SYSTEMD-STUB(7)

BEZEICHNUNG
systemd-stub, sd-stub, linuxx64.efi.stub, linuxia32.efi.stub, linuxaa64.efi.stub - Ein einfacher UEFI-Kernel-Systemstartrumpf

ÜBERSICHT

    /usr/lib/systemd/boot/efi/linuxx64.efi.stub
    /usr/lib/systemd/boot/efi/linuxia32.efi.stub
    /usr/lib/systemd/boot/efi/linuxaa64.efi.stub
    ESP/…/foo.efi.extra.d/*.addon.efi
    ESP/…/foo.efi.extra.d/*.cred
    ESP/…/foo.efi.extra.d/*.raw
    ESP/…/foo.efi.extra.d/*.sysext.raw
    ESP/…/foo.efi.extra.d/*.confext.raw
    ESP/loader/addons/*.addon.efi
    ESP/loader/credentials/*.cred
    ESP/loader/extensions/*.raw
    ESP/loader/extensions/*.sysext.raw
    ESP/loader/extensions/*.confext.raw

BESCHREIBUNG

systemd-stub (gespeichert auf Platte in den architekturabhängigen Dateien linuxx64.efi.stub, linuxia32.efi.stub, linuxaa64.efi.stub) ist ein einfacher UEFI-Systemstartrumpf. Ein UEFI-Systemstartrumpf ist ein Stück Code, das an ein Linux-Kernel-Programmabbild angehängt wird und in der UEFI-Firmwareumgebung ausgeführt wird, bevor in die Linux-Kernelumgebung übergewechselt wird. Der UEFI-Systemstartrumpf stellt sicher, dass ein Linux-Kernel als reguläres UEFI-Programm ausgeführt wird. Er ist in der Lage, verschiedene vorbereitende Aktionen durchzuführen, bevor das System in die Linux-Welt umgeschaltet wird.

Der UEFI-Systemstartrumpf schaut innerhalb des UEFI-PE-Programms selbst nach verschiedenen Ressourcen für den Kernelaufruf. Dies ermöglicht die Kombination verschiedener Ressourcen innerhalb eines einzigen PE-Programmabbilds (ein »Unified Kernel Image« (vereinigtes Kernelabbild) oder kurz »UKI«), welches dann selbst wieder über UEFI SecureBoot als ganzes signiert werden kann, und damit alle einzelnen Ressourcen auf einmal abdeckt. Insbesondere kann er die folgenden PE-Abschnitte enthalten:

    • Ein Abschnitt ».linux« mit dem ELF-Linux-Kernelabbild. Dieser Abschnitt ist notwendig.

    • Ein optionaler Abschnitt ».osrel« mit den Betriebssystemveröffentlichungsinformationen, d.h. der Inhalt der Datei os-release(5) des Betriebssystems, zu dem der Kernel gehört.

    • Ein optionaler Abschnitt ».cmdline« mit der an den aufzurufenden Kernel zu übergebenden Kernelbefehlszeile.

    • Ein optionaler Abschnitt ».initrd« mit der Initrd.

    • Ein optionaler Abschnitt ».ucode« mit einer Mikrocode enthaltenden Initrd, die an den Kernel vor allen anderen Initrd übergeben werden soll. Die Initrd darf nicht komprimiert sein.

    • Ein optionaler Abschnitt ».splash« mit einem Bild (im Windows-.BMP-Format), das vor dem Aufruf des Kernels auf dem Bildschirm anzuzeigen ist.

    • Ein optionaler Abschnitt ».dtb« mit einem kompilierten binären DeviceTree.

    • Null oder mehr Abschnitte ».dtbauto«. systemd-stub wird immer versuchen, den ersten passenden zu verwenden. Der Abgleich erfolgt durch Nehmen der ersten mit dem DeviceTree »kompatiblen« Zeichenkette, die durch die Firmware in Konfigurationstabellen bereitgestellt wird, und dem Vergleichen mit der ersten »kompatiblen« Zeichenkette von jeder der Abschnitte ».dtbauto«. Falls die Firmware keinen DeviceTree bereitstellt, erfolgt der Vergleich stattdessen mittels des Abschnitts ».hwids«. Nach Auswahl eines Abschnitts ».hwids« (siehe die nachfolgende Beschreibung), wird die »kompatible« Zeichenkette aus diesem Abschnitt zur Durchführung der gleichen Vergleichsprozedur verwandt. Falls ein Treffer gefunden wird, wird dieser Abschnitt ».dtbauto« geladen und ».dtb« außer Kraft gesetzt, falls vorhanden.

    • Null oder mehrere Abschnitte ».efifw« für das Firmware-Abbild. In vieler Hinsicht funktioniert dies so ähnlich wie ».dtbauto«-Abschnitte. systemd-stub wird immer den ersten passenden verwenden. Der Vergleich erfolgt, indem zuerst der passendste Eintrag im Abschnitt ».hwids« basierend auf den durch SMBIOS bereitgestellten Hardware-Kennungen (siehe unten) ausgewählt wird. Falls ein geeigneter Eintrag gefunden wird, wird die Zeichenkette »fwid« aus diesem Eintrag zum Ausführen der Vergleichsprozedur für Firmware-Blobs in ».efifw«-Abschnitten verwandt. Die erste passende Firmware wird geladen.

