Forum: Offtopic Verständnis von moderner Smartphone-Chip-Architektur


von Kai S. (freewarehookie)


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Guten Tag allerseits,

wenn ich mein Wissen mit Bezug zu Fritz-Boxen preisgebe, so weiß ich, 
dass es unterschiedliche Flash-Bereiche gibt, die vermutlich auf einem 
zentralen Chip sitzen oder ein zentraler Chip verschiedene 
Speicher-Chips benutzt  diese ansteuert  darauf zugreift.
Dementsprechend weiß ich, dass es z.B. einen Bereich für den Kernel, 
einen für die Nutzerdaten und ggf. noch einen für das Image des Routers 
gibt; alles in einer Linux Verzeichnisstruktur gemountet.

Wenn ich das auf ein Smartphone übertrage und die KNOX-Struktur, also 
den Sicherheitschip in modernen Samsung Galaxy Smartphones mit 
einbeziehe und mein Wissen über die Fritzbox auf dieses Gerät übertrage, 
so stelle ich mir vor, dass, nebst dem Bootloader, der auch in einem 
beschreibbaren Bereich des Chips sitzen muss, auch hier verschiedene 
Flash-Bereiche existieren müssen, auf die dann z.B. der aktive Kernel 
und die Basis-Programme für den Kernel des Android Systems geschrieben 
werden. Lediglich der Speicherplatz für Passwörter und 
Sicherheitsschlüssel wird sich auf dem KNOX Chip befinden, der, wenn man 
ihn falsch ansteuert, eine FUSE (Sicherung) zerstört, wodurch das 
Smartphone quasi Schrott ist.

Bei einer Fritzbox konnte ich, damals zumindest, ein neues Image 
aufspielen, dass dann nicht von der Firma AVM war, sondern durch ein 
OpenSource Projekt, mit umfangreicher Konfiguration in der SHELL, zur 
Verfügung stand, sodass man seinen Router flashen konnte.

Wenn ich das auf ein Samsung Smartphone übertrage, so ist mir bewusst, 
dass es ebensolche Lösungen gibt, das Verständnis der CHIP - Topologie 
ist mir jedoch hier noch schleierhaft, auch wie der KNOX Chip da mit 
rein spielt und was genau die FUSE zerstört - was kann ich machen, was 
nicht? Wird beim Flashen eines Samsung Galaxy Smartphones automatisch 
die Fuse (Sicherung) zerstört, wenn man ein anderes Image aufspielt / 
vgl. auch anderen Bootloader?

Darum dreht sich dieser Thread - die Topologie von modernen Smartphones, 
am Beispiel von Samsung Galaxy Smartphones und wo man hierzu genauere 
Informationen für Entwickler bekommt.

Ein Grundverständnis der Topologie und des Zusammenspiels fehlt mir, 
weshalb ich mir hier Hilfe erhoffe.

Zahlreiche Mails an Samsung hierzu blieben leider unbeantwortet.


Beste Grüße,

 Freewarehookie

von Irgend W. (Firma: egal) (irgendwer)


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Schau dir eventuell mal die Projekte an, die Alternative OS für 
Smartphones realisieren:
- https://fsfe.org/activities/android/liberate.de.html#OS
- z.B.: https://wiki.lineageos.org/devices/#samsung

von Benedikt L. (Firma: Dem Ben seine Leiche) (dembenseineleiche) Flattr this


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Kai S. schrieb:
> Speicher-Chips benutzt  diese ansteuert  darauf zugreift.

Was soll das denn werden?
Es gibt einige OS-projekte um Androiden zu bespielen.
Das erwähnte Lineage, Graphene und und und.

von (prx) A. K. (prx)


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Das Flash eines Smartphone ist ungefähr wie die Disk eines PCs und in 
der Hardware recht einfach strukturiert. Da wird nichts von Flash weg 
ausgeführt, sondern ins RAM geladen und dort ausgeführt. Aufgeteilt wird 
der Inhalt über Filesysteme. Abgesichert über Verschlüsselung. Der 
interessante Teil liegt in der Aufbewahrung von Schlüsseln.

