Barebox · source analysis

Barebox FIT configuration과 검증

FIT configuration에서 kernel, FDT, ramdisk를 선택하고 hash/signature 정책을 적용하는 handler를 읽습니다.

표의 버전은 소스 분석 기준이며 최신 보안 버전 권고가 아닙니다. TF-A LTS 2.14.3 이후에는 보안 수정이 있습니다. 제품 적용 시 공식 변경 기록과 사용 플랫폼의 errata를 확인하세요.

Series
18 / 19
Baseline
v2026.06.1
Commit
314c679eea2d
Source
common/image-fit.c:1161-1249 (발췌 범위)

Barebox FIT configuration과 검증 단계에서 실제로 바뀌는 상태는 무엇인가?

configuration 서명이 선택한 subimage와 property를 실제로 묶는 범위를 확인한다. DT의 key와 required policy, 외부 data offset도 같이 본다.

검증한 byte와 실제로 적재·실행하는 byte가 동일하며 실패 시 unsigned fallback이 없어야 한다. 이 문장을 기준으로 코드를 위에서 아래로 읽으면, 함수 이름을 외우는 대신 어느 시점에 어떤 상태를 신뢰할 수 있는지 판단할 수 있다.

객체와 주소가 놓이는 구조

그림 1. Barebox FIT configuration과 검증에서 입력, 내부 상태, 출력의 경계
입력과 전제내부 상태외부로 공개되는 결과
01FIT configuration
02subimages
03public key
04image_data

fit_handle / selected configuration / image_data를 중심에 놓고 왼쪽의 입력이 어떤 검사를 거쳐 오른쪽 결과로 공개되는지 표시했다. 실제 디버깅에서는 각 블록의 주소와 크기를 로그에 대입한다.

실행 흐름

그림 2. 정상 경로의 주요 호출과 상태 전달
FIT file
select configuration
verify hashes/signature
load subimages
bootm handoff

화살표는 단순 호출 순서만 뜻하지 않는다. 각 단계가 성공을 반환할 때 다음 단계가 읽을 수 있는 상태가 무엇인지 함께 확인한다. 오류 반환이 발생하면 바로 다음 화살표로 진행하지 않고 해당 단계의 정리 경로를 따라간다.

단계별 입력과 출력

각 단계의 입력과 처리 후 바뀌는 상태를 정리한 표다. 사용 중인 소스 버전에서 다른 필드를 변경한다면 그에 맞춰 표도 수정한다.

#단계진입 시 신뢰할 상태성공 뒤 남아야 할 상태다음 소비자
01FIT file부트 CPU의 동기 실행 문맥FIT configurationselect configuration
02select configurationFIT file 완료 상태subimagesverify hashes/signature
03verify hashes/signatureselect configuration 완료 상태public keyload subimages
04load subimagesverify hashes/signature 완료 상태image_databootm handoff
05bootm handoffload subimages 완료 상태image_data이 단계의 처리 결과를 사용하는 코드

분석 범위의 전제와 비교해, 다음 단계에 잘못된 입력을 넘긴 부분부터 조사한다.

주소와 객체의 이동을 그림으로 읽기

아래 그림은 주소, 객체를 사용하는 기간, 제어권을 넘기는 시점을 중심으로 정리했다. 실제 주소와 크기는 사용 중인 보드의 bdinfo, 맵 파일과 링커 심벌로 확인한다.

그림 3. FIT configuration 선택과 검증 경계

호출 이름만 나열하지 않고, 각 단계가 다음 단계에 넘기는 상태를 기준으로 실행 순서를 표시한다.

01FIT header bounds
02configuration 선택
03referenced subimages
04hash 검증
05configuration signature
06external data bounds
07load address reserve
08bootm handoff
그림 4. hash만 있는 FIT와 signature policy

두 열의 객체는 이름이 비슷해도 생성 시점, 사용 가능한 API와 해제 책임이 다르다.