    • Null oder mehrere Abschnitte ».hwids« mit Hardware-Kennungen der Maschinen, mit denen DeviceTrees verglichen werden sollen. systemd-stub wird die SMBIOS-Daten verwenden, um die Hardware-Kennungen der Maschine zu berechnen (gemäß der Spezifikation[1]) und wird dann versuchen, eine von ihnen in jeder der Abschnitte ».hwids« zu finden. Der erste passende Abschnitt wird verwandt.

    • Ein optionaler Abschnitt ».uname« mit Kernelversionsinformationen, d.h. die Ausgabe von uname -r für den im Abschnitt ».linux« enthaltenen Kernel.

    • Ein optionaler Abschnitt ».sbat« mit SBAT[2]-Widerrufsmetadaten.

    • Ein optionaler Abschnitt ».pcrsig« mit einer Gruppe kryptographischer Signaturen im JSON-Format für die erwarteten TPM2-PCR-Werte, nachdem dieser Kernel gestartet wurde. Dies ist zur Implementierung von TPM2-Richtlinien nützlich, die Plattenverschlüsselung und ähnliches an Kernel binden, die mit einem bestimmten Schlüssel signiert wurden.

    • Ein optionaler Abschnitt ».pcrpkey« mit einem öffentlichen Schlüssel im PEM-Format, der auf die Signaturdaten im Abschnitt ».pcrsig« passt.

In einem einfachen UKI erscheinen die oben aufgeführten Abschnitte höchstens einmal, mit der Ausnahme der Abschnitte ».dtbauto« und ».hwids«. In einem UKI mit mehreren Profilen sind mehrere Gruppen dieser Abschnitte in einer einzigen Datei vorhanden und bilden »Profile«, von denen eines beim Systemstart ausgewählt werden kann. Dazu ist der PE-Abschnitt »&.profile« als Trenner zwischen Gruppen von Abschnitten zur Verwendung definiert. Der Abschnitt ».profile« selbst kann Metainformationen über den Abschnitt selbst enthalten und folgt einer ähnlichen Struktur wie die Inhalte des Abschnitts ».osrel«. Weitere Details zu UKIs mit mehreren Profilen finden Sie weiter unten.

Falls UEFI SecureBoot aktiviert und der Abschnitt ».cmdline« in dem ausgeführten Abbild vorhanden ist, werden alle Versuche, die Kernelbefehlszeile durch Übergabe anderer Aufrufparameter an das EFI-Programm außer Kraft zu setzen, ignoriert. Um daher die Außerkraftsetzung der Kernelbefehlszeile zu erlauben, deaktivieren Sie entweder UEFI SecureBoot oder nehmen Sie keine Kernelbefehlszeile in den PE-Abschnitt in der Kernelabbilddatei auf. Falls eine Befehlszeile über EFI-Aufrufparameter an das EFI-Programm akzeptiert wird, dann wird sie in TPM PCR 12 eingemessen (falls ein TPM vorhanden ist).

Falls in dem Abschnitt ».dtb« ein DeviceTree eingebettet ist, ersetzt er einen bestehenden DeviceTree in der entsprechenden EFI-Konfigurationstabelle. ystemd-stub wird die Firmware über das »EFI_DT_FIXUP_PROTOCOL« nach hardwarespezifischen Korrekturen für den DeviceTree befragen.

Der Inhalt 11 dieser 12 Abschnitte wird in TPM PCR 11 eingemessen. Wird anderweitig nicht verwandt und daher können die Ergebnisse ohne großen Aufwand vorberechnet werden. Der Abschnitt »&.pcrsig« wird in diese Messung nicht eingeschlossen, da er dazu gedacht ist, die Signaturen der Ausgabe des Messaktion zu enthalten und kann daher nicht auch deren Eingabe sein. Falls ein UKI mehrere Profile enthält, werden nur die PE-Abschnitte der ausgewählten Profile (und der des Basisprofils, falls nicht außer Kraft gesetzt) eingemessen.

Falls nicht Null, wird das ausgewählte numerische Profil in PCR 12 eingemessen.

Wenn ».pcrsig«- und/oder ».pcrpkey«-Abschnitte in einem vereinigten Kernelabbild vorhanden sind, werden ihre Inhalte an den gestarteten Kernel in einem synthetisierten Initrd-CPIO-Archiv übergeben, das sie unter den Dateien .extra/tpm2-pcr-signature.json und /.extra/tpm2-pcr-public-key.pem ablegt. Typischerweise stellt eine tmpfiles.d(5)-Zeile dann sicher, das sie nach /run/systemd/tpm2-pcr-signature.json und /run/systemd/tpm2-pcr-public-key.pem kopiert werden, wo sie zugreifbar bleiben, auch nachdem das System aus der Initrd-Umgebung in das Dateisystem des Rechners übergegangen ist. Werkzeuge wie systemd-cryptsetup@.service(8), systemd-cryptenroll(1) und systemd-creds(1) werden diese Dateien unterhalb dieser Pfade automatisch verwenden, um geschützte Ressourcen (verschlüsselte Dateisysteme oder Zugangsberechtigungen) zu entsperren oder Verschlüsselungen an gestartete Kernel zu binden.