: Bearbeitet durch User
von Kai S. (freewarehookie)


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(prx) A. K. schrieb:
> Das Flash eines Smartphone ist ungefähr wie die Disk eines PCs und in
> der Hardware recht einfach strukturiert. Da wird nichts von Flash weg
> ausgeführt, sondern ins RAM geladen und dort ausgeführt. Aufgeteilt wird
> der Inhalt über Filesysteme. Abgesichert über Verschlüsselung. Der
> interessante Teil liegt in der Aufbewahrung von Schlüsseln.

Also sind die div. "Flash-Bereiche" bei der Fritzbox, wie auch beim 
Smartphone, wahrscheinlich ein Speicherbereich, der, wie beim PC, in 
Partitionen aufgeteilt wird und eben div. Funktionen erfüllen; davon 
gehe ich mal aus.
Wenn ich im BIOS (Bootmanager) eines Smartphones (ist der auch auf einer 
Partition oder gibt es da einen anderen Speicherbereich im Chip für - 
PC: Früher MBR, erstes Bit der Festplatte, ggf. Extra-Partition 
LILOboot, etc.) eine Neuinstallation starte, so muss ja auf einer 
extra-Partition dieser vorliegen, um ggf. neu eingespielt zu werden. 
(Wie funktioniert das überhaupt bei Updates zu einer neuen 
Software-Version? Wird dann auf dieser Partition die neue Android 
Version abgelegt?) Wenn diese Installationsdateien also auf einer extra 
Partition vorliegen, so sind sie auch manipulierbar, also ein 
Sicherheitsrisiko? Welcher Schutzmaßnahmen werden dort getroffen?

Um aber auf das eigentliche Thema zurück zu kommen:

Wie hängt jetzt der Knox Chip (ist ein externer Chip) da mit drin und 
dran? Wie wird dieser angesteuert und welche Funktionen schaltet er 
frei? Oder ist er ein reiner Passwort Speicher?
Wenn ich das Bios überschreibe und mein eigenes Installiere, so habe ich 
einmal gelesen, dann wird die "Fuse" dieses Knox Chips geblowt und die 
Sicherheitsfunktionen sind nicht mehr nutzbar und die gespeicherten 
Passwörter werden dann zerstört, was Sinn des blowens der Fuse ist.
Es muss aber ja auch für Samsung eine Möglichkeit geben ein Bios 
aufzuspielen OHNE die Fuse zu blowen. Hat irgendein Crack dort Kenntnis 
drüber, ob es da schon Infos zu gibt wie man das macht? Ich vermute es 
geht über irgendwelche Checksums und wenn die nicht stimmen, dann blowt 
der Chip die Fuse?!

Darum geht es eigentlich in diesem Thread - ein Grundverständnis von 
Aufbau und Struktur der Topologie der Chips eines Smartphones zu 
bekommen; am Beispiel eines Android Geräts.

Und natürlich, rein hypothetisch, ob es möglich ist ein Betriebssystem 
wie Linux from Scratch mit eigenem Bootmanager auf einem Smartphone 
Knox-Chip konform zu installieren. (fehlende Treiber einmal außen vor 
gelassen).

1000 Dank für die Antworten im Voraus.


Liebe Grüße,

   Freewarehookie

von Bradward B. (Firma: Starfleet) (ltjg_boimler)


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Also das gesuchte Stichwort scheint "multi stage boot process" zu sein:

* 
https://community.nxp.com/t5/i-MX-Processors-Knowledge-Base/The-Android-Booting-process/ta-p/1129182

Aber da in der Beschreibung des TO nirgends der Begriff Custom-ROM 
auftaucht, gehe ich mal von einem komplett Fachfremden aus ...

von Kai S. (freewarehookie)


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Bradward B. schrieb:
> Also das gesuchte Stichwort scheint "multi stage boot process" zu sein:
>
> *
> 
https://community.nxp.com/t5/i-MX-Processors-Knowledge-Base/The-Android-Booting-process/ta-p/1129182
>
> Aber da in der Beschreibung des TO nirgends der Begriff Custom-ROM
> auftaucht, gehe ich mal von einem komplett Fachfremden aus ...

Ist der Bootloader denn Teil des Android OS?

Multi Stage Boot Process - Also liegt der Bootloader in ausführbaren 
Dateien vor und dieser lädt dann den Kernel.

Wie hängt der Bootloader, als Programm, denn dann mit der Fuse im Knox 
Chip zusammen und wie kann es sein, dass die Fuse beim Überspielen 
zerstört wird?

