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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) _, `# G! {5 W3 j/ m
        操作系统:Android10.0
" U# h7 E2 b6 r7 |' g; d9 S, o% b9 }! i- 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。
7 }) u( X% A% `8 p+ {) U( d        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。
* m$ D  `6 H0 x                                ! }3 K# o( m3 ^; F! \
        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。
& V! \3 S. z6 S; z        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 ]) _& d  ]" E9 N5 }0 y3 }
        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。
; M0 ?9 a5 p) G5 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。  {' N' A) z  H- D
        基于MAC的SElinux         参考链接:https://source.android.google.cn/security/selinux
3 `3 e/ \( g9 P+ z+ U7 c        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。
* H4 K" ~# i& ^% D                               1 n& e* C8 p3 z2 i' N
4 ^/ h( j  F( 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。$ u3 r9 l* L" a! {$ J3 L- y
        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。+ M/ J4 L9 M2 j2 {
        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。
. E5 ?$ ?$ ^$ s" N7 \7 c1 z" y" L% q- U        策略规则采用以下形式:allow domains types:classes permissions;,其中:/ J; q6 i! q% j- I+ i% Z; P! w0 o

) }  [9 D! a( N$ F3 e9 u; u. K+ G                            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。" w: j5 y" R% ]( g, K
        Type - 一个对象(例如,文件、套接字)或一组对象的标签。% R" o) Z' S' ]5 _) n
        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)。
$ x/ Z' q/ f, q9 E        策略配置源文件         1、external/sepolicy
0 o( V4 ~% N" Y/ X" N9 f7 Y7 y        这是独立于设备的配置,一般不能针对设备进行修改* t5 O0 {+ X# \( H
8 ^+ U) b" P' d2 n  ?
                            2、device/<vendor>/<product>/sepolicy. n$ n9 U; a1 U. b
        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。
! F/ g) S2 Y3 B
. \! a% g: }3 d) j/ D% N! j: L                            以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,T507策略文件的路径如下:; E5 n- f: `  Q# M; \! z
        OKT507-android-source/android$ ls device/softwinner/common/sepolicy/private  vendor
) F& k% X+ c/ @) [0 _        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。5 _7 b$ E& l8 \4 c' Z: Q# I8 J4 ~

+ k0 A3 U5 Z$ I2 x3 n" j& W& `, J; v                            以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,T507 system_app的TE文件的路径如下:
6 _# D' |7 s, ^, Z        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/system_app.te3 _* h( K) {$ b( `+ r
        标签配置文件         1、file_contexts:文件安全上下文. ]3 |  L: d! \/ o% E8 a2 {2 F
        2、property_contexts:属性安全上下文
2 V& c+ L% H  [2 @5 j6 F; M
5 Q* g1 c3 X- o6 M4 \2 w1 j) E                            以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,T507 安全上下文文件路径如下:
+ Z+ ~; G+ f9 m& D* F" _" C( G9 [        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/property_contexts2 w9 Q# I$ Q2 J! K1 ]' F* a) [
        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/file_contexts
) p5 d% J% ?% }8 `        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 t* |! l  H3 D3 z/ `6 Q        1)untrusted_app 第三方app,没有Android平台签名,没有system权限8 _3 Y. F4 g6 {) t: i; z" U# ^: K
        2)platform_app 有android平台签名,没有system权限$ B$ F: i7 E. H3 v3 T
        3)system_app 有android平台签名和system权限; V1 \4 p1 ], T, W: b0 S* |1 Y$ d
        从上面划分,权限等级,理论上:untrusted_app < platform_app < system_app
! u* K, c7 ^, J! ]9 }* q5 q: C        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
# d3 H$ P- v; T% T* K) W        system/sepolicy/private/seapp_contexts
+ P  `; H- h( a9 D8 k; T        isSystemServer=true domain=system_server_startup
7 j# h$ D9 G0 a% G4 L3 |5 V. x+ X        user=_app seinfo=platform name=com.android.traceur domain=traceur_app type=app_data_file levelFrom=all
1 F9 \  ]! ~' b% e        user=system seinfo=platform domain=system_app type=system_app_data_file
1 A. h& y5 C* n. A+ j3 Y# d2 B        user=bluetooth seinfo=platform domain=bluetooth type=bluetooth_data_file* M1 a  Y2 G4 B1 ]5 B$ g
        user=network_stack seinfo=network_stack domain=network_stack levelFrom=all
; }, r+ b7 ^# r        type=radio_data_file
3 Q/ L8 W! }% S% g6 S1 N& e        user=nfc seinfo=platform domain=nfc type=nfc_data_file) J, D0 b6 q4 p5 i
        user=secure_element seinfo=platform domain=secure_element levelFrom=all
# M7 I) B  n6 C6 T  b+ S        user=radio seinfo=platform domain=radio type=radio_data_file& c, S- r/ {; a' [0 s3 G: a) ~
        user=shared_relro domain=shared_relro
1 N  d: B! c) }4 P& D        user=shell seinfo=platform domain=shell name=com.android.shell type=shell_data_file) V9 k* p. {/ ~( l8 k
        user=webview_zygote seinfo=webview_zygote domain=webview_zygote& H0 M5 g# y3 e/ {0 O
        user=_isolated domain=isolated_app levelFrom=al
, y  b- `% q& {! z9 S        luser=_app seinfo=app_zygote domain=app_zygote levelFrom=all
0 q) Y8 K, g# o0 Z0 Q4 ?        user=_app seinfo=media domain=mediaprovider name=android.process.media type=app_data_file 5 ]( [4 u, h" P+ S
        levelFrom=user
  U# P& \( n/ }, g! ^        user=_app seinfo=platform domain=platform_app type=app_data_file levelFrom=user+ l: R2 H" b- I- h5 P4 {
        user=_app isEphemeralApp=true domain=ephemeral_app type=app_data_file levelFrom=all. F$ \- I- C2 m8 F2 ~
        user=_app isPrivApp=true domain=priv_app type=privapp_data_file levelFrom=user
; v6 b% |- p2 d- Y  `        user=_app minTargetSdkVersion=29 domain=untrusted_app type=app_data_file levelFrom=all0 F1 Z! v/ j4 s
        user=_app minTargetSdkVersion=28 domain=untrusted_app_27 type=app_data_file levelFrom=all1 G4 K0 }% B  @
        user=_app minTargetSdkVersion=26 domain=untrusted_app_27 type=app_data_file
2 G( r% I# Q2 L. M$ @        levelFrom=user
9 D' H; y4 M5 M. }$ f        user=_app domain=untrusted_app_25 type=app_data_file levelFrom=user
! B$ i) _( V  O7 m; M. u        user=_app minTargetSdkVersion=28 fromRunAs=true domain=runas_app levelFrom=all* E  `8 A4 \9 |
        user=_app fromRunAs=true domain=runas_app levelFrom=user
5 T5 l* m2 n2 A; X2 C' o  a- z        user         参考链接:https://blog.csdn.net/huilin9960/article/details/815305682 \0 }3 M0 q0 `1 D$ h6 u/ R( o
        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。
) M; F1 X8 `  O7 }" M% N        seinfo         不同签名会创建对应的selinux上下文。
" z  M" g* ^7 ?. `  `# K. j        Android.mk' P, _6 b+ `- [- c+ a0 L5 ?
        LOCAL_CERTIFICATE := platform3 c, `+ O( W0 ]7 m
        有platform签名,所以seinfo是platform。
: m. R' B) A! N/ y" x        LOCAL_CERTIFICATE作用         参考文档https://blog.csdn.net/hnlgzb/article/details/107823874
% ?# a* V7 X' ~, y! s        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。
9 T% p1 Y; _, n3 J0 m                              
3 A. z$ z/ z4 V        以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,查看当前运行的应用信息:# v  d# d# G) |
        console:/ # ps -Z
+ o( r; d% l, `        u:r:system_app:s0              system       15712  1861 1050628 110868 SyS_epoll_wait     
. M& W9 k! I8 y3 [7 X8 M  Q6 ?- ~        0 S forlinx.example.app
6 F2 V" B* U9 B( l" V& l        u:r:untrusted_app_27:s0:c512,c768 u0_a62    30259  1861 1052120 114132 SyS_epoll_wait     
- _- |# ?- w& E5 t- W0 Y        0 S com.forlinx.changelogo5 Q( ~  j2 B3 g  M
        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。/ S, U9 ?4 n2 j3 U. t( U) J# N& t" w
                               ' _# E0 j1 @9 D7 m9 e

