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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; T% V& s5 f" o7 h# C% q' y; g        操作系统:Android10.09 m9 L, p" a# u+ N
. W0 o+ A% Q- g- k8 l
                            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。
9 g- }( z7 c1 {1 X2 b        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。( R8 @" U7 ?* {" ]1 I
                                ) ~' s% m1 v( `9 o. E) _6 S
        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。
% D% s5 t  j" t# l        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。6 J2 Q! n  ~/ C9 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。% z' N5 E" G0 C8 J  @6 h
        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。
7 i7 l: M3 V( L- ^+ y        基于MAC的SElinux         参考链接:https://source.android.google.cn/security/selinux2 X) P  u. f: i' q* F
        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。
, S# N9 K5 _" j" F                              
1 f( x  U6 ]  y$ v, ?+ X# f  d; d7 t3 C! 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。* o" Y) a) Q# ]; p% b: N
        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。
5 R- |- i+ b; `/ M        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。6 M( ]& ?0 {% _# ^5 ]& d. i. W
        策略规则采用以下形式:allow domains types:classes permissions;,其中:% J6 K) y2 |6 `; B7 c3 ~( U
9 E, A" F* m6 r
                            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。
3 v; M. x7 _# @( ]        Type - 一个对象(例如,文件、套接字)或一组对象的标签。
6 T* O  r% n) m/ j3 r0 d+ i        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)。: Q& z, E3 M7 p2 l3 [+ p1 c" Y
        策略配置源文件         1、external/sepolicy
( r2 o* r6 i* d6 F! ^        这是独立于设备的配置,一般不能针对设备进行修改: f- f" Q3 O5 w7 ~

& H. I! U3 ^8 P) E0 p1 _' V                            2、device/<vendor>/<product>/sepolicy. H) D8 G* W, \/ Q9 l: j
        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。6 N4 H/ {& D6 a: [6 r' n# d
# a* U8 ^. r& k& S3 R2 S- n2 ~7 G
                            以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,T507策略文件的路径如下:0 e% n; N7 d1 `
        OKT507-android-source/android$ ls device/softwinner/common/sepolicy/private  vendor1 y& s+ I/ S$ y7 J0 l2 u3 n  @, S
        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。
9 g7 X' o/ R( Z: A" c! X3 a* S- i/ r- H5 \8 ^" V% c
                            以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,T507 system_app的TE文件的路径如下:9 y/ G4 ?* h- u" ?+ c$ Y( d
        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/system_app.te. T1 ?) A1 x- a0 G; o9 Q
        标签配置文件         1、file_contexts:文件安全上下文1 L  s8 [4 N3 K  ^3 [3 r5 ]+ A8 y
        2、property_contexts:属性安全上下文$ R! A6 O  a: F( I