Weitere Details zum UKI-Konzept finden Sie in der UAPI.5-UKI-Spezifikation[3].

BEGLEITDATEIEN

Der UEFI-Systemstartrumpf systemd-stub sammelt automatisch drei Arten von zusätzlichen Hilfs-Begleitdateien, die optional in den Ergänzungsverzeichnissen auf der gleichen Partition wie das EFI-Programm abgelegt werden, erstellt ein cpio-Initrd-Archiv daraus und übergibt sie an den Kernel. Konkret:

    • Für ein Kernelprogramm namens foo.efi wird nach Dateien mit der Endung .cred in einem Verzeichnis namens foo.efi.extra.d/ daneben gesucht. Falls das Kernelprogramm einen Zähler zum Zwecke der Automatischen Systemstartbewertung[4] verwendet, wird dieser Zähler ignoriert. Beispielsweise wird foo+3-0.efi im Verzeichnis foo.efi.extra.d/ nachschauen. Von auf diese Art gefundenen Dateien wird ein cpio-Archiv erstellt und sie werden im Verzeichnis /.extra/credentials/ in der Initrd-Dateihierarchie abgelegt. Die Haupt-Initrd kann dann auf sie in dem Verzeichnis zugreifen. Dies ist dazu gedacht, zusätzliche, verschlüsselte, authentifizierte Zugangsberechtigungen zum Einsatz mit LoadCredentialEncrypted in der UEFI-Systempartition zu speichern. Siehe systemd.exec(5) und systemd-creds(1) für Details über verschlüsselte Zugangsberechtigungen. Das erstellte cpio wird in TPM PCR 12 eingemessen (falls ein TPM vorhanden ist).

    • Ähnlich werden foo.efi.extra.d/*.sysext.raw-Dateien in einem cpio-Archiv gepackt und im Verzeichnis /.extra/sysext/ in der Initrd-Dateihierarchie abgelegt. Dies ist zur Übergabe zusätzlicher UKI-spezifischer Systemerweiterungsabbilder an die Initrd gedacht. Siehe systemd-sysext(8) für Details über Systemerweiterungsabbilder. Das erstellte cpio, das diese Systemerweiterungsabbilder enthält, wird in TPM PCR 13 eingemessen (falls ein TPM vorhanden ist).

    • Ähnlich werden /loader/extensions/*.sysext.raw-Dateien in einem cpio-Archiv gepackt und im Verzeichnis /.extra/global_sysext/ in der Initrd-Dateihierarchie abgelegt. Dies ist zur Übergabe zusätzlicher globaler Systemerweiterungsabbilder an die Initrd gedacht. Siehe systemd-sysext(8) für Details über Systemerweiterungsabbilder. Das erstellte cpio, das diese Systemerweiterungsabbilder enthält, wird in TPM PCR 13 eingemessen (falls ein TPM vorhanden ist).

    • Ähnlich werden foo.efi.extra.d/*.confext.raw-Dateien in einem cpio-Archiv gepackt und im Verzeichnis /.extra/confext/ in der Initrd-Dateihierarchie abgelegt. Dies ist zur Übergabe zusätzlicher UKI-spezifischer Konfigurationserweiterungsabbilder an die Initrd gedacht. Siehe systemd-confext(8) für Details über Konfigurationserweiterungsabbilder. Das erstellte cpio, das diese Konfigurationserweiterungsabbilder enthält, wird in TPM PCR 12 eingemessen (falls ein TPM vorhanden ist).

    • Ähnlich werden /loader/extensions/*.confext.raw-Dateien in einem cpio-Archiv gepackt und im Verzeichnis /.extra/global_confext/ in der Initrd-Dateihierarchie abgelegt. Dies ist zur Übergabe zusätzlicher globaler Konfigurationserweiterungsabbilder an die Initrd gedacht. Siehe systemd-confext(8) für Details über Konfigurationserweiterungsabbilder. Das erstellte cpio, das diese Konfigurationserweiterungsabbilder enthält, wird in TPM PCR 12 eingemessen (falls ein TPM vorhanden ist).

    • Ähnlich werden Dateien foo.efi.extra.d/*.addon.efi geladen und als PE-Programme verifiziert und bestimmte Abschnitte werden aus ihnen geladen. Erweiterungen werden zur Übergabe zusätzlicher Kernelbefehlszeilenparameter (Abschnitt ».cmdline«) oder DeviceTree-Blobs (Abschnitt ».dtb«), zusätzlicher Initrds (Abschnitt ».initrd«) und Mikrocode-Aktualisierungen (Abschnitt ».ucode«) verwandt. Erweiterungen erlauben die Weitergabe dieser Ressourcen unabhängig von der gestarteten Kernelversion. Plattformlieferanten ermöglicht dies beispielsweise die Auslieferung plattformspezifischer Konfiguration.