# H+ [' A; ]( A  M* P! R                                                   , ?- W& r7 p3 Y/ g9 ]
        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。( I% ]- A- B2 P0 A8 l0 e
        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:8 Q, t0 P' O5 B* v# r% d1 s
        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/system_app.te- b: Y3 l) J3 @+ z  J0 I
        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/untrusted_app.te, D$ [/ B6 c7 N) V

* o. f/ c/ U  ?                            以forlinx.example.app为例,我们为其添加can设备的执行权限:8 x. Z+ G0 u- H- g" V) |; B

1 Q8 G- Q$ U. m5 [3 A# b                            OKT507-android-source/android$ vi device/softwinner/common/sepolicy/vendor/system_app.te
! L8 ~, j0 J- H! N- H& v7 _" [        ...+ `: \) @% }; d9 P9 u2 |" d- B
        allow system_app vendor_shell_exec:file { getattr open read execute execute_no_trans };; S5 g- Q& Q  F1 a+ _
        allow system_app shell_exec:file { getattr open read execute execute_no_trans };
1 N5 J6 {( a1 `6 d* u$ A+ [% S        allow system_app shell:file { getattr open read execute execute_no_trans };( ^2 p/ v: e) M+ O$ _5 L
        ...$ I- \; T8 A% `- Y
        以策略规则配置形式(allow domains types:classes permissions)
3 ^: r6 j- @9 h2 l& L/ U' l        分析:domains:system_app
! M$ W& R7 B. r5 h( Z        types:vendor_shell_exec
" _+ i: @9 u+ ]$ s2 C, g        classes:file  M% ?3 i0 ?! G) [8 I
        permissions:getattr open read execute execute_no_trans
1 k5 k1 H# g: F9 A; \        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:& L) Z: N" `9 N
' z% m  O" ~1 ~# w  l- T0 b
                            libsepol.report_failure: neverallow on line 9 of system/sepolicy/private/system_app.te
2 Z1 T1 a( j4 O, T8 b# P6 N  Y        (or line 41463 of policy.conf) violated by allow system_app shell:file { read open };* f, D3 Y+ U1 M- z' x0 S" D
        libsepol.report_failure: neverallow on line 22 of system/sepolicy/private/shell.te
% W; U) ~1 x9 `: A         (or line 40025 of policy.conf) violated by allow system_app shell:file { read open };, k. Y; J9 m5 U! A/ |$ p) t5 U- @
        libsepol.check_assertions: 2 neverallow failures occurred
# q9 ~/ e. Y- J, ^
0 D. q! D4 \/ {1 x0 [$ m                            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。
# w/ ~9 n! T" ]+ A1 n" f( O- q+ K! `
& g& m9 {6 r/ F/ J1 W                            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。4 F* k- R9 Q0 P& X6 ]/ _
: P* j2 D# C# y* q; b+ \' n
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