ルート化（Android）

ルート化^[1]とは、 Androidデバイスのユーザーが、通常はスマートフォンやタブレットなどのデバイスのさまざまなサブシステムに対する特権制御（ルートアクセスと呼ばれる）を取得できるプロセスです。AndroidはLinuxカーネルの修正バージョンに基づいているため、Androidデバイスをルート化すると、 LinuxやFreeBSD、macOSなどの他のUnix系オペレーティングシステムと同様の管理者（スーパーユーザー）権限へのアクセスが与えられます。

ルート化は、通信事業者やハードウェア製造元が一部のデバイスに課している制限を克服するためによく行われます。したがって、ルート化により、システム アプリケーションや設定の変更や置き換え、管理者レベルの権限を必要とする特殊なアプリケーション(「アプリ」) の実行、または通常のAndroid ユーザーがアクセスできないその他の操作の実行が可能になります。一部のデバイスでは、ルート化によってデバイスのオペレーティング システムを完全に削除して置き換えることも可能になり、通常は現在のオペレーティング システムのより新しいリリースに置き換えることができます。

ルートアクセスは、Apple iOSオペレーティングシステムを実行しているデバイスのジェイルブレイクと比較されることがあります。ただし、これらは異なる概念です。ジェイルブレイクは、オペレーティングシステムの変更（「ロックされたブートローダー」によって強制）、サイドローディングによる非公式（App Storeで入手できない）アプリケーションのインストール、ユーザーに管理者レベルの権限の昇格を付与すること（ルート化）など、エンドユーザーに対するAppleのいくつかの種類の禁止事項を回避することです。HTC 、Sony、OnePlus、Asus、Xiaomi、Googleなどの多くのベンダーは、デバイスのロックを解除し、オペレーティングシステムを完全に置き換える機能を明示的に提供しています。[ ^{1] [2] [3] [4]同様に、アプリケーションのサイドロード機能は、通常、ルート権限のないAndroidデバイスで許可されています。したがって、} Androidのルート化と最も直接的に相関するのは、主にiOSジェイルブレイクの3番目の側面（ユーザーに管理者権限を付与すること）です。

ルート化は、 SIMロック解除やブートローダーロック解除とは異なります。前者は携帯電話のSIMカードロックを解除することを可能にし、後者は携帯電話のブートパーティションを書き換えることを可能にします（たとえば、オペレーティングシステムをインストールまたは置き換えるため）。^[5]

ルート化により、ユーザーがインストールしたすべてのアプリケーションは、標準構成のデバイスでは通常使用できない特権コマンドを実行できるようになります。システム ファイルの変更や削除、プリインストールされたアプリケーションの削除、ハードウェア自体への低レベル アクセス (再起動、ステータス ライトの制御、タッチ入力の再調整) など、より高度で潜在的に危険な操作にはルート化が必要です。通常のルート化インストールでは、スーパーユーザー アプリケーションもインストールされます。このアプリケーションは、権限を付与する前にユーザーに承認を求めることで、ルート権限またはスーパーユーザー権限を付与されたアプリケーションを監視します。インストールされているオペレーティング システムを削除または置き換えるには、デバイスのブートローダー検証のロックを解除する 2 番目の操作が必要です。

iOSのジェイルブレイクとは対照的に、Google Playストア外で配布されたアプリケーション（サイドローディングと呼ばれることもある）を実行するためにルート化は不要である。Android OSは、設定メニューの「提供元不明のアプリケーション」オプションとAndroid Debug Bridgeの2つの方法でこの機能をネイティブにサポートしている。しかし、AT&Tを含む一部の米国の通信事業者は、ファームウェアでPlayストアにないアプリケーションのインストールを禁止しているが、^[6] Samsung Infuse 4Gなど、いくつかのデバイスはこの規則の対象ではない。^[7] AT&Tは2011年半ばまでにほとんどのデバイスで制限を解除した。^[8]

