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『Android Internals』Vol. 1. 이 책은 세계에서 인기 있는 모바일 운영체제의 내부 동작을 문서화한 첫 번째 책이다. 장황한 코드를 직접 살펴보지 않고, 상세한 도표와 주석, 직접 해보는 실험을 통해 안드로이드의 다양한 컴포넌트의 흐름과 로직을 쉽게 설명한다.

★ 요약 ★

안드로이드의 기반인 리눅스 시스템 및 구성 요소, 그리고 안드로이드 가상 머신을 소스 레벨에서 설명하고 있기 때문에 안드로이드의 내부 동작 모습을 깊이 살펴보거나 안드로이드를 디바이스에 포팅하고자 하는 사람 및 안드로이드 보안에 관심이 있는 모든 사람에게 많은 도움이 될 것이다.

★ 이 책에서 다루는 내용 ★

■ 파티션 및 파일시스템
■ 부트 프로세스
■ Init 및 Init 설정 파일
■ /system/bin의 네이티브 데몬
■ 프레임워크 서비스 아키텍처와 servicemanager
■ 리눅스 인터페이스를 통한 모니터링
■ 보안

★ 이 책의 구성 ★

1장에서는 운영체제를 소개한다. OS 버전별로(지금은 사용되지 않는 프로요(Froyo)부터 L 버전까지) 개선된 내용을 살펴본다. 또한 고수준의 관점에서 아키텍처를 설명하고, 안드로이드 스택의 각 레이어들을 알아보면서 리눅스의 토대를 살펴본다. 그런 다음 구글과 다른 벤더(예를 들면, 아마존 FireOS)의 안드로이드 변형 제품을 살펴보고, 향후의 방향과 몇 가지 논의에 대한 결론을 내린다.

2장에서는 좀 더 기술적으로 들어간다. 특히 안드로이드 파티션과 파일시스템을 다룬다. 안드로이드에서 사용되는 파티셔닝 스키마(불행하게도 표준화되어 있지 않다)와 파일시스템(Ext4와 F2FS)을 살펴본다. 다음으로 특정 시스템 디렉터리나 파일이 포함되어 있는지 알아내고자 할 때 유용한 ‘파일시스템 내용을 탐색하는 방법’을 알아본다. 그리고 포렌식을 수행할 경우에 편리하게 이용할 수 있는 내장 앱 데이터 디렉터리를 살펴본다. 또한 이 장에서는 안드로이드의 ‘보호된 파일시스템(OBB와 ASEC)’을 다룬다. 물론 루팅된 디바이스에서는 이 파일시스템이 보호되지 않는다. 마지막으로 리눅스의 가상(pseudo) 파일시스템인 cgroupfs, debugfs, procfs, sysfs 등을 설명한다.

3장은 이전에 배운 내용을 토대로 한다. 특히 파티션을 주로 다루면서 안드로이드 부트 프로세스 내에서의 파티션 역할에 대해 설명한다. 또한 안드로이드 부트 이미지(일부에서는 ‘ROM’이라는 용어로 사용되는데, 이는 틀리다)에 대해 설명하고, 디바이스 부트 파티션으로 전송하는 방법을 알아본다. 이 밖에 기본 안드로이드 부트 로더를 설명하고(좀 더 깊이 있는 내용은 이 책과 관련된 웹사이트에서 찾아볼 수 있다) 부트 이미지의 다른 컴포넌트(커널, 디바이스 트리 및 initramfs)를 상세하게 설명한다. 그리고 실험을 통해 이 컴포넌트들을 풀거나, 커스터마이즈하거나, 다시 묶는 방법을 설명한다(부트로더는 언록되어 있다고 가정한다). 또한 OTA 업데이트를 통해 이미지를 전송하는 방법과 백업 및 복구 프로세스 및 셧다운 프로세스에 대해서도 살펴본다.

4장에서는 하나의 프로세스(/init)에 대해서만 살펴본다. 이 프로세스는 UN*X에서와 같이 유저 모드에서 시스템을 시작할 책임이 있다. /init.rc 파일 구문을 자세히 살펴보면서 시동 프로세스를 자세히 설명한다. 또한 시스템 속성 관리 및 하드웨어 변경 내역 감시(ueventd)와 같은 /init의 다른 역할을 자세히 설명한다.