    Falls Secure Boot aktiviert ist, werden diese Dateien mittels der Schlüssel in der UEFI DB, Shims DB oder Shims MOK validiert und nur geladen, falls die Überprüfung erfolgreich ist. Falls zusätzlich sowohl die Erweiterung als auch das UKI einen Abschnitt ».uname« enthält, wird die Erweiterung abgelehnt, falls beide nicht exakt übereinstimmen. Es wird empfohlen, immer einen Abschnitt ».sbat« zu allen signierten Erweiterungen hinzuzufügen, so dass sie mit einer SBAT-Richtlinien-Aktualisierung zurückziehbar sind, ohne Sperrlisten mittels DBX/MOKX zu benötigen. Das Werkzeug ukify(1) wird standardmäßig eine SBAT-Richtlinie hinzufügen, falls keine beim Bau der Erweiterungen übergeben wurde. Zu weiteren Informationen über SBAT siehe die Dokumentation von Shim[2].

    Ergänzungsdateien werden sortiert, geladen, in TPM PCR 12 eingemessen (falls ein TPM vorhanden ist) und an die Kernelbefehlszeile angehängt. UKI-Befehlszeilenoptionen werden zuerst aufgelistet, dann Optionen von Ergänzungen in /loader/addons/*.addon.efi und schließlich Ende UKI-spezifische Ergänzungen. Devicetree-Binärddateien werden gemäß des gleichen Algorithmus geladen und gemessen. Mikrocode-Ergänzungen werden an den Kernel in umgekehrter Reihenfolge übergeben (UKI-spezifische Erweiterungen, globale Erweiterungen, UKI-eingebettete Abschnitte). Dies erfolgt so, da der Mikrocode-Aktualisierungstreiber bei dem ersten passenden Dateinamen stoppt. Ergänzungen werden immer in der gleichen Reihenfolge, basierend auf ihrem Dateinamen, geladen, so dass bei der gleichen Gruppe von Ergänzungen die gleiche Gruppe von Messungen in PCR12 erwartet werden kann. Beachten Sie allerdings, dass der Dateiname nicht durch die PE-Signatur geschützt ist. Daher kann ein Angreifer mit Schreibzugriff auf den ESP möglicherweise diese Dateien umbenennen, um die Reihenfolge zu ändern, in der sie geladen werden und das auf eine Art, die die Funktionalität des Kernels ändert, da einige Optionen von der Reihenfolge abhängen können. Falls Sie solche Ergänzungen signieren, sollten Sie auf die PCR12-Werte achten und einen Bescheinigungs-Dienst verwenden, so dass die inkorrekte Verwendung von ihren signierten Erweiterungen erkannt werden kann und eine der vorstehenden Widerruf-Mechanismen darauf angewandt werden kann.

    • /loader/credentials/*.cred-Dateien werden in ein cpio-Archiv gepackt und im Verzeichnis /.extra/global_credentials/ der Initrd-Dateihierarchie abgelegt. Dies ist zur Übergabe zusätzlicher Zugangsberechtigungen an die Initrd gedacht, unabhängig von der Version des gestarteten Kernels. Das erstellte cpio wird in TPM PCR 12 eingemessen (falls ein TPM vorhanden ist).

    • Zusätzlich werden Dateien /loader/addons/*.addon.efi geladen und als PE-Programme verifiziert und Abschnitte ».cmdline«, ».dtb«, ».initrd« und ».ucode« werden aus ihnen ausgewertet. Dies ist dazu gedacht, zusätzliche Befehlszeilenparameter, Devicetree-Binärdateien, Initrds und Mikrocode-Aktualisierungen an den Kernel weiterzugeben, unabhängig von der gestarteten Kernelversion.

Diese Mechanismen können zum Parametrisieren und Erweitern vertrauenswürdiger (d.h. signierter), unveränderbarer Initrd-Abbilder auf eine recht sichere Art und Weise verwandt werden: alle in ihnen erhaltene Daten werden in TPM PCRs eingemessen. Beim Zugriff sollten sie weiter validiert werden: Im Falle der Zugangsberechtigungen durch Entschlüsselung/Authentifizierung mittels TPM, wie das über systemd-creds encrypt -T (siehe systemd-creds(1) für Details) offengelegt wird; im Falle der Systemerweiterungsabbilder mittels signierter Verity-Abbilder.

UKIs MIT MEHREREN PROFILEN

In vielen Kontexten ist es nützlich, den Aufruf eines einzelnen UKIs in mehreren verschiedenen Modi (oder »Profilen«) ohne Aufgabe der kryptographischen Integrität, Messungen und so weiter des Systemstartproesses zu erlauben. Beispielsweise könnte ein einzelnes UKI drei unterschiedliche Profile bereitstellen: einen normalen Systemstart, einen der die »Auf Werkseinstellungen zurücksetzen«-Option enthält und einen, der in den Speicherzielmodus startet (wie in systemd-storagetm.service(8)). Jedes Profil würde die gleichen Abschnitte »&.linux« und ».initrd« nutzen, hätten aber getrennte Abschnitte ».cmdline«. Beispielweise würden die letzteren beiden Profile die normale Kernelbefehlszeile um »systemd.unit=factory-reset.target« oder »rd.systemd.unit=storagetm.target« erweitern.