2011年現在^{[アップデート]}、Amazon Kindle FireはGoogle PlayではなくAmazon Appstoreをデフォルトとしていますが、他のほとんどのAndroidデバイスと同様に、Kindle Fireは不明なソースからのアプリケーションのサイドローディングを許可しており、^[9] Amazon Appstoreの「簡単インストーラ」アプリケーションを使用すると簡単にサイドローディングできます。Androidデバイスの他のベンダーは、将来的に他のソースに目を向ける可能性があります。代替アプリにアクセスするにはルート化が必要な場合がありますが、ルート化は必ずしも必要ではありません。

ルート化の利点には、デバイスの外観、感触、動作を完全に制御できることが含まれます。スーパーユーザーはデバイスのシステムファイルにアクセスできるため、オペレーティングシステムのあらゆる側面をカスタマイズできますが、唯一の制限はコーディングの専門知識のレベルです。^[10] ルート化されたデバイスのすぐに期待できる利点は次のとおりです。^{[11] [12]}

• テーマ設定をサポートしており、バッテリー ステータス インジケーターの色や種類から、デバイスの起動中に表示される起動アニメーション、ステータス バー、コントロール メニュー、仮想オンスクリーン ナビゲーション ボタンなど、すべてを視覚的に変更できます。
• カーネルを完全に制御し、たとえばCPU と GPU のオーバークロックやアンダークロックが可能になります。
• アプリケーションの完全なバックアップ、復元、またはバッチ編集機能、または一部の携帯電話にプリインストールされているブロートウェアを削除する機能を含む、完全なアプリケーション制御。
• サードパーティのアプリケーションを使用したカスタム自動化システムレベルプロセス。^[13]
• ルート化されたデバイスでの追加レベルの制御やルートアクセスの管理を可能にするソフトウェア (Xposed、Magisk、SuperSU、BusyBoxなど) をインストールする機能。
• スタンドアロンでもAndroid Debug Bridge経由でも、より多くのUnix シェルコマンドにアクセスできます。
• スコープ付きストレージなどのベンダーやGoogleによる制限を回避する機能。これによりファイルシステムへのアクセスや、ファイルマネージャなどの既存のサードパーティ製モバイルアプリケーションとの互換性が損なわれる。^[14]
• 拡張されたタスク管理能力^[15]
  • メディアスキャナやカメラサーバなどの動作不良や応答しないシステムタスクを手動で終了する機能。^[16]
• ユーザーデータを削除するアンインストールを行わずに、アプリケーションを直接ダウングレードする機能。アップデートによって互換性が損なわれたり、便利な機能が削除されたりした場合は、ダウングレードが望ましい場合があります。 ^[17]
• バッテリー充電電流を制御する機能。画面がオンのときにオペレーティングシステムによって課せられる技術的に不要なスロットリングを削除できます。一方、バッテリー寿命を延ばすために電流の削減が望まれる場合があります。APIはベンダーごとに異なる場合があります。たとえば、Samsung Galaxyデバイスでは、/sys/devices/platform/sec-battery/power_supply/battery/siop_level システムファイルに値を適用することでこれが行われ、100は技術的にサポートされている最高の充電レートを表します。^{[18] [a]}
• 充電容量を制限してバッテリーの消耗を抑える機能。^[19]

ルート化の欠点は次のとおりです。

• サムスンやモトローラなどの特定のブランドでは、ルート化すると保証が無効になる場合があります。^[20]

• ルート化を誤って使用すると、ソフトウェアまたはハードウェアの安定性に問題が生じる可能性があります。問題が純粋にソフトウェアベースのものである場合は、携帯電話のルート化を解除すると、多くの場合これらの問題を解決できます。

• Huawei ^[21]やVerizon ^[22]が販売するブランドを含む特定のデバイスには、デバイスのオペレーティングシステムバージョンに権限昇格の脆弱性が見つからない限り、簡単にルート化できない機能があります。
• Android SafetyNet APIがトリップしているため、一部のアプリは動作しないか、Playストアに表示されません。^[23]

ルート化により、ユーザーは電話への特権アクセスを取得できます。ただし、新しい OS (カスタム ファームウェアまたはカスタム ROM) やリカバリ イメージをインストールすることはできません。また、特定のキャリアにロックされている電話を別のキャリアで使用することもできません。関連する操作により、これらが可能になります。