5장에서는 네이티브 서비스에 대해 논의한다. 예를 들어 네이티브 서비스는 /init.rc에 나와 있고, 리눅스 바이너리로 적재된다(system_server 내의 스레드로 적재되는 달빅-레벨 프레임워크와 대비된다. 달빅-레벨 프레임워크는 2권에서 다룬다). 또한 이번 장에서는 디바이스에서 볼 수 있는 모든 데몬에 대한 참조를 다룬다.

6장에서는 안드로이드에서 모든 프레임워크의 기반 역할을 하는 servicemanager 및 system_service 프로세스를 설명하면서 안드로이드 프레임워크 서비스 아키텍처에 대해 다룬다. 이번 장에서는 바인더에 대해 설명하지만, 대부분의 내용은 2권에서 살펴볼 것이다. 하지만 독자들이 안드로이드 인터널 커뮤니케이션과 리모트 프로시저 호출이 동작하는 방식에 대한 충분한 통찰력을 얻을 수 있도록 충분히 설명한다.

7장에서는 리눅스의 관점에서 안드로이드를 바라본다. 즉, 리눅스 레벨의 도구와 /proc 파일시스템을 통해 안드로이드 시스템 프로세스와 앱을 살펴본다. 또한 네이티브 레벨에 디버깅하기 위한 리눅스 시스템의 거의 모든 기술을 다룬다.

마지막 장인 8장에서는 보안에 대해 논의한다. 이 장은 미리보기용으로 만들었다(원래는 이 책을 21장으로 구성된 한 권의 책으로 만들려고 했다). 여기서는 리눅스 레벨과 프레임워크 레벨에서의 보안 기능에 대해 자세히 알아본다. 또한 ’승인’된 방법 및 뜻밖의 방법으로 안드로이드 디바이스를 루팅하는 방법을 살펴본다

★ 옮긴이의 말 ★

2003년 시작된 안드로이드는 이제 스마트폰 사용 인구의 82%가 사용하는 대중적인 모바일 OS로 발전했다. 스마트폰 이외에도 셋톱 박스 등 다양한 디바이스에 포팅된 안드로이드를 더하면 이 비율이 더욱 높아진다. 안드로이드 OS 시장이 커짐에 따라 안드로이드를 해킹하는 기법도 교묘해지고 있다. 오픈소스인 안드로이드는 누구나 쉽게 소스에 접근할 수 있기 때문에 보안을 위협하는 해킹도 다양하게 시도되고 있다. 안드로이드는 리눅스 OS를 기반으로 하기 때문에 리눅스 OS와 안드로이드 가상 머신의 해킹 기법이 모두 적용될 수 있다. 또한 안드로이드는 오픈소스기 때문에 소스를 자세히 살펴보면 누구나 디바이스에 포팅할 수 있고 이를 해킹할 수도 있다. 이 책은 안드로이드 기반인 리눅스 시스템 및 구성 요소와 안드로이드 가상 머신을 소스 레벨에서 설명한다. 주로 안드로이드 기반 시스템을 좀 더 깊이 공부하고자 하는 사람들에게 적합하다. 다시 말해 리눅스 OS와 자바 및 안드로이드 가상 머신에 대한 기본 지식이 있는 사람들을 대상으로 하는 책이다. 저자는 이 책을 약 3권의 시리즈로 출판할 계획이라고 한다. 그 첫 번째인 이 책은 안드로이드 운영체제의 디자인, 파일시스템의 구조, 부트 순서 및 네이티브 서비스와 함께 안드로이드 동작에 영향을 미치는 리눅스 및 관련 내용에 대해 살펴본다. 2권과 3권에서는 프로그래머 관점에서 안드로이드 프레임워크 구조를 소스 코드 레벨에서 살펴본다. 이 책의 내용은 최신 안드로이드 N 업데이트가 반영돼 있다.

