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[帮助] 国产平台之T507 开发板Android 安全策略漫谈

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发表于 2021-12-5 17:25:38 | 显示全部楼层 |阅读模式
        硬件平台:飞凌嵌入式 OKT507-C开发板, Z( R  R. g! t' Z2 e7 B. Y
        操作系统:Android10.0
" q9 k" `5 Q* ~! ]- |
+ j, z5 C$ C" \* a# K+ U                            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。* W9 ?8 s( X8 t/ H9 d/ U
        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。
$ E/ d( z+ b) B6 d$ L, ^2 o                                ( R7 A% l8 z4 ]8 I, k. N/ t% f) x, V
        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。
* k; n- E/ N# e* ~% R/ C3 O        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。2 ]1 h2 `) D6 B+ Q3 v/ k1 h
        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。
1 ~+ A5 f6 r% Q        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。9 {3 w8 }' X" i+ |! M& v
        基于MAC的SElinux         参考链接:https://source.android.google.cn/security/selinux; O: M" g2 h1 w& I8 ~
        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。3 K7 J& }( O1 I9 D% y
                               8 Z) k, }' H! \( X$ z9 k- V7 U
! f) x8 _6 l% ?7 h% p) `8 Z  E& F
                            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。) G/ ^, N! ~4 Y4 l) M( i
        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。
$ @- O) u+ }4 i- X        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。
& j' z3 c( X) Y0 @3 m9 s3 `/ A        策略规则采用以下形式:allow domains types:classes permissions;,其中:
1 z2 o% n8 s9 h& G9 y8 w: d" ^! x! v* c0 k
                            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。
& i/ p4 i- ^& u7 ^: t/ S- Z        Type - 一个对象(例如,文件、套接字)或一组对象的标签。4 Y7 b: P/ |+ c% G- U
        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)。
; N, b# ?9 n0 R, P: r- K% E        策略配置源文件         1、external/sepolicy
+ R& X8 O4 Z  Y6 O        这是独立于设备的配置,一般不能针对设备进行修改( ~9 `3 |/ x) a  p2 y& L. Y6 C
2 |/ [. h3 {$ ^+ L* K
                            2、device/<vendor>/<product>/sepolicy7 _4 ?7 E: v: S$ `- P% U
        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。
% I* E6 _7 B5 y: j/ u
4 i6 i& y0 L) _2 s0 O' ?) v4 L6 g                            以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,T507策略文件的路径如下:
2 v8 W. \$ p' |7 Y% G) w        OKT507-android-source/android$ ls device/softwinner/common/sepolicy/private  vendor
: `' ], R- H( K& g: j/ c0 w        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。
/ ?& v. a3 d4 z; \, b) L
- F. n  h. l5 A$ [1 H                            以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,T507 system_app的TE文件的路径如下:
* A. y' y' @: c- x        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/system_app.te5 P* ^) ]" M# c/ K8 y
        标签配置文件         1、file_contexts:文件安全上下文7 d3 y  X3 v7 E! m% P" L
        2、property_contexts:属性安全上下文' U( A8 G/ z: y* M

