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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- [8 A/ V2 F$ m/ {* E  Z4 ^, ]
        操作系统:Android10.04 T6 D8 E! |* T8 u9 Q/ B# d

. k. O/ i$ n! d1 C) [1 j+ j                            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。1 ~0 B) v  @' s$ q5 q8 m* [
        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。9 a7 t" |( [5 t; w
                               
4 c3 g& v9 u4 _1 l/ z        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。
% ]  N. r/ b, `4 r8 h4 T        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。
, W# j/ M3 W. [( H/ b        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。- W6 u4 M6 G/ N, \& ]6 H! T, l
        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 d) r3 Z% }5 G& Q: U
        基于MAC的SElinux         参考链接:https://source.android.google.cn/security/selinux
0 f6 _' j( e2 P, E  S        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。) ?+ F+ V1 c1 ^& p: h" o  V
                              
$ ^5 V. A2 J  W1 n5 S6 y$ W2 [) {% f& `* j; {, y/ w+ ~
                            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。- ]3 C. I' q4 e5 \& 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。# r2 a1 `( i7 l& g7 ^
        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 k" K' F# l, i" w  t" ]0 F9 F: Z2 z$ B
        策略规则采用以下形式:allow domains types:classes permissions;,其中:& Q1 S% p* u: S5 ^

, r$ n( d/ c/ r3 h) t                            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。
* S3 z, T& i2 t/ p        Type - 一个对象(例如,文件、套接字)或一组对象的标签。+ h; D3 M  \  i0 ]& p
        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)。
1 K9 k$ g! N* x        策略配置源文件         1、external/sepolicy# x; ~, ?- K# C3 ]: A7 @3 X; t: c9 E
        这是独立于设备的配置,一般不能针对设备进行修改
1 d1 Y" u+ |' P
  H  W! W' l+ T0 l% B$ W0 h0 n2 N                            2、device/<vendor>/<product>/sepolicy' T, J, |5 i  n( F
        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。
. D4 @8 e5 t- x  V4 T  Y* F2 |
* R& P4 q5 Z' R" [' ~8 N) x8 J$ J                            以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,T507策略文件的路径如下:; N4 ]0 N: _( i9 u
        OKT507-android-source/android$ ls device/softwinner/common/sepolicy/private  vendor
' I3 r- x1 G* x. l        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。) h! E. }- }- u7 G* q- a9 A8 s/ U9 B
. ?2 A- G' b% W; w4 A6 j0 W
                            以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,T507 system_app的TE文件的路径如下:
! [% M4 L$ n0 v  |7 M0 c        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/system_app.te) U$ Z" j: m: z' R
        标签配置文件         1、file_contexts:文件安全上下文6 g& f* f* B1 j/ \8 ]
        2、property_contexts:属性安全上下文/ d8 ?1 X4 ?6 F" A- p: ~
3 u6 L' x( O9 A4 X: I, C# n  ~0 j
                            以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,T507 安全上下文文件路径如下:, L/ @7 Y# p  ?( c' v2 @
        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/property_contexts
; _' S* w+ S" l) S2 V        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/file_contexts/ o5 y2 z- m$ L
        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):
0 m$ Y  f& B1 m9 i        1)untrusted_app 第三方app,没有Android平台签名,没有system权限+ P' W" m* L. N- q5 j6 W) v- F
        2)platform_app 有android平台签名,没有system权限+ A9 L# l5 v9 K) D' L
        3)system_app 有android平台签名和system权限9 i, k3 c' B, L
        从上面划分,权限等级,理论上:untrusted_app < platform_app < system_app
8 J( P( m( ~1 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5 j) {( a/ K, s$ Y* r
        system/sepolicy/private/seapp_contexts$ H5 a* _9 O; @; {; z% S1 N$ J
        isSystemServer=true domain=system_server_startup% N% Y" j/ }# j" }4 Z/ ?! b
        user=_app seinfo=platform name=com.android.traceur domain=traceur_app type=app_data_file levelFrom=all
3 X1 J- T, I3 C- `, l        user=system seinfo=platform domain=system_app type=system_app_data_file
" u' p9 x7 {7 U6 N2 b0 ~/ k6 i        user=bluetooth seinfo=platform domain=bluetooth type=bluetooth_data_file9 |1 `5 {0 ]) L( H% W: U
        user=network_stack seinfo=network_stack domain=network_stack levelFrom=all 6 v4 [, Y" f) ]0 a& B; X
        type=radio_data_file6 S* Z1 V9 h& L) B- M" O
        user=nfc seinfo=platform domain=nfc type=nfc_data_file) O5 @; X. U; W4 b2 P
        user=secure_element seinfo=platform domain=secure_element levelFrom=all
+ z. p7 x1 ?* w. E! o        user=radio seinfo=platform domain=radio type=radio_data_file3 U( m1 i2 `* d& x4 {7 o$ L
        user=shared_relro domain=shared_relro
9 \: {5 q/ ?. a7 t- k& V" g  b$ M        user=shell seinfo=platform domain=shell name=com.android.shell type=shell_data_file
5 g, i+ |# ]( O( a# X' m9 r3 j5 ]        user=webview_zygote seinfo=webview_zygote domain=webview_zygote% H9 a% o) p7 `$ B- z7 N
        user=_isolated domain=isolated_app levelFrom=al
1 J* A5 p, x' `/ `4 U        luser=_app seinfo=app_zygote domain=app_zygote levelFrom=all
* N' m7 \( `* B        user=_app seinfo=media domain=mediaprovider name=android.process.media type=app_data_file
6 J, c4 m, U1 u* i( {( d        levelFrom=user- A) y' E/ Q1 F2 P( a
        user=_app seinfo=platform domain=platform_app type=app_data_file levelFrom=user
7 C  q# J) {3 ?. n' Y3 `6 ]' W: s        user=_app isEphemeralApp=true domain=ephemeral_app type=app_data_file levelFrom=all/ y/ t0 q0 [. t
        user=_app isPrivApp=true domain=priv_app type=privapp_data_file levelFrom=user
6 |! {: ?2 O- c& E        user=_app minTargetSdkVersion=29 domain=untrusted_app type=app_data_file levelFrom=all$ H' N# s* M; g" H
        user=_app minTargetSdkVersion=28 domain=untrusted_app_27 type=app_data_file levelFrom=all+ |- Q, n* [/ R5 w6 W$ {
        user=_app minTargetSdkVersion=26 domain=untrusted_app_27 type=app_data_file 7 _! T  X7 w. Y* R, Q
        levelFrom=user
0 |) E  `# X8 x$ @/ e1 s        user=_app domain=untrusted_app_25 type=app_data_file levelFrom=user
+ O0 L$ L! K' Y! Z0 {' e        user=_app minTargetSdkVersion=28 fromRunAs=true domain=runas_app levelFrom=all
4 I1 B9 u4 m  T3 h1 s6 d( Z        user=_app fromRunAs=true domain=runas_app levelFrom=user
2 U6 }1 i" F% Y- U        user         参考链接:https://blog.csdn.net/huilin9960/article/details/81530568
! r3 ]& e# K9 G) k# [. p4 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。
, ^, d' b' n9 h% c( ]: G        seinfo         不同签名会创建对应的selinux上下文。
9 R9 D' l. a! {) Y% t        Android.mk
! d6 O" [- D) Z2 O: T1 f        LOCAL_CERTIFICATE := platform% }/ s% G" U0 z, y
        有platform签名,所以seinfo是platform。
5 |8 f- w& M& C6 U# E3 D- |% c  i7 I        LOCAL_CERTIFICATE作用         参考文档https://blog.csdn.net/hnlgzb/article/details/107823874
) t- r* l9 x, q$ [        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。6 [& G$ Z+ B8 z3 P
                               ! F: N& t7 \4 [% x# q5 l, N
        以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,查看当前运行的应用信息:
' _7 p; ?: S4 n/ {        console:/ # ps -Z$ W" Z" j: {# b/ d
        u:r:system_app:s0              system       15712  1861 1050628 110868 SyS_epoll_wait     : T2 ?* Z) L8 @
        0 S forlinx.example.app4 ?0 P! k6 A! L% L# N  E  Z) e9 T
        u:r:untrusted_app_27:s0:c512,c768 u0_a62    30259  1861 1052120 114132 SyS_epoll_wait     
, a( R7 d, X  m0 I        0 S com.forlinx.changelogo# T3 g* k/ S* V' ], _3 }1 q6 b
        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。- L6 J$ a6 n7 s7 k, ~8 P9 r7 x
                               / i; n0 c, {; g: W/ Z& L7 f/ @9 s, J
& @0 U/ r/ b0 O4 m: o& @
                                                   ! T" [! Q( b- n4 s( @; t( k
        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。5 M$ v" X* F/ e* T+ T$ }
        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:
3 ?5 e. L7 ]/ I2 f" M        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/system_app.te
2 e# B: ~: n# {! J4 W0 t; Q        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/untrusted_app.te1 O6 z% }0 \9 V