1. 안드로이드 아키텍처의 진화 __안드로이드 버전의 이력
____프로요
____진저브레드
____허니콤
____아이스크림 샌드위치
____젤리빈
____키켓
____롤리팝 ____마시멜로
__안드로이드 대 리눅스 ____리눅스의 또 다른 배포판이 아니다
____그러고 나서 안드로이드가 왔다
____리눅스와의 공통점과 차이점
____안드로이드 프레임워크
____달빅 가상 머신
____JNI
____네이티브 라이브러리
____바이오닉(Bionic)
____안드로이드 네이티브 라이브러리
____외부 네이티브 라이브러리
____하드웨어 추상화 레이어
____리눅스 커널
__안드로이드 파생물
____구글에서 만든 파생물
____구글이 아닌 곳에서 만든 파생물
__생각해보기
____64비트 호환성
____안드로이드 런타임(ART)
____분할-화면
____데스크톱 OS로서의 안드로이드
____안드로이드와 프로젝트 아라
____브릴로
__요약
__참조 2. 안드로이드 파티션 및 파일시스템
__파티셔닝 스키마
____별도의 파티션에 대한 필요성
____GUID 파티션 테이블
____플래시 저장 시스템
____파일시스템
____안드로이드 디바이스 파티션
__안드로이드 파일시스템 콘텐츠
____루트 파일시스템
____/system
____/system/bin
____/system/xbin
____/system/lib[64] ____/system/etc
____/data
____/data/data
____/data/misc
____/data/system
____/cache
____/vendor
____SD 카드
__보호된 파일시스템
____OBB
____ASec
__리눅스 가상 파일시스템 ____cgroupfs
____debugfs
____functionfs(/dev/usb-ffs/adb) ____procfs(/proc)
____pstore(/sys/fs/pstore)
____SELinuxfs(/sys/fs/selinux)
____sysfs(/sys)
__요약
__참조 3. 안드로이드 부팅, 백업 및 복구
__안드로이드 이미지
____부트로더
____부트로더 이미지 ____부트로더 잠금
____부트 이미지
____커널
____디바이스 트리(ARM) ____램디스크
____시스템 및 데이터 파티션
__부트 프로세스
____펌웨어 부트
____커널 부트
__종료 및 재부팅
__안드로이드 백업 및 복구 ____커맨드 라인 도구
____로컬 백업
____백업 동작 모니터링
__시스템 복구 및 업데이트
____OTA 업데이트
____OTA 업데이트 프로세스
____이미지 커스터마이징
____이미지 변경을 위한 리소스
__요약
__참조
4. init
__init의 역할과 책임 ____시스템 프로퍼티
____.rc 파일
____종합: init의 흐름
__Init 및 USB __init의 다른 역할
____ueventd
____watchdogd __요약
__이번 장에서 설명한 파일들 5. 안드로이드 데몬
__핵심 서비스 ____adbd
____healthd
____lmkd?(안드로이드 L)
____logd(안드로이드 L)
____vold
__네트워크 서비스
____netd
____mdnsd
____mtpd
____racoon
____rild
__그래픽 및 미디어 서비스
____부트애니메이션
____mediaserver
____drmserver
__다른 서비스들
____installd
____Commands
____키스토어
____debuggerd[64] ____sdcard
____자이고트[64]
__요약
__이번 장에서 설명한 파일들
__참조 6. 프레임워크 서비스 아키텍처
__서비스 매니저 다시 살펴보기
__서비스 호출 패턴
____장단점들
____직렬화와 AIDL(Android Interface Definition Language)
__바인더(Binder)
____짧은 역사
____그러면 정확하게 바인더는 무엇일까?
____바인더 사용하기
____바인더 추적하기
__system_server
____시작 및 흐름
____시작 동작 변경하기
__요약 __이번 장에서 사용된 파일
__참조

7. 리눅스 렌즈를 이용해 안드로이드 살펴보기
__/proc, revisited
____심링크: cwd, exe, root
____fdinfo
____status
____pid, tid, tgid 및 ppid 정리하기
__스레드 상태 및 컨텍스트 스위칭
__사용자 모드 메모리 관리
____가상 메모리 분류 및 생명주기
____메모리 메트릭
____아웃 오브 메모리 조건
__시스템 호출 추적하기
____toolbox ps 툴
____wchan 및 syscall
____strace 툴
__요약
__이번 장에서 사용된 참조 및 설명한 파일

8. 안드로이드 보안
__모바일 보안 위협 모델링
____공격 경로
____로드맵
__리눅스 레벨의 보안
____리눅스 퍼미션
____리눅스 케이퍼빌리티
____SELinux
____주목할 만한 다른 특징들
__달빅 레벨의 보안
____달빅 레벨 퍼미션
____달빅 코드 서명
__사용자 레벨 보안
____잠금 화면
____멀티-유저 지원
__키 매니지먼트
____인증서 관리
____비밀 및 개인 키 관리
__스토리지 보안
____/data 암호화
____시큐어 부트
__안드로이드 루팅
____루트로 부트하기
____취약점을 악용해 루팅하기
__요약
__참조