ブートローダーのロック解除は、デバイスをルート化するための最初のステップとして使用されることがありますが、デバイスのルート化とは異なります。^[24]ほとんどのデバイスにはロックされたブートローダーが付属しており、デバイスをルート化したりカスタムROMを使用したりするときにフラッシュされることが多い新しいブートイメージをユーザーがインストールするのを防ぎます。^[25]ブートローダーはデバイスの起動時に実行され、携帯電話にオペレーティングシステムをロードする役割を担っています。^[26]一般的に、電話システム情報が改ざんされておらず、本物であることを確認する役割を担っています。それでも、ブートローダーのロックを解除するとカスタムROMをインストールできるため、この操作を実行する人は依然としています。^[27]

これを行うための最初のステップは、一般的にOEMロック解除を設定し、^[28]製造元の特定の指示に従うことです。^[24]すべてのデバイスがブートローダーロック解除できるわけではなく、一部のデバイスは、ソフトウェアロックを解除するために通常特権昇格バグを必要とするエクスプロイトでのみロック解除できます。これには、ほとんどのLG V20モデルとVerizonが販売するGoogle Pixelデバイスが含まれます。^{[29] [30]}

ブートローダーのロックを解除するプロセスには、工場出荷時の状態にリセットし、すべてのユーザーデータ、サードパーティのアプリケーション、および構成を消去することが含まれる場合があります。^{[31] [32]}

SIMロック解除により、特定のキャリアにロックされている携帯電話を別のキャリアで使用できるようになります。手順はデバイスやキャリアによって異なりますが、まずキャリアに携帯電話のロック解除を依頼するか、オンラインでロック解除コードを購入することで実行できます。^[33]

ルート化方法には、コマンド プロンプトとAndroid Debug Bridge (ADB とも呼ばれる)と呼ばれる開発インターフェースを使用するものもあれば、デバイスの既存の脆弱性を利用するものもあります。同様のモデルのデバイスには多くの変更が加えられていることが多いため、あるデバイス用のルート化方法を別のデバイスに使用すると、デバイスが 機能しなくなる可能性があります。

「システムレス ルート」は、基盤となるデバイス ファイル システムが変更されないルート化の変種です。システムレス ルートは、デバイスのシステムパーティションを変更せずにルート アクセスを取得するためにさまざまな手法を使用します。一部のルート アプリケーションには「非表示」機能が含まれている場合があります。これは、ルート化の効果と結果を隠そうとする試みで、多くの場合、特定のアプリケーションをルート用にホワイトリストに登録したり、影響を受けるファイルへのアクセスをブロックしたりします。^[34]システムレス ルート化の利点は、SafetyNetのソフトウェア ベースのバージョンをトリガーしないことです。SafetyNet は、システム ファイルの変更を監視する Android の機能で、Google Pay などのアプリケーションによって、ルート化などによってデバイスが改ざんされたかどうかを検出するために使用されています。ただし、ハードウェア ベースの SafetyNet バージョンは、システムレス ルート化によってトリガーされる可能性があり、Google Mobile Services (GMS)なしで出荷されたルート化されていないデバイスでもトリガーされる可能性があります。^{[35] [36] [37] [38] [39]}

セキュリティ上の脆弱性による「ソフトルート化」とバイナリ実行ファイルのフラッシュによる「ハードルート化」の違いは、エクスプロイトごとに、またメーカーごとに異なります。ソフトルート化を行うには、デバイスが権限昇格に対して脆弱であるか、実行バイナリを置き換える必要があります。ハードルート化はメーカーによってサポートされており、通常はメーカーが許可したデバイスに対してのみ公開されます。^[40]携帯電話がソフトルート化できる場合、本質的にマルウェアに対しても脆弱です。^[40]su

