国产平台之T507 开发板Android 安全策略漫谈

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        硬件平台：飞凌嵌入式 OKT507-C开发板
        操作系统：Android10.0

                            飞凌嵌入式 T507 开发板 Android系统版本为Android10.0，默认开启了SELinux。基于MAC访问控制模型的SElinux，可以更好地保护我们的Android系统， 比如限制系统服务的访问权限、控制应用对数据和系统日志的访问等措施，这样就降低了恶意软件的影响，并且可以防止因代码存在的缺陷而产生的对系统安全的影响。
/ U% {" [! Z" O$ b* \) U5 r        从系统安全方面考虑，SELinux是保护神，但是从软件开发方面，SELinux就是一道牵绊，这是一把双刃剑。
0 N5 r! S" C( C8 P7 _# h: _& i                               
        比如我们开发应用或者增加系统服务的某些权限的时候，我们必须遵循SELinux的规则，给我们的应用设置对应的安全策略，否则我们的应用就不具备访问数据或者设备的权限。下面我们MAC访问控制模型开始，简单的梳理一下飞凌嵌入式 T507 开发板  Android的安全策略，以及自定义飞凌嵌入式 T507 开发板 Android安全策略的方法。
) F4 o) L1 s' Q* Q* ]        访问控制模型DAC，MAC         访问控制是指控制对计算机或者网络中某个资源的访问。没有它，所有人都可以访问任何资源。有了访问控制，用户在获取实际访问资源或进行操作之前，必须通过识别、验证、授权。
        自主访问控制（DAC: Discretionary Access Control）系统识别用户，根据被操作对象的权限的设置，来决定该用户对其拥有的操作权限，read、write、exec。拥有这个对象权限的用户，又可以将该权限分配给其他用户，此谓之“Discretionary”。缺陷就是对权限控制比较分散，不便于管理，比如无法简单地将一组文件设置统一的权限开放给指定的一群用户。
        强制访问控制（MAC: Mandatory Access Control）MAC是为了弥补DAC权限控制过于分散的问题而诞生的。在MAC这种模型里，管理员管理访问控制。管理员制定策略，用户不能改变它。策略定义了哪个主体能访问哪个对象。这种访问控制模型可以增加安全级别，因为它基于策略，任何没有被显式授权的操作都不能执行。MAC被开发和实现在最重视保密的系统中，如军事系统。主体获得清楚的标记，对象得到分类标记，或称安全级别。
# R* R2 }& B$ y7 g        基于MAC的SElinux         参考链接：https://source.android.google.cn/security/selinux
  ~5 K% e0 F, w" D/ _# {        软件通常情况下必须以 Root 用户帐号的身份运行，才能向原始块设备写入数据。在基于 DAC 的传统 Linux 环境中，如果 Root 用户遭到入侵，攻击者便可以利用该用户身份向每个原始块设备写入数据。从 Android 4.3 起，SELinux 开始为传统的自主访问控制 (DAC) 环境提供强制访问控制 (MAC) 保护功能。作为 Android 安全模型的一部分，Android 使用安全增强型 Linux (SELinux) 对所有进程强制执行强制访问控制 (MAC)，甚至包括以 Root/超级用户权限运行的进程（Linux 功能）。例如，可以使用 SELinux 为这些设备添加标签，以便被分配了 Root 权限的进程只能向相关政策中指定的设备写入数据。这样一来，该进程便无法重写特定原始块设备之外的数据和系统设置。借助 SELinux，Android 可以更好地保护和限制系统服务、控制对应用数据和系统日志的访问、降低恶意软件的影响，并保护用户免遭移动设备上的代码可能存在的缺陷的影响。
                              
- @. |4 p  C2 |9 b2 {! H1 l
                            飞凌嵌入式 T507 开发板 Android系统版本为Android10，SELinux默认开启，即使获得了该系统的root权限，也只能向相关策略中指定的设备写入数据，从而更好地保护和限制系统服务，保障系统和数据的安全。
1 b. Y9 Q& o3 i/ K3 p        标签、规则和域         SELinux 依靠标签来匹配操作和策略。标签用于决定允许的事项。套接字、文件和进程在 SELinux 中都有标签。SELinux 在做决定时需参照两点：一是为这些对象分配的标签，二是定义这些对象如何交互的策略。
        在 SELinux 中，标签采用以下形式：user:role:type:mls_level，其中 type 是访问决定的主要组成部分，可通过构成标签的其他组成部分进行修改。对象会映射到类，对每个类的不同访问类型由权限表示。
" ]5 n4 X: }0 i: Y        策略规则采用以下形式：allow domains types:classes permissions;，其中：
4 F7 i4 P2 y1 J0 E5 z, l4 r9 C# x
                            Domain - 一个进程或一组进程的标签。也称为域类型，因为它只是指进程的类型。
* i3 s9 H6 K; e  p        Type - 一个对象（例如，文件、套接字）或一组对象的标签。
        Class - 要访问的对象（例如，文件、套接字）的类型。Permission - 要执行的操作（例如，读取、写入）。
        策略配置源文件         1、external/sepolicy
% a( |1 h3 h2 j% Z4 J        这是独立于设备的配置，一般不能针对设备进行修改