Ein einzelnes UKI kann mehrere Profile mittels des besonderen PE-Abschnitts ».profile« unterstützen. Dieser Abschnitt agiert als Trenner zwischen den PE-Abschnitten der einzelnen Profile. PE-Abschnitte ».profile« können daher mehrfach in einem einzelnen UKI auftauchen und die anderen oben aufgeführten PE-Abschnitte können auch mehrfach auftauchen, falls ».profile« verwandt wird, aber nur einmal vor dem ersten Abschnitt ».profile«, einmal zwischen jedem nachfolgendem Paar und einmal nach dem letzten Auftreten von ».profile«. Die vor den ersten ».profile« aufgeführten Abschnitte werden als »Basis«-Profil des UKI betrachtet. Jeder Abschnitt .profile« führt dann ein neues Profil ein, die beginnend bei Null nummeriert werden. Die PE-Abschnitte, die jedem ».profile« folgen, sind für dieses Profil bestimmt. Wenn der Systemstart in ein bestimmtes Profil erfolgt, werden die Profile des Basisabschnitts zusammen mit den Abschnitten des bestimmten Profils verwandt: Falls der gleiche Abschnitt in beiden definiert ist, setzt der profilbezogene Abschnitt die Version des Basisprofils außer Kraft, andernfalls werden die Basis-Profil-Abschnitte verwandt.

Ein UKI, das kein ».profile« enthält, wird als äquivalent zu einem betrachtet, das nur ein einzelnes ».profile« enthält, als einzelnes Profil »@0«.

Es folgt ein einfaches Beispiel für die Abschnitte eines UKI mit mehreren Profilen, inspiriert von dem vorhergenden Aufbau:

Tabelle 1. VBeispiel für UKI mit mehreren Profilen
Abschnitt | Profil
".linux" | Basisprofil
".osrel" |
".cmdline" |
".initrd" |
".profile" | Profil @0
".profile" | Profil @1
".cmdline" |
".profile" | Profil @2
".cmdline" |

Die oben aufgeführten Abschnitte würden drei Profile definieren. Die ersten vier Abschnitte erstellen das Basisprofil. Ein Abschnitt ».profile« leitet dann das Profil @0 ein. Es setzt keine Abschnitte des Basisprofils außer Kraft (oder fügt welche hinzu), daher folgt ihm sofort ein weiterer Abschnitt ».profile«, der dann Abschnitt @1 einleitet. Dieses Profil setzt die Kernelbefehlszeile außer Kraft. Schließlich definieren die letzten zwei Abschnitte Abschnitt @2, wobei erneut die Befehlszeile außer Kraft gesetzt wird. (Beachten Sie, dass in diesem Beispiel das erste ».cmdline« auch hinter das erste ».profile« mit einem entsprechenden Effekt verschoben werden könnte. Um die Angelegenheit schön erweiterbar zu halten, ist es wahrscheinlich eine gute Idee, die generische Befehlszeile im Basisabschnitt anstatt in Profil 0 zu behalten, falls später hinzugefügte Profile diesen wiederverwenden möchten.)

Das zu startende Profil kann mittels der Befehlszeile des UKI gesteuert werden: Falls das erste Argument mit »@« gefolgt von einer positiven dezimalen Ganzahl beginnt, wählt es das zu startende Profil aus. Falls das erste Argument nicht auf diese Weise festgelegt ist, dann wird das UKI automatisch Profil 0 starten.

Ein ».profile«-Abschnitt kann Metainformationen über das Profil enthalten. Es folgt einem ähnlichen Format wie ».osrel« (d.h. eine Umgebungsvariablen-Zuweisungsblock-artige Liste von Zeichenketten, die durch Zeilenumbrüche getrennt sind). Derzeit sind zwei Felder definiert: »ID=« ist dazu gedacht, eine kurze kennzeichnende Zeichenkette zu tragen, die das Profil identifiziert (z.B. »ID=Werkszustand«). »TITLE=« sollte eine menschenlesbare Zeichenkette enthalten, die im Systemstartmenüeintrag für dieses Profil auftaucht (z.B. »TITLE='Werkszustand für dieses Gerät wiederherstellen').

TPM-PCR-HINWEISE

Beachten Sie, dass beim Aufruf eines vereinigten Kernels mittels systemd-stub die Firmware ihn als ganzes in TPM PCR 4 einmessen wird und dabei alle eingebetteten Ressourcen wie den Stub-Code selbst, den Kernelkern, die eingebettete Initrd und die Kernelbefehlszeile abdecken wird (die vollständige Liste finden Sie weiter oben). Hierzu gehören alle UKI-Profile.

Beachten Sie auch, dass systemd-stub beim Messen eines PE-Abschnittes die Anzahl an Byte misst, die der Abschnitt im Arbeitsspeicher belegt (VirtualSize) und nicht die Anzahl an Byte, die der Abschnitt auf Platte belegt (SizeOfRawData). Das bedeutet, dass systemd-stub letztendlich zusätzliche Nullen misst, wenn die Größe im Speicher die Größe auf Platte überschreitet. Um zu verhindern, dass dies auftritt, wird empfohlen sicherzustellen, dass die Größe jedes von systemd-stub gemessenen Abschnitts immer kleiner als oder identisch groß zu der Größe auf Platte ist. ukify(1) stellt dies automatisch beim Bau von UKIs oder Ergänzungen sicher.