ルート化のプロセスは、メーカーやデバイスによって大きく異なりますが、デバイスのファームウェア（つまり、インストールされているAndroid OSのバージョン）の1つ以上のセキュリティバグを悪用することもあります。 ^{[40]エクスプロイトが発見されると、ファームウェア更新の}デジタル署名チェック をスキップするカスタムリカバリイメージをフラッシュできます。次に、通常、アプリをルートとして実行するために必要なユーティリティを含む、変更されたファームウェア更新をインストールできます。たとえば、バイナリsu（Superuser ^[41]またはSuperSUアプリケーション^{[42]とペアになっているオープンソースのバイナリなど）を現在のプロセスの}PATH（例：/system/xbin/）内の場所にコピーし、chmodコマンドで実行権限を付与できます。その後、SuperuserやSuperSUなどのサードパーティのスーパーバイザーアプリケーションが、他のアプリケーションからの昇格された権限要求を規制および記録できます。一般的なAndroidデバイス向けに、ルート化プロセスを迅速かつ簡単に行うためのガイド、チュートリアル、自動プロセスが多数存在します。

デバイスのルート化のプロセスは単純または複雑で、偶然の一致に左右されることもあります。たとえば、HTC Dream (HTC G1) の発売直後、キーボードで入力したものはすべて特権 (ルート) シェルのコマンドとして解釈されることが判明しました。Google はすぐにパッチをリリースしてこれを修正しましたが、古いファームウェアの署名済みイメージが流出し、ユーザーはダウングレードして元のエクスプロイトを使用してルート アクセスを取得できるようになりました。インストール可能なアプリにより、2010 年代初頭のサムスン スマートフォンの一部で即時ルート アクセスのロックを解除できました。これは「ワンクリック ルート化」とも呼ばれています。^[43]

セキュリティ研究者のグラント・ヘルナンデスは、AndroidのIPCフレームワークであるBinderで、ルート権限を取得するための解放後使用の脆弱性を悪用する方法を実証しました。^[44] CVE-2019-2215のタグが付けられたこの脆弱性は、NSOグループによって販売されたとされています。^[45]

Xiaomi、OnePlus、Motorolaなどのメーカーは、ブートローダーのロック解除を公式にサポートしており、脆弱性を悪用せずにルート化できるようにしています。^[46]ただし、サポートは特定の携帯電話に限定される場合があります。たとえば、LGは、特定の携帯電話モデルのみにブートローダーロック解除ツールをリリースしました。^{[47]また、LG [48]}やHuaweiの場合のように、メーカーがブートローダーロック解除のサポートを中止する可能性もあります。^[49]

Google NexusおよびPixelシリーズのデバイスは、ブートローダーモードの状態でデバイスをコンピューターに接続し、古いデバイスの場合はコマンドを使用してFastbootプロトコルを実行するだけで、ブートローダーのロックを解除できます[ 50 ] ^。新しいデバイスの場合は^[51] 。警告を受け入れるとブートローダーがロック解除されるため、エクスプロイトを必要とせずに新しいシステムイメージを直接フラッシュに書き込むことができます。さらに、Verizonなどの特定のキャリアで販売されているPixelスマートフォンではブートローダーのロック解除が許可されていません^{[52] 。一方、} T-Mobileなどの他のキャリアでは、ブートローダーのロックを解除する前に電話の支払いを済ませ、SIMロックを解除する必要があります^{[53] 。}fastboot oem unlockfastboot flashing unlock

過去には、多くのメーカーがより精巧な保護機能を備えたルート化不可能な携帯電話（Droid Xなど）を作ろうとしましたが、結局は脆弱性が発見されるのが普通です。新しい携帯電話や古い携帯電話では、ルート化の脆弱性が利用できない場合があります。^[54]

2010年まで、タブレットやスマートフォンのメーカー、そして携帯電話キャリアは、主にサードパーティのファームウェア開発をサポートしていませんでした。メーカーは、非公式のソフトウェアを実行しているデバイスが適切に機能しないことや、関連するサポートコストについて懸念を表明していました。 ^{[55]さらに、} OmniROMやCyanogenModなどのファームウェアは、テザリングなど、キャリアが通常は追加料金を請求する機能を提供する場合があります。そのため、ブートローダーのロックやルート権限へのアクセス制限などの技術的な障害が、多くのデバイスで一般的に導入されています。たとえば、2011年12月下旬、Barnes & NobleとAmazon.com, Inc.は、 Nook Tabletsには1.4.1 、Kindle Firesには6.2.1の自動無線ファームウェアアップデートの配信を開始しましたが、これにより、デバイスのルートアクセスを取得する1つの方法が削除されました。Nook Tablet 1.4.1アップデートでは、公式のBarnes & Nobleアプリストア以外のソースからアプリをサイドロードする機能も削除されました（改造なし）。^{[56] [57]}