1 u+ H: H) t7 @" v) z8 u2 i                            以forlinx.example.app为例,我们为其添加can设备的执行权限:, y0 E1 E% J& P: p7 z5 |# K

% m6 m. y2 T  J$ R1 c( I% D+ w3 Y                            OKT507-android-source/android$ vi device/softwinner/common/sepolicy/vendor/system_app.te
" B! D- o) B0 T6 A        ...
0 R4 @; _# N) j9 P' X, B8 h% T        allow system_app vendor_shell_exec:file { getattr open read execute execute_no_trans };8 D- @$ l- k& E3 s+ P2 y1 c$ K) a+ R
        allow system_app shell_exec:file { getattr open read execute execute_no_trans };
6 e9 ?! F- y' J6 R& X        allow system_app shell:file { getattr open read execute execute_no_trans };  I" r* K; `2 a; J3 N
        ...
7 p* q' T' `7 i1 w        以策略规则配置形式(allow domains types:classes permissions), Z$ a4 B- z% W- F
        分析:domains:system_app
  }$ r; X7 ]9 W# u7 S        types:vendor_shell_exec+ T6 O* K9 Q2 p* ~  M9 N
        classes:file
: o! G& o; E* L' E  H& n        permissions:getattr open read execute execute_no_trans
& [$ ]* ^9 m; e        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 {5 A2 e0 E: k' r, ^- V7 ?1 w
( _( b1 V% P4 [" a  W8 {$ P+ S  O                            libsepol.report_failure: neverallow on line 9 of system/sepolicy/private/system_app.te
, l( }6 r5 q1 U, x' c% c        (or line 41463 of policy.conf) violated by allow system_app shell:file { read open };
; k, G8 P+ D' F/ R# Q* u        libsepol.report_failure: neverallow on line 22 of system/sepolicy/private/shell.te2 _/ B8 A/ R9 o/ l$ b# r
         (or line 40025 of policy.conf) violated by allow system_app shell:file { read open };4 [$ @8 O) |% X" ]# b0 Z: B
        libsepol.check_assertions: 2 neverallow failures occurred
4 A4 L! q& R1 [4 J1 p1 S" N+ E2 E
                            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。, j$ o" T8 D- {1 v+ t3 j7 {, u
4 L( i( P, L  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。, a+ F" {) f8 A9 q! Y

- ], {* ~$ g( M- q& o( V
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