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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
4 c7 B0 S- b+ q/ z        操作系统:Android10.0
$ @( y* H4 I1 k3 M* N
4 F) {. s* J. r6 I4 k4 S4 x                            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。5 @* w9 m" C9 l8 }- a
        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。$ j) g2 r2 y) a, ?
                                % p; e9 L& d( _* X7 j# Y
        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。
! ]4 R! z# ?3 c: p& A        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。3 s! v# V; f' j. _) f
        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。
' B& |5 K* T* W; X3 Z; ~' j/ F! Y        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。
4 C$ c& ]0 n3 ^' [" ]( |        基于MAC的SElinux         参考链接:https://source.android.google.cn/security/selinux
& c4 w& _: f9 Y# R        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。1 ]0 N3 E' m$ A9 i$ c1 q9 Y
                              
( r' k+ Q3 I$ F2 G/ o: q6 l3 c3 s6 r4 `6 ~* g: d
                            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& ^& f" J/ V, L# m# S& v
        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 U9 \) z# `2 g9 e( k) f
        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。
8 }* O: m- E% @0 R: m6 Q2 O5 w        策略规则采用以下形式:allow domains types:classes permissions;,其中:" ~$ t; @. G- H
, h* q* |6 n% x+ D: F6 g1 b
                            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。1 |4 B( u2 n3 \1 j, q9 \# |  u
        Type - 一个对象(例如,文件、套接字)或一组对象的标签。
8 _# L7 D5 e" C: a0 C        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)。
% O- e8 A. w9 W+ @. a7 {        策略配置源文件         1、external/sepolicy8 r6 `4 {, p, q9 O
        这是独立于设备的配置,一般不能针对设备进行修改% y, u# Z! F+ W. T; s
/ C1 {$ Q7 V5 c  G- S8 f
                            2、device/<vendor>/<product>/sepolicy
# a$ F0 s' o9 q7 I        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。
# x1 g: S! k+ Q/ k2 K
0 ]( g; f" Z7 }6 r/ R$ u                            以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,T507策略文件的路径如下:5 o2 h% i9 R' H  a( q- u
        OKT507-android-source/android$ ls device/softwinner/common/sepolicy/private  vendor" i( y% z( A5 I  p- Q7 P
        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。
, P3 S. s5 c( y" N% d) V
' b* y7 g# L( i% 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:2 Q) a) o3 c# W7 @: `% {3 h
        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/system_app.te
4 {; k  C2 Z+ Y5 u& M        标签配置文件         1、file_contexts:文件安全上下文- G" k# y: |6 K- g
        2、property_contexts:属性安全上下文
- ]1 v% X: _7 l. b# {& N. Z) L) V7 `/ t  q  Q$ ^
                            以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,T507 安全上下文文件路径如下:: b  t1 D$ Q( ^2 R: u
        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/property_contexts
% p6 Y: L& J4 `5 w3 ?, [% w        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/file_contexts0 e, c5 K& I$ p8 h3 i
        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):
! w$ c: q; M, G1 l! O; n2 \7 S% S% ^        1)untrusted_app 第三方app,没有Android平台签名,没有system权限! a# H5 I2 D3 T- k' F
        2)platform_app 有android平台签名,没有system权限, m, n6 [; q% V5 I9 A; `( b/ _/ P
        3)system_app 有android平台签名和system权限
- h4 r( Q9 d4 a        从上面划分,权限等级,理论上:untrusted_app < platform_app < system_app
2 z3 m1 z. d3 w" I* ~, ^        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" l4 @) K; i& G9 n9 y& u8 e/ w
        system/sepolicy/private/seapp_contexts
4 f! ^7 g, U/ K4 I* o3 f        isSystemServer=true domain=system_server_startup+ ?8 W/ e- @$ r) X( ~
        user=_app seinfo=platform name=com.android.traceur domain=traceur_app type=app_data_file levelFrom=all
/ X/ \( d" L0 S6 i        user=system seinfo=platform domain=system_app type=system_app_data_file
" J1 Y" ~& Q! _1 g        user=bluetooth seinfo=platform domain=bluetooth type=bluetooth_data_file, e8 x7 x& o* Z4 J& I& \
        user=network_stack seinfo=network_stack domain=network_stack levelFrom=all
  G3 p2 U' x% s1 d6 h        type=radio_data_file5 z9 V, p! I+ v0 H7 ?$ h8 p
        user=nfc seinfo=platform domain=nfc type=nfc_data_file( m) }; f0 x! k
        user=secure_element seinfo=platform domain=secure_element levelFrom=all
/ v7 `5 R% P' z/ ~8 g/ n: H& P0 d' F        user=radio seinfo=platform domain=radio type=radio_data_file
& B# T% e! ]" _$ a        user=shared_relro domain=shared_relro
; A8 c$ `" z9 M6 b, R5 [5 P        user=shell seinfo=platform domain=shell name=com.android.shell type=shell_data_file2 I% I: r1 X) K
        user=webview_zygote seinfo=webview_zygote domain=webview_zygote" D8 X: g- ^" o2 Y
        user=_isolated domain=isolated_app levelFrom=al
! ^7 u( J3 @0 R! e$ o% z; l4 v        luser=_app seinfo=app_zygote domain=app_zygote levelFrom=all
8 P& d, {8 e* y' _% e        user=_app seinfo=media domain=mediaprovider name=android.process.media type=app_data_file
7 q' g/ x; e% `7 P2 U        levelFrom=user
7 p9 s7 j. w8 s" H7 f! c0 c        user=_app seinfo=platform domain=platform_app type=app_data_file levelFrom=user  y" N4 S8 D+ ~% I( c: U
        user=_app isEphemeralApp=true domain=ephemeral_app type=app_data_file levelFrom=all3 b6 h( O! P+ o2 y4 J+ k
        user=_app isPrivApp=true domain=priv_app type=privapp_data_file levelFrom=user
& k& S6 ^: y7 P        user=_app minTargetSdkVersion=29 domain=untrusted_app type=app_data_file levelFrom=all& N1 S" {& o6 O' v
        user=_app minTargetSdkVersion=28 domain=untrusted_app_27 type=app_data_file levelFrom=all
9 ~. l7 D; _. w" T" S0 }        user=_app minTargetSdkVersion=26 domain=untrusted_app_27 type=app_data_file , }4 R! ~# H3 j; I" j* j' i
        levelFrom=user
7 I8 s; w0 W! h6 B* ^        user=_app domain=untrusted_app_25 type=app_data_file levelFrom=user
( w/ w$ x8 I0 s1 v0 w        user=_app minTargetSdkVersion=28 fromRunAs=true domain=runas_app levelFrom=all
" a# O2 S* C9 {, Z' n5 f1 ~9 b        user=_app fromRunAs=true domain=runas_app levelFrom=user% a9 ?4 Q- @+ o& W8 O+ p
        user         参考链接:https://blog.csdn.net/huilin9960/article/details/81530568
+ |9 T4 g$ T# |# P* P& ?( I& u4 H        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。
$ i0 s4 d# g1 o9 r        seinfo         不同签名会创建对应的selinux上下文。
7 p4 p0 d  v1 C6 _  G        Android.mk# n  S3 M6 x8 ^* N: `
        LOCAL_CERTIFICATE := platform* |/ E' s( z4 {9 E2 |1 n
        有platform签名,所以seinfo是platform。
2 L+ n. D: W( g; m5 W        LOCAL_CERTIFICATE作用         参考文档https://blog.csdn.net/hnlgzb/article/details/107823874
' E8 j8 Z  K1 }( M- o5 {        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。; r3 }4 V8 v7 K& t/ A
                              