Multi Stage Boot Process in Verbindung mit Neuinstallation von Android - 
werden dann also nur die vorhandenen Kerneldateien und Programme, in der 
Bootstruktur unter deinem Link zu sehen, gelöscht und neu aus einer 
anderen Partition oder Datei neu eingespielt?

: Bearbeitet durch User
von (prx) A. K. (prx)


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Kai S. schrieb:
> Wie funktioniert das überhaupt bei Updates zu einer neuen
> Software-Version?

Je nach Hersteller. Die Pixels haben zwei Systeme drauf. Das neue System 
wird in den gerade inaktiven Teil geschrieben, dann wird umgeschaltet. 
Führt dazu, dass der Update vor dem Reboot ewig im Hintergrund ackert, 
aber nicht behindert. während der Reboot schnell geht. War nicht immer 
so, aber mittlerweile hat man den Platz dazu.

von Kai S. (freewarehookie)


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Verstehe ich, denn ein gerade aktives System kann nicht überschrieben 
werden. Bei Windows 11 wird daher wahrscheinlich auch div. Male neu 
gebootet und es startet, im vgl. zu der vorherigen Antwort, nur eine 
"niedere Stufe im multi boot process", vor dem eigentlichen Kernel.
Wie ist das aber, wenn ich ein Handy "auf Werkseinstellungen zurück 
setze"?
Wird dann nur eine Datei kopiert und wie ist es nach einem 
Telefon-Update mit einer grundlegend neuen Software-Version - wird die 
ursprüngliche, bei einem Zurücksetzen zu benutzende Datei, dann 
überschrieben - oder update ich immer auf die erste Software-Version, 
die das Gerät hatte? (Habe ich nie drauf geachtet)

von (prx) A. K. (prx)


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Bei solchen Fragen kannst du dich auch an eine KI wenden. Die sind bei
sachlichen Fakten, die sich nicht dauernd ändern, recht gut.

: Bearbeitet durch User
Beitrag #8010140 wurde vom Autor gelöscht.
von (prx) A. K. (prx)


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Einfache Windows-Updates und mittlerweile auch die Halbjahres-Updates 
arbeiten über eine Liste von Änderungen im System, die beim Reboot teils 
im Shutdown, teils im Start abgearbeitet wird. Früher gab es 
Halbjahres-Updates, die wie ein OS-Upgrade arbeiteten und ein neues 
System neben dem alten installierten, entfernt vergleichbar mit Android. 
Davon kam MS später aber ab. Evtl lief Win10=>Win11 so, daran erinnere 
ich mich aber nicht mehr.

In solchem Zusammenhang gilt es aber zu beachten, dass Windows/NTFS 
keine aktiv genutzte Files ersetzt. Linux hingegen tut dies.

: Bearbeitet durch User
von Kai S. (freewarehookie)


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(prx) A. K. schrieb:
> Einfache Windows-Updates und mittlerweile auch die
> Halbjahres-Updates
> arbeiten über eine Liste von Änderungen im System, die beim Reboot teils
> im Shutdown, teils im Start abgearbeitet wird. Früher gab es
> Halbjahres-Updates, die wie ein OS-Upgrade arbeiteten und ein neues
> System neben dem alten installierten, entfernt vergleichbar mit Android.
> Davon kam MS später aber ab. Evtl lief Win10=>Win11 so, daran erinnere
> ich mich aber nicht mehr.
>
> In solchem Zusammenhang gilt es aber zu beachten, dass Windows/NTFS
> keine aktiv genutzte Files ersetzt. Linux hingegen tut dies.

Ok, verstehe ich. Also wird auch Android diese Änderungen bei Updates 
ähnlich durchführen.
Was aber wenn ein wesentliches Update für Android bereitgestellt wird. 
Die Version, die ggf. auf einer extra-Partition vorhanden ist, ist sagen 
wir mal hypothetisch 1.2, die aktuelle Version dann aber 2.2, wobei die 
vorherige Version von 1 auf 2, vor dem Punkt, ein vollständiges System 
Update beinhaltet. Die Installations-Datei von der 
Installations-Partition müsste nun aber auch geupdated werden, was man 
durch eine sichere, verschlüsselte Verbindung in Verbindung mit einer 
Verifikation und Quersummen sicherstellen kann, also, dass die 
heruntergeladene, neue Betriebssystem-Version auch nicht manipuliert 
ist. Dann wird diese in die Installations-Partition geschrieben und ab 
sofort beim Zurücksetzen des Smartphones aus dem Boot-Menü zum 
Zurücksetzen benutzt. Läuft das so? Ist die Version zum Zurücksetzen des 
Smartphones aus dem Boot-Menü updatebar - oder aus Sicherheitsgründen 
nicht?

von Kai S. (freewarehookie)


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(prx) A. K. schrieb:
> Bei solchen Fragen kannst du dich auch an eine KI wenden. Die sind
> bei
> sachlichen Fakten, die sich nicht dauernd ändern, recht gut.