, W8 O( m/ B- p. h; G                            2、device/<vendor>/<product>/sepolicy
5 O! v2 N& T2 G" {& Y        这是特定于设备的配置，基于 BOARD_SEPOLICY_* 变量来选择对应平台的策略配置。
( a8 T( p, K) z/ G+ K' L) J9 X
                            以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,T507策略文件的路径如下：
# V, j8 ]  W5 J        OKT507-android-source/android$ ls device/softwinner/common/sepolicy/private  vendor
        Type Enforcement (TE) 配置文件         .te 文件中保存了对应对象的域和类型定义、规则。通常每个域一个 .te 文件，例如installd.te。在 device.te、file.te 中声明了设备和文件类型。在某些文件（例如domain.te、app.te）中则存储着共享规则。

. g3 n  k6 \, Y/ [$ E: ]                            以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,T507 system_app的TE文件的路径如下：
        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/system_app.te
        标签配置文件         1、file_contexts：文件安全上下文
        2、property_contexts：属性安全上下文

                            以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,T507 安全上下文文件路径如下：
/ _0 S  a: F: X! V8 `        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/property_contexts
, x( }% a/ o) k( x$ B        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/file_contexts
        SEAndroid app分类         SELinux(或SEAndroid)将app划分为主要三种类型(根据user不同，也有其他的domain类型)：
        1)untrusted_app 第三方app，没有Android平台签名，没有system权限
        2)platform_app 有android平台签名，没有system权限
        3)system_app 有android平台签名和system权限
  P8 i8 p) A7 `) q        从上面划分，权限等级，理论上：untrusted_app < platform_app < system_app
        APP的domain和type         查看seapp_contexts文件，APP的domain和type由user和seinfo两个参数决定
7 ^& o9 P; W* n$ _$ E        system/sepolicy/private/seapp_contexts
; f; G2 l  q, L0 s" O7 @        isSystemServer=true domain=system_server_startup
1 ^8 F- ]+ y. j6 d5 x- z4 d$ J        user=_app seinfo=platform name=com.android.traceur domain=traceur_app type=app_data_file levelFrom=all
1 j, M8 N/ x3 Q0 y! S% q1 x        user=system seinfo=platform domain=system_app type=system_app_data_file
! U- ?$ v( f9 M: E5 Z# z7 T# v        user=bluetooth seinfo=platform domain=bluetooth type=bluetooth_data_file
9 H7 l2 N9 t, b: X0 o        user=network_stack seinfo=network_stack domain=network_stack levelFrom=all
3 k- I# \: Y) z$ `; {: b7 _3 J; D! N$ J# @        type=radio_data_file
' A" V" h7 D- y4 g0 y        user=nfc seinfo=platform domain=nfc type=nfc_data_file
  h; B. z4 O  w  Q% P        user=secure_element seinfo=platform domain=secure_element levelFrom=all
        user=radio seinfo=platform domain=radio type=radio_data_file
        user=shared_relro domain=shared_relro
        user=shell seinfo=platform domain=shell name=com.android.shell type=shell_data_file
        user=webview_zygote seinfo=webview_zygote domain=webview_zygote
        user=_isolated domain=isolated_app levelFrom=al
+ i4 d' |2 r/ @  I) X9 i        luser=_app seinfo=app_zygote domain=app_zygote levelFrom=all
. d8 s9 d3 Y* O9 l5 |( r5 T, R        user=_app seinfo=media domain=mediaprovider name=android.process.media type=app_data_file
2 M! h* ^' B, x0 Y1 w7 J: s4 x        levelFrom=user
        user=_app seinfo=platform domain=platform_app type=app_data_file levelFrom=user
7 _4 n) Z2 R! y+ V1 F: d. U        user=_app isEphemeralApp=true domain=ephemeral_app type=app_data_file levelFrom=all
9 v- C5 a: ~" I+ K* G0 T8 X        user=_app isPrivApp=true domain=priv_app type=privapp_data_file levelFrom=user
  r. z. j7 s9 J/ [        user=_app minTargetSdkVersion=29 domain=untrusted_app type=app_data_file levelFrom=all
3 q! p0 h9 l  Q& y        user=_app minTargetSdkVersion=28 domain=untrusted_app_27 type=app_data_file levelFrom=all
7 p1 r3 I1 a- ~7 d& ^4 U1 f9 Q! N        user=_app minTargetSdkVersion=26 domain=untrusted_app_27 type=app_data_file
" [6 W/ `1 H- H" f8 L2 i        levelFrom=user
        user=_app domain=untrusted_app_25 type=app_data_file levelFrom=user
        user=_app minTargetSdkVersion=28 fromRunAs=true domain=runas_app levelFrom=all
        user=_app fromRunAs=true domain=runas_app levelFrom=user
        user         参考链接：https://blog.csdn.net/huilin9960/article/details/81530568
; g0 p- ~! p, x' a2 L        user可以理解为UID。android的UID和linux的UID根本是两回事，Linux的UID是用于针对多用户操作系统中用于区分用户的，而Android中的UID是用于系统进行权限管理的。参考链接中的文章对于uid的产生讲的很清楚。
' [& V9 Z1 R* c$ o5 v: x        seinfo         不同签名会创建对应的selinux上下文。
- G# m, R/ }+ M# K& ~6 A        Android.mk
        LOCAL_CERTIFICATE := platform
        有platform签名，所以seinfo是platform。
        LOCAL_CERTIFICATE作用         参考文档https://blog.csdn.net/hnlgzb/article/details/107823874
        可以查看Android源码build/target/product/security/ 目录下提供的默认签名文件，不同平台可能会有差异：飞凌嵌入式 T507 开发板 提供了media、networkstack、platform、shared、testkey、verity六种不同权限的签名文件。
                              