Beachten Sie auch, dass der Linux-Kernel alle Initrds, die er empfängt, in TPM PCR 9 einmessen wird. Dies bedeutet, dass jede Art von Initrd (des ausgewählten UKI-Profils) möglicherweise zwei oder drei Mal gemessen wird: die im Kernel-Abbild eingebetteten Initrds werden in PCR 4, PCR 9 und PCR 11 eingemessen; die aus den Zugangsberechtigungen synthetisierte Initrd (und die aus den Konfigurationserweiterungen synthetisierte) wird sowohl in PCR 9 als auch in PCR 12 eingemessen; die aus den Systemerweiterungen synthetisierte Initrd wird sowohl in PCR 4 als auch PCR 9 eingemessen. Zusammenfassend können die Betriebssystemressourcen und die PCRs, in die sie eingemessen werden, wie folgt zusammengefasst werden:

Tabelle 2. Zusammenfassung von Betriebssystem-Ressourcen-PCR
Betriebssystemressource | Mess-PCR
Code von systemd-stub (der Einstiegspunkt für das vereinigte PE-Programm) | 4
Kern-Kernelcode (eingebettet in das vereinigte PE-Programm) | 4 + 11
Betriebssystemveröffentlichungsinformationen (eingebettet in das vereinigte PE-Programm) | 4 + 11
Haupt-Initrd (eingebettet in das vereinigte PE-Programm) | 4 + 9 + 11
Microcode-Initrd (eingebettet in das vereinigte PE-Programm) | 4 + 9 + 11
Standard-Kernel-Befehlszeile (eingebettet in das vereinigte PE-Programm) | 4 + 11
Kernel-Befehlszeile außer Kraft setzen | 12
Startbild (eingebettet in das vereinigte PE-Programm) | 4 + 11
TPM2-PCR-Signatur-JSON (eingebettet in das vereinigte PE-Programm, synthetisiert in die Initrd) | 4 + 9
TPM2-PCR-PEM öffentlicher Schlüssel (eingebettet in das vereinigte PE-Programm, synthetisiert in die Initrd) | 4 + 9 + 11
Zugangsberechtigungen (synthetisierte Initrd aus Begleitdateien) | 9 + 12
Systemerweiterungen (synthetisierte Initrd aus Begleitdateien) | 9 + 13
Konfigurationserweiterungen (synthetisierte Initrd aus Begleitdateien) | 9 + 12
Ausgewähltes Profil, außer wenn Null | 12

EFI-VARIABLEN

Die folgenden EFI-Variablen werden unter der Lieferanten-UUID »4a67b082-0a4c-41cf-b6c7-440b29bb8c4f« für die Kommunikation zwischen dem Systemstartrumpf und dem Betriebssystem definiert, gesetzt und gelesen:

LoaderDevicePartUUID
    Enthält die Partitions-UUID der Partition, aus der das Systemstartprogramm für den aktuellen Systemstart heraus gestartet wurde (normalerweise die EFI-Systempartition). Falls bereits durch das Systemstartprogramm gesetzt, wird dies durch systemd-stub nicht verändert. Falls noch nicht gesetzt, wird dies auf die Partitions-UUID der Partition gesetzt, aus der der vereinigte Kernel gestartet wurde, um Systeme zu unterstützen, die direkt in ein vereinigtes Kernelabbild starten und das Systemstartprogramm umgehen. systemd-gpt-auto-generator(8) verwendet diese Informationen, um automatisch die Platte zu finden, aus der gestartet wurde, um verschiedene andere Partitionen auf der gleichen Platte automatisch zu erkennen.

    Hinzugefügt in Version 224.

LoaderFirmwareInfo, LoaderFirmwareType
    Kurze Firmware-Informationen. Verwenden Sie bootctl(1), um diese Daten zu betrachten.

    Hinzugefügt in Version 250.

LoaderTpm2ActivePcrBanks
    Hexadezimale Zeichenkettendarstellung einer Bitmaske mit Werten, die durch die TCG-EFI-Protokollspezifikation für TPM 2.0 als EFI_TCG2_BOOT_HASH_ALG_* definiert sind. Falls keine TPM2-Unterstützung oder keine aktiven Bänke erkannt wurden, wird dies auf 0 gesetzt. Wird durch das Systemstartprogramm gesetzt. Verwenden Sie systemd-analyze(1) zum Betrachten dieser Daten.

    Hinzugefügt in Version 258.

LoaderImageIdentifier
    Der Dateisystempfad zu dem EFI-Programm des Systemstartladers für den aktuellen Systemstart, relativ zum Wurzelverzeichnis der Partition (d.h. relativ zu der Partition, die durch LoaderDevicePartUUID angezeigt wird, siehe oben). Falls nicht gesetzt wird dies auf den Dateisystempfad des EFI-Programms des gestarteten vereinigten Kernels gesetzt, um Systeme zu unterstützen, die direkt in ein vereinigtes Kernelabbild starten und das Systemstartprogramm umgehen. Verwenden Sie bootctl(1) zur Anzeige dieser Daten.