' [  b" N/ w# G                            以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,T507 安全上下文文件路径如下:
1 u  L8 m* s% b6 y) R        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/property_contexts& v5 i+ P$ |/ ]; P1 |3 M; i
        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/file_contexts
" b8 D' l& K/ C+ K( u; L# n6 ^9 t9 v        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- ^7 H9 O2 p! {, S! G7 Q! n
        1)untrusted_app 第三方app,没有Android平台签名,没有system权限
5 ?) A* c: [6 s3 v( P# S$ k( M        2)platform_app 有android平台签名,没有system权限5 N4 x5 I9 @, F4 A& P; _5 B8 G
        3)system_app 有android平台签名和system权限) G: K: U4 l" `" ]# ^, \
        从上面划分,权限等级,理论上:untrusted_app < platform_app < system_app% f9 }+ }! ~0 D9 E- Y* b! N
        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& Y" s- L) S3 U
        system/sepolicy/private/seapp_contexts& x! _: G% P( @
        isSystemServer=true domain=system_server_startup$ c8 x0 C* }) G+ x* g+ ^2 x( w
        user=_app seinfo=platform name=com.android.traceur domain=traceur_app type=app_data_file levelFrom=all. y+ E  H8 W! M6 d/ G" w: F2 v$ c- Q* Q
        user=system seinfo=platform domain=system_app type=system_app_data_file' ~3 k3 t; C  p7 f
        user=bluetooth seinfo=platform domain=bluetooth type=bluetooth_data_file- V. q. R: w! P; c2 Z
        user=network_stack seinfo=network_stack domain=network_stack levelFrom=all
- T- t7 Y2 O  N1 E        type=radio_data_file& m5 r+ T; e2 F6 K# S  b
        user=nfc seinfo=platform domain=nfc type=nfc_data_file
0 M  p; W5 P$ n+ ~        user=secure_element seinfo=platform domain=secure_element levelFrom=all
+ c: I) _: ]  {# _) |        user=radio seinfo=platform domain=radio type=radio_data_file+ D" o% ^5 }& F3 M/ o1 ?7 Q
        user=shared_relro domain=shared_relro5 u1 B) X/ O( S- ^
        user=shell seinfo=platform domain=shell name=com.android.shell type=shell_data_file& C7 l% r8 U# ?1 s# v
        user=webview_zygote seinfo=webview_zygote domain=webview_zygote; S2 Z" `" {& V, |! h& a
        user=_isolated domain=isolated_app levelFrom=al- e, X0 s1 m" C6 `8 Q6 D* Z
        luser=_app seinfo=app_zygote domain=app_zygote levelFrom=all; t  e$ E& U6 N+ y7 m3 b5 r
        user=_app seinfo=media domain=mediaprovider name=android.process.media type=app_data_file 2 g1 I9 F1 v, l( l  @$ I/ l9 T
        levelFrom=user
, F4 [$ V' P" Z        user=_app seinfo=platform domain=platform_app type=app_data_file levelFrom=user
: I% L4 I& G9 m' L6 R- v        user=_app isEphemeralApp=true domain=ephemeral_app type=app_data_file levelFrom=all9 W7 R( |5 n% e$ x5 B. n7 a
        user=_app isPrivApp=true domain=priv_app type=privapp_data_file levelFrom=user, Q1 N" n5 a0 x1 @
        user=_app minTargetSdkVersion=29 domain=untrusted_app type=app_data_file levelFrom=all
  c$ X# ~' Q" C7 ~/ T- |        user=_app minTargetSdkVersion=28 domain=untrusted_app_27 type=app_data_file levelFrom=all' o6 j3 u2 ^* ]' z/ u
        user=_app minTargetSdkVersion=26 domain=untrusted_app_27 type=app_data_file
( s* @4 S# h, _1 l, W        levelFrom=user
! C  V/ t6 y( V+ e/ R) G        user=_app domain=untrusted_app_25 type=app_data_file levelFrom=user+ c) j; {! `) }0 g5 }
        user=_app minTargetSdkVersion=28 fromRunAs=true domain=runas_app levelFrom=all
5 S  {( |7 g0 E7 f5 p8 `+ R" H        user=_app fromRunAs=true domain=runas_app levelFrom=user& _; P2 E, k1 n. \/ t0 \/ o  @
        user         参考链接:https://blog.csdn.net/huilin9960/article/details/81530568* o9 u7 ]$ T# I& ^4 X4 N4 Z
        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。
, A  [2 @  |, r; {; A$ n        seinfo         不同签名会创建对应的selinux上下文。
1 R: v8 ?# n7 y( B& F9 H" S7 U, y        Android.mk/ v" W5 A/ U5 F: U& P/ [$ ^6 |' _
        LOCAL_CERTIFICATE := platform( Z: w9 ^# G* e/ E; u1 ~
        有platform签名,所以seinfo是platform。
6 `5 X+ ?/ w+ e9 c) {2 {6 h7 K        LOCAL_CERTIFICATE作用         参考文档https://blog.csdn.net/hnlgzb/article/details/1078238748 a) }" D# }: _' z0 C8 `9 i6 f/ d
        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。
1 L6 d- y: m+ W                               6 N, K. a  ~  z1 H8 [) y, R
        以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,查看当前运行的应用信息:
- d3 n5 H; r9 s6 {        console:/ # ps -Z
, T! t$ S* q+ G3 j# `8 E        u:r:system_app:s0              system       15712  1861 1050628 110868 SyS_epoll_wait     * B6 A. r7 Y& n0 v9 F1 g
        0 S forlinx.example.app
( F1 }1 w3 Z1 L! \7 m0 e  C        u:r:untrusted_app_27:s0:c512,c768 u0_a62    30259  1861 1052120 114132 SyS_epoll_wait     # W) A: C, w& i& Q4 p* U) K; e: m
        0 S com.forlinx.changelogo3 Q! s$ ]- N. |0 N
        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。
3 A' d! q+ K& E& j                              
5 @1 T1 ~! ]6 K( }% R, N. e2 t& r6 G* E
                                                   2 Q7 [( L' ?, j$ I7 L' s: m
        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。
; n( ?1 R: w" g( N        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:
- A. H* @' s7 V7 _        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/system_app.te# i- N  ]4 P2 y$ S- q0 M& }
        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/untrusted_app.te2 M+ B% u# I, {' D# T$ \4 x

- v/ m+ T. t0 E; P                            以forlinx.example.app为例,我们为其添加can设备的执行权限:
+ z5 w+ z6 t  q% D( W2 {8 S0 i  m. ~$ L2 x# F9 P/ X
                            OKT507-android-source/android$ vi device/softwinner/common/sepolicy/vendor/system_app.te8 j  W$ M  p: R( O
        ...# T! n+ [5 s8 q* d" ~( z9 ^
        allow system_app vendor_shell_exec:file { getattr open read execute execute_no_trans };) H/ K9 F8 W' `0 [/ D/ P3 ]+ @/ {
        allow system_app shell_exec:file { getattr open read execute execute_no_trans };
% X, D. z, i; J        allow system_app shell:file { getattr open read execute execute_no_trans };' b. m7 |7 o: w/ Q8 w$ _! Z
        ...
9 `0 V$ f4 N3 W        以策略规则配置形式(allow domains types:classes permissions)
% k# ~; O2 L0 `4 K/ l        分析:domains:system_app; X( g& [( V: ?
        types:vendor_shell_exec; [# Q" s+ O- p2 g! j
        classes:file' A, s# E- H( Y/ e: g. Q
        permissions:getattr open read execute execute_no_trans! w  o% P8 \- H3 ]9 k5 F
        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:
: _7 y  n# b/ V  ?# l; w# J6 M' {8 U: ?" W5 R9 q9 i6 }5 w
                            libsepol.report_failure: neverallow on line 9 of system/sepolicy/private/system_app.te / o% d7 r  H- |. J9 f: H
        (or line 41463 of policy.conf) violated by allow system_app shell:file { read open };- R5 F6 ]0 j, h+ S
        libsepol.report_failure: neverallow on line 22 of system/sepolicy/private/shell.te) Z! Q: y- _) d& z+ m
         (or line 40025 of policy.conf) violated by allow system_app shell:file { read open };
5 U: |, z* h* ~9 G$ F1 ^        libsepol.check_assertions: 2 neverallow failures occurred$ c4 r, ^- L$ D# J0 I6 {8 A5 L
! y. W# }, Y# i) `
                            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。
" \5 [  U0 O8 \$ @. @/ B) _7 w) H8 E+ E; F4 A9 b
                            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。
, ~$ i. |0 [+ n* r
; w# l0 s0 z) h9 e9 B8 `
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