/ d) n# C5 [& w6 K1 F7 g8 e" Y" b7 S                            以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,T507 安全上下文文件路径如下:
! R/ e3 L! L( v; h4 r. }        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/property_contexts# }9 e8 X! N2 G6 \+ z
        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/file_contexts
6 l! m( ?3 U7 i% t# Y1 z) Q9 ?        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):
" Z" k- j' `5 w# ~  V        1)untrusted_app 第三方app,没有Android平台签名,没有system权限
  {% u' B6 |8 k& x        2)platform_app 有android平台签名,没有system权限& g8 R; ~. d+ f3 O  I6 h2 |0 Y6 f
        3)system_app 有android平台签名和system权限* c* t2 x6 R* G: ]( J. s- B' g
        从上面划分,权限等级,理论上:untrusted_app < platform_app < system_app" D) x& E; y9 g6 u6 u+ Z) U2 o
        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: j# `" p+ _$ T/ `! M
        system/sepolicy/private/seapp_contexts* |1 E. R. x5 \/ M! K
        isSystemServer=true domain=system_server_startup
( B2 C8 s8 v1 I6 J# w        user=_app seinfo=platform name=com.android.traceur domain=traceur_app type=app_data_file levelFrom=all  g7 s  S- q! F6 \
        user=system seinfo=platform domain=system_app type=system_app_data_file
! a9 T/ B7 J! j8 }1 j        user=bluetooth seinfo=platform domain=bluetooth type=bluetooth_data_file& `, }3 h, o, B& N' s" r' z
        user=network_stack seinfo=network_stack domain=network_stack levelFrom=all " U6 ^, j" v# h/ t3 X1 B
        type=radio_data_file
/ Q8 r; e- h& M0 u* P2 l        user=nfc seinfo=platform domain=nfc type=nfc_data_file4 u) B% }5 G# f% u
        user=secure_element seinfo=platform domain=secure_element levelFrom=all
: l& \4 r" }5 G        user=radio seinfo=platform domain=radio type=radio_data_file  q" j6 I( W, k
        user=shared_relro domain=shared_relro
, e$ ~  P& v7 J! c        user=shell seinfo=platform domain=shell name=com.android.shell type=shell_data_file' b, ]8 S$ n: t: ]. R+ Z
        user=webview_zygote seinfo=webview_zygote domain=webview_zygote  G  }; @& n% B& ^3 O8 B
        user=_isolated domain=isolated_app levelFrom=al& U( U4 |5 |3 b
        luser=_app seinfo=app_zygote domain=app_zygote levelFrom=all
7 F5 ?2 q& `. ?0 R        user=_app seinfo=media domain=mediaprovider name=android.process.media type=app_data_file
" y; ^* A, {- g; N        levelFrom=user
% s4 O- ^( ]# M" V* ^- U7 ?+ `        user=_app seinfo=platform domain=platform_app type=app_data_file levelFrom=user
9 E2 d$ @& i( l) k/ J. D        user=_app isEphemeralApp=true domain=ephemeral_app type=app_data_file levelFrom=all: ], r3 o# R" e) n1 Z
        user=_app isPrivApp=true domain=priv_app type=privapp_data_file levelFrom=user8 @7 |3 R# E. q2 z" U
        user=_app minTargetSdkVersion=29 domain=untrusted_app type=app_data_file levelFrom=all
9 A6 ~8 N' B: N& C4 [( J+ S        user=_app minTargetSdkVersion=28 domain=untrusted_app_27 type=app_data_file levelFrom=all) k0 H! z: T! p7 B3 R
        user=_app minTargetSdkVersion=26 domain=untrusted_app_27 type=app_data_file 4 L: ~, k9 t# i# c5 }' d1 H' o
        levelFrom=user0 A% X  F" K9 [$ B, y# @
        user=_app domain=untrusted_app_25 type=app_data_file levelFrom=user) x* i8 Y1 X! r# V% W- Y
        user=_app minTargetSdkVersion=28 fromRunAs=true domain=runas_app levelFrom=all% }- O7 e# v" [- ?% I& q4 P- F
        user=_app fromRunAs=true domain=runas_app levelFrom=user
, C! M& P5 {0 p+ b- J        user         参考链接:https://blog.csdn.net/huilin9960/article/details/81530568
$ }* g' L/ W4 i7 V        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。# z, m, S' a  B' n, D; Z0 c+ n
        seinfo         不同签名会创建对应的selinux上下文。- l* Y, z- j" k; P* M2 j1 w
        Android.mk
+ c. ^. ^" W9 U1 s" C        LOCAL_CERTIFICATE := platform  X( t; @3 x, X+ ?) H
        有platform签名,所以seinfo是platform。: P5 {" C4 H- }* ~# x
        LOCAL_CERTIFICATE作用         参考文档https://blog.csdn.net/hnlgzb/article/details/107823874+ T5 [9 @. n& a. g( D- N, b
        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。
3 r' ]6 H. f8 n% i( Y- p                              
: c- O, q0 l$ }& o% J2 P        以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,查看当前运行的应用信息:( u) B% F: y( e9 A0 T
        console:/ # ps -Z: w& }' @4 h9 k3 _# z5 _: o, k. t# }
        u:r:system_app:s0              system       15712  1861 1050628 110868 SyS_epoll_wait     
6 C8 K, [" @, k* K4 P        0 S forlinx.example.app( `5 X1 J7 a# u2 V
        u:r:untrusted_app_27:s0:c512,c768 u0_a62    30259  1861 1052120 114132 SyS_epoll_wait     & u4 l1 ?2 ^$ G$ S
        0 S com.forlinx.changelogo+ F  e+ X1 w* }. F) F) f; H
        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。$ t" K- z# g4 W0 j3 ]
                              