    Hinzugefügt in Version 237.

StubDevicePartUUID, StubImageIdentifier
    Ähnlich zu LoaderDevicePartUUID und LoaderImageIdentifier, zeigt aber den Ort des EFI-Programms des vereinigten Kernelabbildes anstelle des Orts des Systemstartladerprogramms an, unabhängig davon, ob ein Systemstartlader verwandt wurde.

    Hinzugefügt in Version 257.

StubDeviceURL
    Falls das Kernelabbild über Netzwerksystemstart aufgerufen wurde, enthält diese Variable die Quell-URL. Dies kann zum automatischen Erlangen zusätzlicher Ressourcen aus der gleichen Quelle verwandt werden.

    Hinzugefügt in Version 258.

StubInfo
    Kurze Rumpfinformationen. Verwenden Sie bootctl(1), um diese Daten zu betrachten.

    Hinzugefügt in Version 250.

StubPcrKernelImage
    Der PCR-Registerindex, in das das Kernelabbild, Initrd-Abbild, der Startbildschirm, die Devicetree-Datenbank und die eingebettete Befehlszeile eingemessen werden, formattiert als dezimale ASCII-Zeichenkette (z.B. »11«). Diese Variable ist gesetzt, falls eine Messung erfolgreich abgeschlossen werden konnte und verbleibt ansonsten nicht gesetzt.

    Hinzugefügt in Version 252.

StubPcrKernelParameters
    Der PCR-Registerindex, in das die Kernelbefehlszeile und Zugangsberechtigungen eingemessen werden, formattiert als dezimale ASCII-Zeichenkette (z.B. »12«). Diese Variable ist gesetzt, falls eine Messung erfolgreich abgeschlossen werden konnte und verbleibt ansonsten nicht gesetzt.

    Hinzugefügt in Version 252.

StubPcrInitRDSysExts
    Der PCR-Registerindex, in dem sich die Systemerweiterungen für die Initrd, die aus dem Dateisystem des Kernelabbildes aufgenommen werden, befinden. Formattiert als dezimale ASCII-Zeichenkette (z.B. »13«). Diese Variable ist gesetzt, falls eine Messung erfolgreich abgeschlossen werden konnte und verbleibt ansonsten nicht gesetzt.

    Hinzugefügt in Version 252.

StubPcrInitRDConfExts
    Der PCR-Registerindex, in dem sich die Konfigurationserweiterungen für die Initrd, die aus dem Dateisystem des Kernelabbildes aufgenommen werden, befinden. Formattiert als dezimale ASCII-Zeichenkette (z.B. »12«). Diese Variable ist gesetzt, falls eine Messung erfolgreich abgeschlossen werden konnte und verbleibt ansonsten nicht gesetzt.

    Hinzugefügt in Version 255.

StubProfile
    Der numerische Index des ausgewählten Profils, ohne das »@«, als dezimale Zeichenkette formatiert. Wird für UKIs mit einem einzelnen und auch mehreren Profilen gesetzt. (Im ersteren Fall wird diese Variable bedingungslos auf »0« gesetzt.)

    Hinzugefügt in Version 257.

Beachten Sie, dass einige der obigen Variablen auch durch das Systemstartprogramm gesetzt werden können. Der Rupmf wird sie nur setzen, falls sie nicht bereits gesetzt sind. Einige dieser Variablen werden durch die Systemstartlader-Schnittstelle[5] gesetzt.

INITRD-RESSOURCEN

Die folgenden Ressourcen werden als Initrd-CPIO-Archiv an den gestarteten Kernel übergeben und stellen daher die anfängliche Dateisystem-Hierarchie in der Initrd-Ausführungsumgebung dar:

/
    Die Haupt-Initrd aus dem PE-Abschnitt ».initrd« des vereinigten Kernelabbilds.

    Hinzugefügt in Version 252.

/.extra/credentials/*.cred
    Zugangsberechtigungsdateien (Endung ».cred«), die neben dem vereinigten Kernelabbild abgelegt sind (wie oben beschrieben), werden in das Verzeichnis /.extra/credentials/ in der Initrd-Ausführungsumgebung kopiert.

    Hinzugefügt in Version 252.

/.extra/global_credentials/*.cred
    Ähnlich werden Zugangsberechtigungsdateien im Verzeichnis /loader/credentials/ im Dateisystem, in dem das vereinigte Kernelabbild abgelegt ist, in das Verzeichnis /.extra/global_credentials/ in der Initrd-Ausführungsumgebung kopiert.

    Hinzugefügt in Version 252.

/.extra/sysext/*.sysext.raw
    Systemerweiterungsabbilddateien (Endung ».sysext.raw«), die neben dem vereinigten Kernelabbild abgelegt sind (wie oben beschrieben), werden in das Verzeichnis /.extra/sysext/ in der Initrd-Ausführungsumgebung kopiert.

    Hinzugefügt in Version 252.

/.extra/global_sysext/*.sysext.raw
    Ähnlich werden Systemerweiterungsabbilddateien (Endung ».sysext.raw«), die sich im Verzeichnis /loader/extensions/, in dem Dateisystem in dem das vereinigten Kernelabbild liegt, befinden in das Verzeichnis /.extra/global_sysext/ in der Initrd-Ausführungsumgebung kopiert.