+ w/ A+ H$ {* I        以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,查看当前运行的应用信息:! D4 l1 J. {6 k$ \3 v4 v9 |
        console:/ # ps -Z, d: s* O# p% E5 ]8 ]( J3 c
        u:r:system_app:s0              system       15712  1861 1050628 110868 SyS_epoll_wait     
) I. ~/ p) H- {; q        0 S forlinx.example.app
5 o# Y0 M# s/ z        u:r:untrusted_app_27:s0:c512,c768 u0_a62    30259  1861 1052120 114132 SyS_epoll_wait     
# F' B, U8 `5 x; S- m  d        0 S com.forlinx.changelogo
, z, F7 E( L7 A$ w# F- F        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。
* |9 X6 x4 J0 j5 A  l, A2 b                               . T: Q9 p: `6 G3 ]3 n( s% L
0 F0 ~4 H) p$ Y, H4 ~
                                                   ; y4 b5 G4 f6 x. e- `1 g- m6 ?
        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。
/ w- |5 E5 n! T+ c" W! r8 j6 l3 C        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:
' C$ }8 u3 Z+ a) p. i        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/system_app.te* m! e: U  D% w
        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/untrusted_app.te
8 A7 C. c1 G" K$ L1 z1 _
5 A! y7 T$ ?8 l9 e, A! M! @! a                            以forlinx.example.app为例,我们为其添加can设备的执行权限:" T' {6 l1 r- m" D0 e
+ H/ d4 e& K' H. M! ~6 S- @, `6 g
                            OKT507-android-source/android$ vi device/softwinner/common/sepolicy/vendor/system_app.te
) w2 U" g# m& }! L, e! B9 Y* v/ {        ...( \1 P9 M8 Q/ `' J4 h% X
        allow system_app vendor_shell_exec:file { getattr open read execute execute_no_trans };" k+ C7 z* l$ Q+ G" q% f9 V6 j% ]
        allow system_app shell_exec:file { getattr open read execute execute_no_trans };0 e/ u/ r' F- B1 k
        allow system_app shell:file { getattr open read execute execute_no_trans };
: k# A4 l! n; x% o0 t        ...2 e! z9 g* y2 R! ^" v: L5 b" k
        以策略规则配置形式(allow domains types:classes permissions)6 E1 k3 q9 R% t6 t8 b. G, P
        分析:domains:system_app  t/ a: g. U/ y) P$ \) I% b( q7 Q5 t
        types:vendor_shell_exec
- t4 x9 y  ^0 [; T$ U4 o9 @' P8 o        classes:file( i/ g# I0 Z% {9 k- D
        permissions:getattr open read execute execute_no_trans
' E' @4 K) D& ^        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:
0 g9 j9 f9 M; X
3 P1 P: Y# J- v                            libsepol.report_failure: neverallow on line 9 of system/sepolicy/private/system_app.te
. ~. ]9 y& `( O) G- k" P3 t        (or line 41463 of policy.conf) violated by allow system_app shell:file { read open };
: \: t& U% ]2 |" Q( G) k        libsepol.report_failure: neverallow on line 22 of system/sepolicy/private/shell.te" T4 Q4 v5 d; Q( l0 j/ t
         (or line 40025 of policy.conf) violated by allow system_app shell:file { read open };
0 c/ B( `5 y: ~  q" i- d; n        libsepol.check_assertions: 2 neverallow failures occurred
& k4 I! h% q/ x7 m. A
. {& x  \1 S, i. ?* D1 }" {                            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。4 G- K) F, d/ w" L, e

' J- F1 g4 ?9 N                            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。
9 J/ Y! ?5 _: x1 p2 I# B5 y4 |+ {, e6 ]
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