Hash

01손상 검출

02공격자 재계산 가능

03payload별 digest

04출처 인증 없음

05개발용 무결성

Signature

01private key 필요

02configuration 결속

03required key policy

04downgrade 방지

05실패 시 fallback 차단

원본 코드

아래 코드는 Barebox v2026.06.1의 common/image-fit.c에서 1161-1249줄을 그대로 가져온 것이다. 설명을 위해 실제 코드를 가짜 의사 코드로 바꾸지 않았다.

commit314c679eea2d0ca847c64d1b646a1cf91225c0ecanchor · L1185static int do_bootm_fit(struct image_data *data)
1161}
1162
1163static bool __fit_close(struct fit_handle *handle)
1164{
1165	if (!refcount_dec_and_test(&handle->users))
1166		return false;
1167
1168	if (handle->root)
1169		of_delete_node(handle->root);
1170
1171	if (handle->filename)
1172		list_del(&handle->entry);
1173
1174	free(handle->filename);
1175	free(handle->fit_alloc);
1176	return true;
1177}
1178
1179void fit_close(struct fit_handle *handle)
1180{
1181	if (__fit_close(handle))
1182		free(handle);
1183}
1184
1185static int do_bootm_fit(struct image_data *data)
1186{
1187	pr_err("Cannot boot device tree binary blob\n");
1188
1189	return -EINVAL;
1190}
1191
1192static bool fitimage_check(struct image_handler *handler,
1193			   struct image_data *data,
1194			   enum filetype detected_filetype)
1195{
1196	return detected_filetype == filetype_oftree ||
1197		detected_filetype == filetype_fit;
1198}
1199
1200static struct image_handler fit_handler = {
1201	.name = "FIT image",
1202	.bootm = do_bootm_fit,
1203	.filetype = filetype_fit,
1204	.check_image = fitimage_check,
1205};
1206
1207static int bootm_fit_register(void)
1208{
1209	return register_image_handler(&fit_handler);
1210}
1211late_initcall(bootm_fit_register);
1212
1213static int fuzz_fit(const u8 *data, size_t size)
1214{
1215	const char *unit, *imgname = "kernel";
1216	struct fit_handle handle = {};
1217	const void *outdata;
1218	unsigned long outsize, addr;
1219	int ret;
1220	void *config;
1221
1222	handle.verbose = false;
1223	handle.verify = BOOTM_VERIFY_AVAILABLE;
1224
1225	handle.size = size;
1226	handle.fit = data;
1227	handle.fit_alloc = NULL;
1228
1229	refcount_set(&handle.users, 1);
1230
1231	ret = fit_do_open(&handle);
1232	if (ret)
1233		goto out;
1234
1235	config = fit_open_configuration(&handle, NULL, NULL);
1236	if (IS_ERR(config)) {
1237		ret = fit_find_last_unit(&handle, &unit);
1238		if (ret)
1239			goto out;
1240		config = fit_open_configuration(&handle, unit, NULL);
1241	}
1242	if (IS_ERR(config)) {
1243		ret = PTR_ERR(config);
1244		goto out;
1245	}
1246
1247	ret = fit_open_image(&handle, config, imgname, 0, &outdata, &outsize);
1248	if (ret)
1249		goto out;

발췌 범위와 읽기 기준

원문 1161-1249줄에는 앞뒤 문맥이 포함됩니다. 기준 구문 static int do_bootm_fit(struct image_data *data)은 L1185에 있습니다. 발췌 첫 줄을 함수 정의의 시작으로 해석하지 않습니다.

configuration 서명이 선택한 subimage와 property를 실제로 묶는 범위를 확인한다. DT의 key와 required policy, 외부 data offset도 같이 본다.

함께 읽어야 하는 원본 코드

첫 코드 조각만으로 동작이 완성되지 않는 경우 호출 매크로, 객체 정의와 실제 실행 목록을 같은 페이지에 묶었다. 각 조각은 같은 기준 commit에서 가져왔다.

01. configuration signature와 required key를 검증

common/image-fit.c 778-862줄이다.