Ich kann es nochmal versuchen. Meine vergangenen Versuche waren jedoch 
nicht wirklich von Erfolg gekrönt - vor allem was die Knox - Sicherheits 
- Architektur von Samsung Smartphones anging und ein grundlegendes 
Verständnis dieser.

Es ist mir nicht gelungen zu erfahren wie der Knox Chip ins Android 
Betriebssystem integriert ist, wann und wie er angesprochen wird ohne 
die Fuse zu blowen und was er genau absichert und ohne ihn nicht geht.

: Bearbeitet durch User
von Kai S. (freewarehookie)


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(prx) A. K. schrieb:
> Bei solchen Fragen kannst du dich auch an eine KI wenden. Die sind
> bei
> sachlichen Fakten, die sich nicht dauernd ändern, recht gut.

Ich habe bei ChatGPT "Erkläre mir, wie der Knox Chip in Samsung 
Smartphones ins Android Betriebssystem integriert ist" eingegeben; die 
Antwort war diesmal recht ordentlich.

Leider darf ich es hier wohl nicht posten.

von Nemopuk (nemopuk)


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Kai S. schrieb:
> Leider darf ich es hier wohl nicht posten.

Einrn Link dorthin können wir wohl gerade noch verkraften.

von (prx) A. K. (prx)


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Kai S. schrieb:
> Leider darf ich es hier wohl nicht posten.

Du kannst deinen Dialog mit ChatGPT als Link freigeben.

von Dergute W. (derguteweka)


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Moin,

Kai S. schrieb:
> Leider darf ich es hier wohl nicht posten.

Ja, und selbst wenn das so waere - glaubst du, dass alle anderen, ausser 
dir keinesfalls in der Lage waeren, wuerde es sie interessieren, auch 
entsprechende Antworten einer KI ihrer Wahl entlocken koennten?

gruss
WK

von Kai S. (freewarehookie)


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Dergute W. schrieb:
> Ja, und selbst wenn das so waere - glaubst du, dass alle anderen, ausser
> dir keinesfalls in der Lage waeren, wuerde es sie interessieren, auch
> entsprechende Antworten einer KI ihrer Wahl entlocken koennten?

Aus dir Spricht die pure Wut "nicht in der Lage wären" - meine Antwort:

Es gehört sich einen Beitrag (diesen hier) so zu gestalten, dass 
möglichst alle relevanten Informationen möglichst schnell und einfach zu 
begreifen, zugänglich und lesbar sind, um die Qualität des Beitrags für 
andere Lesende zu erhalten.

Da ich bei ChatGPT kein Konto habe und das auch nicht ändern möchte, 
geht es nicht.

Ich danke für alle konstruktiven Antworten und Hinweise. Ich konnte 
meine Wissenslücken schließen und das war Sinn und Zweck dieses 
Beitrags.

Vielen Dank.

: Bearbeitet durch User
von Mario M. (thelonging)


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Knox ist für Samsung Smartphones etwa das, was TPM, Secure Boot und die 
Intel ME bzw. AMD PSP für PCs ist.

von Alexander (alecxs)


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Samsung Knox ist ein weiterer Sicherheitscontainer on Top auf Android. 
Braucht man nicht, außer Du bist Ursula von der Leyen und handelst einen 
milliardenschweren Impfstoff-Deal mit Pfizer per Handy aus.

Die e-Fuse ist einfach ein Flag dass das Gerät kompromitiert wurde, die 
Knox Apps verweigern ihren Dienst. Richtig ist, dass es irreversibel 
ist. Falsch ist, das Gerät würde davon zerstört.

Was genau hast Du für ein Modell, ist es überhaupt möglich den 
Bootloader zu entsperren, und was genau hast Du mit dem Gerät vor?

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