しかし、2009年後半から2010年初頭にかけてコミュニティ開発のソフトウェアが人気を集め始め、^{[58] [59]}著作権局と米国議会図書館が「ジェイルブレイク」されたモバイルデバイスの使用を許可する声明を出したことを受けて、^{[60] [61]メーカーや通信事業者はCyanogenModやその他の非公式ファームウェア}配布に関する立場を軟化させました。HTC、 ^[62] サムスン、^[63] モトローラ^[64]ソニー^[65]などのメーカーは積極的にサポートを提供し、開発を奨励しています。

2011年、NexusやPixelシリーズの携帯電話と同様に、アンロックされた、またはアンロック可能なブートローダーを搭載したデバイスが出荷される数が増えるにつれて、非公式のファームウェアをインストールするためにハードウェア制限を回避する必要性は減少しました。デバイスメーカーのHTCは、すべての新しいデバイスのブートローダーをアンロック可能にすることで、アフターマーケットソフトウェア開発者をサポートすると発表しました。^{[55]しかし、} Verizonや最近ではAT&Tなどの通信事業者は、 OEMがアンロックされたブートローダーを搭載した小売デバイスをリリースすることを継続的にブロックし、代わりに補助金なしで契約なしでのみ販売される「開発者エディション」デバイスを選択しました。これらは実際にはNexusデバイスに似ていますが、プレミアムで契約割引はありません。最近では、2019年以降、AT&Tは、デバイスの支払いが完了しSIMロックが解除されると、Pixelデバイスにアンロック可能なブートローダーを搭載することを許可しました。^[66]

2014年にサムスンは、システムファイルとブートファイルが変更されていないかを確認するKnoxと呼ばれるセキュリティ機能をリリースしました。カスタムファームウェアがフラッシュされた場合、eFuseは0x1に設定され、保証は永久に無効になり、 Samsung PayなどのKnox対応機能が無効になります。^[67]さらに、一部のSamsungデバイス、つまり2015年以降に北米でリリースされたSamsungの携帯電話とタブレットには、カスタムソフトウェアをフラッシュする機能がありません（セルラーモデムのないデバイスは例外です）。 ^{[68]ただし、古い}One UIバージョンを実行している一部の影響を受けるデバイスでブートローダーのロックを解除できるエクスプロイトがあります。^[69]

国際条約は、ルート化に影響を及ぼす法律の制定に影響を与えてきた。1996年の世界知的所有権機関（WIPO）著作権条約は、条約締約国にデジタル著作権管理（DRM）の回避を禁止する法律を制定することを義務付けている。米国での実施はデジタルミレニアム著作権法（DMCA）であり、ルート化など著作権を侵害しない目的のための免除を確立するプロセスが含まれている。2001年の欧州著作権指令は、欧州で条約を実施し、欧州連合加盟国に技術的保護手段に対する法的保護を実施することを義務付けた。著作権指令には、代替ソフトウェアを実行するなど、著作権を侵害しない目的でこれらの手段を破ることを許可する例外が含まれているが、^[70]加盟国によって指令の実施状況は異なる。

2010年、エレクトロニック・フロンティア・オーストラリアは、オーストラリアでルート化が合法かどうかは不明であり、回避行為防止法が適用される可能性があると述べた。^{[71]これらの法律は}、2006年の著作権改正法によって強化された。

2012年11月、カナダは著作権法を改正し、ソフトウェアの相互運用性などの例外を除き、デジタルロックの改ざんを禁止する新しい条項を追加しました。^[72]代替ソフトウェアを実行するためにデバイスをルート化することは、ソフトウェアの相互運用性を目的としてデジタルロックを回避する方法の1つです。

2008年から2011年にかけて、デジタルロックの改ざんを禁止するために著作権法を改正する取り組み（法案C-60、法案C-61、法案C-32）がいくつか行われ、より制限的なC-11の当初の提案もありましたが、^[73]これらの法案は棚上げされました。2011年、カナダの著作権学者マイケル・ガイストは、iPhoneのジェイルブレイクは著作権に関連しない活動であり、過度に広範な著作権法改正によって禁止される可能性があると述べました。^[74]