    Hinzugefügt in Version 258.

/.extra/confext/*.confext.raw
    Konfigurationserweiterungsabbilddateien (Endung ».confext.raw«), die neben dem vereinigten Kernelabbild abgelegt sind (wie oben beschrieben), werden in das Verzeichnis /.extra/confext/ in der Initrd-Ausführungsumgebung kopiert.

    Hinzugefügt in Version 255.

/.extra/global_confext/*.confext.raw
    Ähnlich werden Konfigurationserweiterungsabbilddateien (Endung ».confext.raw«), die sich im Verzeichnis /loader/extensions/, in dem Dateisystem in dem das vereinigten Kernelabbild liegt, befinden in das Verzeichnis /.extra/global_confext/ in der Initrd-Ausführungsumgebung kopiert.

    Hinzugefügt in Version 258.

/.extra/tpm2-pcr-signature.json
    Das TPM2-PCR-Signatur-JSON-Objekt, das in dem PE-Abschnitt ».pcrsig« des vereinigten Kernelabbildes enthalten ist, wird in die Datei /.extra/tpm2-pcr-signature.json in der Initrd-Ausführungsumgebung kopiert.

    Hinzugefügt in Version 252.

/.extra/tpm2-pcr-public-key.pem
    Der öffentliche PEM-Schlüssel, der in dem PE-Abschnitt ».pcrpkey« des vereinigten Kernelabbildes enthalten ist, wird in die Datei /.extra/tpm2-pcr-public-key.pem in der Initrd-Ausführungsumgebung kopiert.

    Hinzugefügt in Version 252.

/.extra/profile, /.extra/os-release
    Die Inhalte der Abschnitte ».profile« und ».osrel« des ausgewählten Profils, falls vorhanden.

    Hinzugefügt in Version 257.

Beachten Sie, dass sich alle diese Dateien in dem »tmpfs«-Dateisystem befinden, das der Kernel für die Initrd-Dateihierarchie einrichtet und daher verloren gehen, wenn das System von der Initrd-Ausführungsumgebung in das Dateisystem des Rechners übergeht. Falls diese Ressourcen über diesen Übergang hinweg erhalten werden sollen, müssen sie zuerst an einen Ort kopiert werden, der den Übergang übersteht, beispielsweise durch eine geeignete tmpfiles.d(5)-Zeile. Standardmäßig erfolgt dies für die TPM2-PCR-Signaturdatei und die Datei des öffentlichen Schlüssels.

SMBIOS-TYP-11-ZEICHENKETTEN

systemd-stub kann zur Verwendung von SMBIOS-TYP-11-ZEICHENKETTEN konfiguriert werden. Anwendbare Zeichenketten bestehen aus einem Namen, gefolgt von »=«, gefolgt vom Wert. Sofern systemd-stub nicht erkennt, dass es innerhalb einer vertraulichen Verarbeitungsumgebung läuft, wird es wird die Tabelle nach einer Zeichenkette mit einem bestimmten Namen durchsuchen, und seinen Wert verwenden, falls der Name gefunden wird. Die folgenden Zeichenketten werden gelesen:

io.systemd.stub.kernel-cmdline-extra
    Falls gesetzt, wird der Wert dieser Zeichenkette zu der Liste der Kernelbefehlszeilenargumente, die in PCR12 eingemessen und an den Kernel übergeben werden, hinzugefügt.

    Hinzugefügt in Version 254.

ZUSAMMENBAU VON KERNELABBILDERN

Um ein startbares vereinigtes Kernelabbild aus verschiedenen Komponenten wie oben beschrieben zusammenzubauen, verwenden Sie ukify(1).

SIEHE AUCH

systemd-boot(7), systemd.exec(5), systemd-creds(1), systemd-sysext(8), UAPI.1-Systemstartladerspezifikation[6], Systemstartlader-Schnittstelle[5], ukify(1), systemd-measure(1), Von Systemd durchgeführte TPM2-PCR-Messungen[7]

ANMERKUNGEN

1.  Spezifikation
    https://learn.microsoft.com/de-de/windows-hardware/drivers/install/specifying-hardware-ids-for-a-computer

2.  SBAT
    https://github.com/rhboot/shim/blob/main/SBAT.md

3.  UAPI.5-UKI-Spezifikation
    https://uapi-group.org/specifications/specs/unified_kernel_image/

4.  Automatische Systemstartbeurteilung
    https://systemd.io/AUTOMATIC_BOOT_ASSESSMENT

5.  Systemstartlader-Schnittstelle
    https://systemd.io/BOOT_LOADER_INTERFACE

6.  UAPI.1-Systemstartladerspezifikation
    https://uapi-group.org/specifications/specs/boot_loader_specification

7.  Von Systemd durchgeführte TPM2-PCR-Messungen
    https://systemd.io/TPM2_PCR_MEASUREMENTS

ÜBERSETZUNG
Die deutsche Übersetzung dieser Handbuchseite wurde von Helge Kreutzmann <debian@helgefjell.de> erstellt.

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