/ \0 {0 |0 B  ~8 k- T! @" ^
  G1 n  w% h( x6 ^$ n                                                  
( W* F; j/ I4 p! w: p7 s! @        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。
% m: S: P0 S3 {& |  P" n9 z* 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:  ]5 Z. ?) j) j! f+ O& d8 N1 a
        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/system_app.te/ i$ t- L) Y( k8 g) V' n) W
        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/untrusted_app.te% R" u- |$ O6 m8 F$ C6 A* ?
6 @1 c! k% D+ O5 |
                            以forlinx.example.app为例,我们为其添加can设备的执行权限:* g) z) V9 w' S8 h. I# u' ~8 I& n; ^3 }9 H

$ c& T7 Z( E; ~  `  z" D                            OKT507-android-source/android$ vi device/softwinner/common/sepolicy/vendor/system_app.te: c$ t: r: s6 |( \9 x; _
        ..." {+ p: D" p7 A% S
        allow system_app vendor_shell_exec:file { getattr open read execute execute_no_trans };) B8 ?7 V. ]0 g" C% w; `
        allow system_app shell_exec:file { getattr open read execute execute_no_trans };; n, w0 t, W1 E* S; H* O2 X
        allow system_app shell:file { getattr open read execute execute_no_trans };
8 ?0 X0 \+ p  v  @4 ]; r        ...9 e! j+ K" y  z/ ?, ?! j0 X/ L
        以策略规则配置形式(allow domains types:classes permissions)
* h5 u2 n, w8 ^0 ~- c        分析:domains:system_app
& ]; L  O# h9 t; E6 |        types:vendor_shell_exec. R. n% t/ A1 a# w4 S: e# f# l
        classes:file
) N8 X& v* ?3 O" B4 B; }, P  `' ]        permissions:getattr open read execute execute_no_trans
- J7 z7 D, p& f+ N        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:" }* i3 f0 S% ]5 |' N
) B0 q8 _8 H: v9 I5 [3 l
                            libsepol.report_failure: neverallow on line 9 of system/sepolicy/private/system_app.te 2 @+ b( J) D  S8 L  _; h
        (or line 41463 of policy.conf) violated by allow system_app shell:file { read open };
( X9 c3 r, ], N( q; l        libsepol.report_failure: neverallow on line 22 of system/sepolicy/private/shell.te, Y$ o( ~# a+ o; a
         (or line 40025 of policy.conf) violated by allow system_app shell:file { read open };
9 Z% {8 q4 y& o4 Y4 V- j  z        libsepol.check_assertions: 2 neverallow failures occurred
4 e: d3 y2 n& s2 S5 l$ G4 t
+ \7 \' B0 j0 H7 L8 r$ r2 S                            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。
7 c! P4 z! U! i7 `5 l; l) ], J: H) P" x0 d2 I& ?# 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。( a+ P' L1 s& d8 O5 o, l- S5 K5 e

3 p$ X8 }6 `% ]" |5 Y
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