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在 ArchLinux 中使用 Secure Boot

双系统下使用 Archlinux,由于数字签名信任的问题,无法使用 Secure Boot,不过可以使用可信任的数字签名来解决问题。

安全启动(Secure Boot)

Secure Boot 是 UEFI (Unified Extensible Firmware Interface) 的一个 feature,用于应对 boot sector viruses,这种病毒在开机时执行,难于防范。 Secure Boot 主要原理是使用加密签名,开机时固件会检查其执行的 UEFI 程序是否有加密签名,若签名与 NVRAM 中保存的签名不一致或是被列入 NVRAM 黑名单,那么该 UEFI 程序将被禁止运行,操作系统没有获得计算机控制权自然就无法启动,理论上就阻止了病毒的传播。

安全启动状态检查

检查 Secure Boot 是否启用有两种途径。

启动前检查

通过在引导启动时按一个特殊的键来访问固件配置,这个特殊键取决于设备厂商的固件设置,一般是 Esc,F2,Del 或者其他 Fn 键。大部分设备在启动开始时,会有按某个按键进入固件配置的提示。一般地,在机器启动后需要一直间断不停地按下这个键,甚至在屏幕实际有显示之前要一直按。进入固件设置后,通常在设置屏幕的底部有按键功能导航说明,根据说明可以找到 Secure Boot 设置状态。

启动后检查

系统启动后可以使用如下命令检查计算机是否已使用安全引导引导

$ od --address-radix=n --format=u1 /sys/firmware/efi/efivars/SecureBoot-XXXXXXXX-XXXX-XXXX-XXXX-XXXXXXXXXXXX

–format=u1 参数后面的是数字 1,不是字母 l,XXXX 表示的字符因机器而异,可以使用 Tab 自动补全。

如果该命令返回的 5 个整数列表中的最后一个整数是 1,表示启用了安全引导,否则未启用。

6  0  0  0  1

如果要检查详细状态,还可以执行如下命令:

$ bootctl status

使用签名引导程序

两种已知的带签名的引导加载程序 PreLoader 和 Shim,它们的目的是链式加载其他 EFI 二进制文件(通常是引导加载程序)。PreLoader 和 Shim 使用称为 Machine Owner Key list(MokList) 的白名单机制,即 如果二进制文件(预加载程序和填充程序)或密钥的SHA256哈希值(用shim)签名的二进制文件位于 MokList 中,则执行该代码,否则,它们将启动密钥管理实用程序,该实用程序允许注册哈希值或密钥。

PreLoader

1.运行原理

PreLoader 运行时尝试启动 loader.efi,如果 loader.efi 的哈希值不在 MokList 中,PreLoader 将启动 HashTool.efi。在 HashTool 中,需要注册将要启动的 EFI 二进制文件的哈希值,即 loader.efi 和 Kernel 的哈希值。

注意:每次更新二进制文件(引导加载程序或内核)时,都需要重新注册它们的新的哈希值。

2.安装配置

efitools 软件包中的 PreLoader.efi 和 HashTool.efi 未签名,因此使用会受到限制,因此可以从 preloader-signed[AUR] 获得签名的 PreLoader.efi 和 HashTool.efi 或者 手动下载

安装 preloader-signed[AUR] 并将 PreLoader.efi 和 HashTool.efi 复制到引导加载程序目录,供 systemd-boot 使用;

# cp /usr/share/preloader-signed/{PreLoader,HashTool}.efi esp/EFI/systemd

然后复制引导加载程序二进制文件,并将其重命名为 loader.efi,供 systemd-boot 使用;

# cp esp/EFI/systemd/systemd-bootx64.efi esp/EFI/systemd/loader.efi

最后,创建一个新的 NVRAM 条目来启动 PreLoader.efi。

# efibootmgr --verbose --disk /dev/sdX --part Y --create --label "PreLoader" --loader /EFI/systemd/PreLoader.efi

其中 X,Y 分别是EFI系统分区所在的驱动器号和分区号,具体的与安装系统时的分区设置有关。

此项应作为第一个引导项添加到列表中,可以使用 efibootmgr 命令检查并在必要时调整引导顺序。

Shim

参考

Managing EFI Boot Loaders for Linux: Dealing with Secure Boot
Secure Boot in Arch Linux

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