フリーソフトウェア財団ヨーロッパは、あらゆるデバイスをルート化またはフラッシュすることは合法であると主張している。欧州指令1999/44/ECによれば、元のオペレーティングシステムを別のものに交換しても、販売者が改造が欠陥の原因であることを証明しない限り、デバイスのハードウェアを2年間カバーする法定保証は無効にならない。^[75]

2003年著作権および関連する権利に関する規則では、相互運用性の目的でDRM保護手段を回避することは合法とされているが、著作権侵害は合法ではない。ルート化は同法でカバーされる回避の一形態かもしれないが、裁判では検証されていない。^{[70] [76]}競争法も関係している可能性がある。^[77]

インドの著作権法は、著作権を侵害しない目的でDRMを回避することを許可している。^{[78] [79]} インド議会は2010年にこのDRM条項を含む法案を提出し、2012年に著作権（改正）法案2012として可決した。^[80]インドはDRM回避を禁止する法律を義務付けるWIPO著作権条約の署名国ではないが、米国の特別301条報告書「優先監視リスト」に掲載されたことで、WIPO条約に沿ったより厳格な著作権法の策定への圧力がかかった。^{[78] [79]}

ニュージーランドの著作権法では、合法的で著作権を侵害しない目的で使用する限り、技術的保護手段（TPM）の回避が認められている。^{[81] [82]この法律は}、2008年の著作権（新技術）改正法の一部として1994年の著作権法に追加されました。

相互運用性を提供し、著作権を回避しないために行われるルート化はシンガポールでは合法かもしれないが、法廷で検証されたことはない。^[83]

消費者の選択と無線競争のロック解除法は、消費者が自分の携帯電話のロックを解除したり、他の人にロックを解除させたりできることを保証している。デジタルミレニアム著作権法（DMCA）の下では、例外を除き、米国ではルート化は違法であった。米国著作権局は「少なくとも2015年まで」この法律の例外を認めた。^[84]

2010年、電子フロンティア財団の要請に応えて、米国著作権局はルート化を許可するDMCAの例外を明示的に認めた。^{[85] [86]} 議会図書館は2010年7月26日の判決で、ルート化はデジタルロックの回避に関するDMCA規則の適用除外であると確認した。DMCAの免除は3年ごとに見直し、更新しなければ失効する。

2012年10月28日、米国著作権局は免除ポリシーを更新した。スマートフォンのルート化は、「電話機のコンピュータプログラムと[合法的に取得したソフトウェア]アプリケーションの相互運用性を可能にすることのみを目的として迂回が行われる場合」、引き続き合法である。しかし、米国著作権局は、「タブレット」という用語は広範かつ明確に定義されておらず、この種のデバイスを免除すると意図しない副作用が生じる可能性があるとして、この免除をタブレットに拡大することを拒否した。^{[87] [88] [89]}著作権局はまた、非公式にロックを解除して未承認の通信事業者で使用することに対する2010年の免除を更新したが、この免除は2013年1月26日以前に購入された電話に限定された。^[88]

コロンビア大学ロースクールの教授ティム・ウーは2007年に、ジェイルブレイクは「合法かつ倫理的で、単純に楽しい」と主張した。^{[90]ウーは、2006年に}議会図書館が個人的なロック解除について発行した明示的な免除を引用し、ロックは「無線通信事業者が加入者が他の通信事業者に乗り換える能力を制限するために使用されており、著作権で保護されている利益とはまったく関係のないビジネス上の決定である」ため、DMCAには関係ないと述べている。^[91]ウーは、この免除が、他人がデバイスのロックを解除するのを手助けしたり、そうするためにソフトウェアで「トラフィック」したりする人には適用されると主張しなかった。 ^[90] 2010年と2012年に、米国著作権局は、ユーザーが合法的にデバイスをルート化できるようにするDMCAの免除を承認した。^[92]ルート化を防止したり、ルート化された電話が機能しないようにするための技術的な対策を講じることは依然として可能である。^[93] また、ルート化を容易にするツールを売買することが合法であるかどうかも不明である。^[93]

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