filecommon/image-fit.canchor · L788int fit_config_verify_signature
778	ret = fit_handle_decompression(image, type, &data, &data_len);
779	if (ret)
780		return ret;
781
782	*outdata = data;
783	*outsize = data_len;
784
785	return 0;
786}
787
788int fit_config_verify_signature(struct fit_handle *handle, struct device_node *conf_node)
789{
790	struct device_node *sig_node;
791	int ret = -EINVAL;
792
793	if (!IS_ENABLED(CONFIG_FITIMAGE_SIGNATURE))
794		return 0;
795
796	switch (handle->verify) {
797	case BOOTM_VERIFY_NONE:
798	case BOOTM_VERIFY_HASH:
799		return 0;
800	case BOOTM_VERIFY_SIGNATURE:
801		ret = -EINVAL;
802		break;
803	case BOOTM_VERIFY_AVAILABLE:
804		ret = 0;
805		break;
806	}
807
808	for_each_child_of_node(conf_node, sig_node) {
809		if (!of_node_has_prefix(sig_node, "signature"))
810			continue;
811
812		if (handle->verbose)
813			of_print_nodes(sig_node, 0, ~0);
814
815		ret = fit_verify_signature(handle, sig_node, conf_node);
816		if (ret < 0)
817			return ret;
818	}
819
820	if (ret < 0) {
821		pr_err("configuration '%pOF' does not have a signature\n", conf_node);
822		return ret;
823	}
824
825	return ret;
826}
827
828static int fit_fdt_is_compatible(struct fit_handle *handle,
829				 struct device_node *child,
830				 const char *machine)
831{
832	const char *reason = "malformed";
833	struct device_node *image;
834	const char *unit = "fdt";
835	int data_len;
836	const void *data;
837	int ret;
838
839	if (of_property_present(child, "compatible"))
840		return 0;
841	if (!of_property_present(child, "fdt"))
842		return 0;
843
844	image = fit_get_image(handle, child, &unit, 0);
845	if (!image) {
846		ret = -ENOENT;
847		goto err;
848	}
849
850	data = of_get_property(image, "data", &data_len);
851	if (!data)
852		goto err;
853
854	/* We have three options here:
855	 *
856	 * 1) Increase our attack surface by all supported compression algos
857	 * 2) Verify all configurations in the image as we search for best
858	 *    OF match score
859	 * 3) Blame the user and expect them to supply a compatible property
860	 *    in the configuration node if they want to compress their FDTs
861	 *
862	 * We go for option 3.

내부 동작을 더 깊게 읽기

01

진입 조건을 먼저 고정한다

FIT file에서 들어온 실행은 부트 CPU의 동기 실행 문맥에 놓여 있다. 이때 interrupt, MMU/cache, stack, heap 중 무엇이 이미 준비되었는지 소스의 호출자까지 올라가 확인한다. 같은 함수라도 SPL, relocation 전후, app thread처럼 호출 문맥이 달라지면 허용되는 API와 지연 시간이 달라진다.

configuration 서명이 선택한 subimage와 property를 실제로 묶는 범위를 확인한다. DT의 key와 required policy, 외부 data offset도 같이 본다.

02

중심 객체의 생성과 공개를 나눈다

이 글의 중심 객체는 fit_handle / selected configuration / image_data다. 메모리를 확보한 시점, 필드를 채운 시점, 전역 list나 다른 subsystem에 공개한 시점을 구분한다. 공개 뒤 오류가 발생한다면 목록에서 제거하고 child, buffer, reference를 역순으로 정리하는지 확인한다.

빌드 산출물 관점에서는 최종 부트로더 이미지 안에 해당 symbol과 section이 실제로 포함되었는지도 map과 objdump로 검증한다.

03

주소, 크기와 정렬을 계산한다

부트 코드에서는 주소 계산 오류를 주의해야 한다. 원본과 목적지의 주소 범위, 헤더에 기록된 데이터 크기, 블록·페이지 단위를 표로 정리하고 각 구간의 끝 주소를 계산한다. 끝 주소가 start + size - 1처럼 마지막 바이트를 가리키는지, 구간 바로 다음 주소를 가리키는지는 API 규약에서 확인한다.

04

성공 flag와 실제 완료 시점을 맞춘다

select configuration → verify hashes/signature → load subimages 구간에서는 부분 초기화 상태가 생길 수 있다. flag, list insertion, callback 등록, storage write 완료 중 무엇이 성공의 기준인지 찾는다. hardware write나 DMA가 포함되면 함수 반환과 장치 완료가 같은 시점인지도 확인한다.

다른 CPU, 인터럽트 처리기, USB 완료 콜백, 셸 명령에서도 이 상태를 읽는다면 메모리 접근 순서와 잠금 범위를 함께 확인한다.

05

제어권을 넘기기 전에 확인할 조건을 정리한다

정상 경로는 bootm handoff에서 끝난다. 이 단계가 함수 반환인지, scheduler 전환인지, 다른 image로의 비복귀 분기인지 구분한다. 비복귀 handoff라면 cache clean/invalidate, interrupt disable, 장치 quiesce, argument register와 FDT 또는 image address가 최종 점검 항목이다.