5 U* D2 Q% N8 W" N4 \+ S        以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例，查看当前运行的应用信息：
! H; ^; ^' M; c; r1 c9 M4 `        console:/ # ps -Z
; T8 H/ o7 e) G& c        u:r:system_app:s0              system       15712  1861 1050628 110868 SyS_epoll_wait     
( o0 e6 S; x2 o7 b        0 S forlinx.example.app
        u:r:untrusted_app_27:s0:c512,c768 u0_a62    30259  1861 1052120 114132 SyS_epoll_wait     
        0 S com.forlinx.changelogo
        当前运行的两个APP，forlinx.example.app的UID(user)是system，拥有platform签名，它的domain和type就是system_app。
                              
  k! p0 y1 m$ t1 N+ ?& Y
                                                  
$ b+ A* G% X5 W' s# v        com.forlinx.changelogo没有设置UID使用的默认设置，其UID为u0_a62，并且没有设置签名文件，它的domain和type就是untrusted_app。
: c( g1 o: T# p! P, r        T507自定义安全策略         以上面两个运行的app来说，我们为这两个APP添加额外的权限，对应的TE配置文件分别就是system_app.te、untrusted_app.te，对应路径为：
" _: ^2 e! r* ^" x  O$ _1 _        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/system_app.te
. t3 H/ j% {$ L% I        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/untrusted_app.te

- C6 R+ t7 ?& Q2 J$ I                            以forlinx.example.app为例，我们为其添加can设备的执行权限：
5 J1 J4 b; Z% w* {& C/ I- }
; x( \% P2 A8 W4 a* N                            OKT507-android-source/android$ vi device/softwinner/common/sepolicy/vendor/system_app.te
+ E' N, b  h0 m/ X  j3 o        ...
+ Z8 m7 k% C" v        allow system_app vendor_shell_exec:file { getattr open read execute execute_no_trans };
        allow system_app shell_exec:file { getattr open read execute execute_no_trans };
8 Z) |- Y( ?, u        allow system_app shell:file { getattr open read execute execute_no_trans };
        ...
        以策略规则配置形式（allow domains types:classes permissions）
        分析：domains：system_app
        types：vendor_shell_exec
9 S- K) T! n1 K        classes：file
; d+ R. K7 T- B* s5 ]" l2 M# W        permissions：getattr open read execute execute_no_trans
* `9 j+ m: P! J# ?* |. B        neverallow failures         有时我们增加的权限，系统默认的配置是不允许的，比如我们上面给forlinx.example.app增加的执行脚本的权限，报错如下：
5 ^( s( N/ s) ?5 Y# A  N' n
                            libsepol.report_failure: neverallow on line 9 of system/sepolicy/private/system_app.te
        (or line 41463 of policy.conf) violated by allow system_app shell:file { read open };
        libsepol.report_failure: neverallow on line 22 of system/sepolicy/private/shell.te
/ Q" H8 D! |: V) ~$ ?+ d         (or line 40025 of policy.conf) violated by allow system_app shell:file { read open };
% d+ ]7 Q! F9 P5 q6 a9 x        libsepol.check_assertions: 2 neverallow failures occurred
. s" h" P6 F  B, m4 e( Z
                            系统默认的安全策略的路径为system/sepolicy/，根据报错的提示，我们可以修改默认的配置，修改system/sepolicy/private/system_app.te和system/sepolicy/private/shell.te，从而完成权限的赋予。

) B: ~% {0 i7 I/ Y0 a% `                            以上就是Android 安全策略的脉络，以及飞凌嵌入式 T507 开发板 Android系统下自定义安全策略的方法了。