig mit mit Sicherheitsupdates versorgt werden. Außerdem unterstützen sie das erneute Sperren des Bootloaders und verifizierten Boot.

LineageOS

Lineage ist die am meisten verbreitete Custom-ROM. Sie wird von einer großen open-source community gepflegt und unterstützt eine Vielzahl von Geräten. Es wird wöchentlich mit Updates versorgt. Es ist nach der Erstinstallation sehr minimalistisch eingerichtet: Selbst einen App-Store wie F-Droid oder Aurora muss man selbst nachinstallieren.

Eine allgemeine Liste unterstützter Geräte ist in ihrem Wiki. Auf https://lineageosdevices.com/ kann man gezielt mit Suchkriterien wie z.B. Displaygröße das passende Gerät finden.

LineageOS for microG

LineageOS for microG ist eine minimal angepasste Version von Lineage, auf der microG und F-Droid vorinstalliert sind. Unterstützt werden alle Geräte, für die Lineage verfügbar ist. Auch für LineageOS for microG gibt es regelmäßige Updates.

/e/

/e/ ist ein ebenfalls ein Fork, d.h. eine modifizierte Version, von LineageOS: Es kommt mit einem eigenen App-Store, über den sowohl Apps von F-Droid als auch Google Play installiert werden können, microG und weiteren vorinstallierten Apps. Gute Wahl, wenn man ein benutzer:innenfreundliches Android möchte, das gleich nach der Installation „einfach funktioniert”.

Es werden mehr Geräte unterstützt als zurzeit von LineageOS (Geräteliste). Für manche Geräte sind nur auf Android 7 basierte Versionen verfügbar, die aufgrund der oben genannten Gründe nur bedingt empfehlenswert sind.

Bei den meisten Geräten, die für LineageOS oder dessen Forks geeignet sind, ist es nicht möglich, den Bootloader nach der Installation wieder zu sperren. Ein zusätzlich auch noch verifizierter Bootvorgang wird unabhängig vom Gerät grundsätzlich nicht unterstützt. Wie oben erklärt ist das ein Abstrich in der Sicherheit des Gerätes
howto/android/geraetesicherheit.txt · Zuletzt geändert: 2022/01/15 19:15 von yadda