一、什么是vbmeta
vbmeta是Android 8.0（Oreo）之后引入的一种安全机制，在bootloader启动阶段对系统映像文件进行数字签名和验证，以防止被非法篡改。
该机制包含一个metadata结构，其中包括公钥、签名、哈希等信息，存在于vbmeta分区中。
能够验证vbmeta的前提是设备的初始启动镜像需要事先被授信并在vbmeta中定义好相应的数据格式和签名规则。
二、vbmeta的作用
vbmeta主要有两个作用：
1、验证系统映像文件的完整性：在设备启动时，vbmeta会验证分区中每个映像文件的哈希值和数字签名，确保系统文件没有被非法篡改。
2、保护OEM加密：vbmeta可以管理OEM加密密钥，通过设备锁定的方式防止被其他人使用。如果验证失败，设备将会被锁定。
三、vbmeta的使用
1、创建vbmeta分区
首先需要在设备的分区中创建vbmeta分区，并将metadata结构写入其中。具体过程如下：
# 使用avbtool创建metadata结构 avbtool make_vbmeta_image --output vbmeta.img # 将vbmeta.img写入vbmeta分区 dd if=vbmeta.img of=/dev/block/by-name/vbmeta
2、在bootloader中验证vbmeta
在设备启动时，bootloader将会读取vbmeta分区中的metadata结构，并进行数字签名和哈希验证。具体过程如下：
# 使用avbtool验证vbmeta分区 avbtool verify_vbmeta_image --image /dev/block/by-name/vbmeta --public_key_metadata AndroidPublicKey.pem
其中AndroidPublicKey.pem是设备的公钥文件，在验证前需要安装到本地。
四、vbmeta的局限
尽管vbmeta是一种有效的安全机制，在实际的开发中还是存在一些局限：
1、需要设备先被授信才能验证：设备的初始启动镜像需要先被授权，才能在vbmeta中定义数据格式和签名规则。在没有授信的设备上，vbmeta无法提供安全保障。
2、限制OTA升级：由于vbmeta主要保证操作系统的完整性，因此OTA升级时，若修改了系统分区，则需要重新签名新的vbmeta，并在bootloader中验证。如果设备处于locked状态，则OTA升级将会失败。
3、难以应对物理攻击：在物理攻击的情况下，攻击者可以直接读取设备上的密钥信息，从而绕过vbmeta的安全保护。
五、结论
作为一种有效的安全机制，vbmeta在Android系统中发挥着重要的作用。但是，在实际的开发过程中，我们需要权衡其安全性和扩展性的关系，充分利用好vbmeta提高系统的安全性。