호출한 함수로 돌아오는 경로라면 오류와 일부 처리만 완료된 상태를 구분하는지 확인한다. 이어서 다음 후보를 시도할지, 복구 절차를 실행할지 살펴본다.

구현을 읽을 때 놓치기 쉬운 부분

01

configuration 선택과 cryptographic verification을 묶는다

default 또는 명시 configuration이 참조하는 kernel, FDT, ramdisk를 확정한 뒤 그 조합이 signature 보호 범위에 들어가는지 확인한다. subimage hash만 맞는다고 configuration property가 보호되는 것은 아니다.

public key가 든 control DT의 신뢰와 required policy를 secure boot chain에 포함한다.

02

external data offset을 전체 file 범위에서 검증한다

FIT 내부 property의 offset과 size를 더할 때 overflow를 막고 file/buffer end 안인지 확인한다. hash 대상 byte와 이후 copy/decompress source가 동일해야 한다.

verification 뒤 configuration이나 data pointer를 다시 선택하는 경로가 없는지 본다.

03

오류 뒤 unsigned fallback을 차단한다

key 없음, signature mismatch, hash 오류와 format 오류를 분리하되 secure mode에서는 모두 실행으로 이어지지 않아야 한다. 다른 handler나 raw image fallback이 verification 실패를 우회하지 않는지 bootm 상위 경로까지 추적한다.

configuration과 각 subimage를 개별 변조해 거부 지점을 기록한다.

객체와 수명

대상만들어지는 시점유효 범위확인할 조건
fit_handle / selected configuration / image_dataselect configurationbootm handoff 또는 오류 정리 완료까지진입 전제와 상태 계약
입력 buffer / metadataFIT fileparse와 검증이 끝날 때까지길이, 정렬, 소유권, 변조 가능성
등록된 list / descriptorverify hashes/signature하위 시스템을 종료하거나 다음 이미지에 제어권을 넘길 때까지중복 등록, 해제된 객체를 가리키는 포인터, 오류 후 자원 정리
hardware 또는 persistent state실제 write/probe가 완료된 뒤reset 또는 명시적 해제·갱신까지쓰기 완료, 시간 초과, 전원 차단, 이전 상태 복원
최종 부트로더 이미지link/image 생성 시점다음 stage가 새 image로 교체할 때까지적재 주소, 진입점, 섹션, 헤더의 일치 여부

실패 지점과 증상

#조건관찰되는 증상먼저 볼 단계
01required key 미설정unsigned 허용select configuration
02external data bounds 오류다른 영역 검증verify hashes/signature
03configuration 선택 주입의도하지 않은 imageload subimages

로그가 끊긴 함수뿐 아니라 그 함수에 주소, 크기, 플래그를 전달한 앞 단계도 조사한다. 오류 처리 후 등록된 객체나 하드웨어 설정이 그대로 남아 있는지도 확인한다.

소스 밖에서 확인할 증거

소스에서 파악한 동작을 실제 빌드 결과와 대상 보드의 로그로 확인한다. 아래 명령의 보드 이름과 툴체인 접두사는 사용 중인 빌드 환경에 맞게 바꾼다.

#목적명령 또는 계측판정 기준
01빌드 구성make <board>_defconfig && make V=1Kconfig, linker section과 최종 barebox image 생성 명령을 보관한다.
02symbol과 section${CROSS_COMPILE}nm -n barebox | grep 'static int do_bootm_fit'initcall, command, driver descriptor가 image에 남았는지 확인한다.
03주소와 resourceiomemimage, malloc, stack, device resource와 reserved 영역의 겹침을 확인한다.
04device 상태devinfo; drvinfo; of_dumpDT node 생성, device 등록, driver probe를 서로 구분한다.
05boot 정책boot -d -v; state -dentry 탐색 결과와 persistent state가 실제 선택에 미친 영향을 확인한다.

직접 확인할 실험

  1. 01
    fit_check_sign 또는 bootm verbose 결과 확인

    select configuration 진입 전후에 FIT configuration의 주소·크기·반환값과 timestamp를 함께 남긴다.

  2. 02
    subimage 한 byte 변경 후 거부 확인

    verify hashes/signature 진입 전후에 subimages의 주소·크기·반환값과 timestamp를 함께 남긴다.

  3. 03
    여러 configuration에서 default/explicit 선택 비교

    load subimages 진입 전후에 public key의 주소·크기·반환값과 timestamp를 함께 남긴다.

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