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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
/ p1 o( k( ]5 y7 W5 z2 d1 |# S5 o        操作系统:Android10.0
+ }; ]6 Z2 s$ h! _+ |, p' \/ g/ ^& o. E4 z+ j5 V8 I) a6 c& _
                            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 @1 c. K8 ]& 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。
6 E' x# Y* M: g2 y0 s- A                                # r. t4 ]  P  b4 Y% u3 W. Q
        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。
2 ^+ T& `: s: P2 Z/ Y% p3 _        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。
  R3 J7 y* Z3 I5 [+ V        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。
6 \/ c4 s- j, R5 [+ x7 ?        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。
- V0 U# M2 G, J: b; c        基于MAC的SElinux         参考链接:https://source.android.google.cn/security/selinux
" t% z' E; [/ b! K2 J+ O' j        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。
0 I" h3 N0 s$ Q7 ~/ z# d# `# o' F                              
) d  r8 z, s& O4 O) c. `% f& {( y9 X
7 t! ^1 B1 i$ m3 J) X                            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。2 C5 \& \& ~; r6 e
        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。# }' S% c" B& z8 z
        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。
7 F  `3 u6 [$ Y# s. B        策略规则采用以下形式:allow domains types:classes permissions;,其中:
* s# y% {. s; n; O- ]1 f' d- C  f+ {
                            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。) f' x/ z9 Z9 y6 _' Q2 X
        Type - 一个对象(例如,文件、套接字)或一组对象的标签。
  ~3 o, E5 o. a5 ?        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: |2 \8 s6 w2 A$ t        策略配置源文件         1、external/sepolicy
& N( d! x/ ^$ H+ \        这是独立于设备的配置,一般不能针对设备进行修改
3 s# B6 N4 S/ g6 j3 U  j& D6 B+ E, H: s" d. u" \
                            2、device/<vendor>/<product>/sepolicy4 D6 l$ D1 S: g6 \
        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。
2 u- X9 ~1 k! E" L# M: d; v
2 V. b+ r: p7 \' w                            以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,T507策略文件的路径如下:% L5 M" ~, ]- m% ~
        OKT507-android-source/android$ ls device/softwinner/common/sepolicy/private  vendor
% ]' i5 ~6 M- b$ s$ W" w1 j$ \        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。) n' d. l, D  x: [
4 v$ N* T* u% V; j) y) E# Y
                            以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,T507 system_app的TE文件的路径如下:) Q2 {, O8 E3 F+ X" r$ W( {, |$ X
        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/system_app.te0 e& n' Q% U: Y" i
        标签配置文件         1、file_contexts:文件安全上下文
" }! B- n8 o6 E% b2 w4 t4 f        2、property_contexts:属性安全上下文4 n9 h1 ~9 P3 z$ l

' X( u, k. k  j, q. y# O                            以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,T507 安全上下文文件路径如下:4 @  ?5 m5 o/ \. z8 X
        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/property_contexts* `$ i; k" B" D$ S) l
        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/file_contexts" R7 q6 u+ e4 v8 w5 e: w
        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):8 D8 g, D, W3 D! V& {8 l
        1)untrusted_app 第三方app,没有Android平台签名,没有system权限1 w; t. n) m! _8 c2 _
        2)platform_app 有android平台签名,没有system权限
; r, Y8 R* V9 }0 C        3)system_app 有android平台签名和system权限. F# ~8 \9 k+ k9 ^1 G( T: @/ V
        从上面划分,权限等级,理论上:untrusted_app < platform_app < system_app/ w, f& p! X  z4 `0 k# k
        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% T- x3 f! j; P# |5 X
        system/sepolicy/private/seapp_contexts
7 F5 G8 m- w$ D        isSystemServer=true domain=system_server_startup1 e: m, c4 y5 w4 ]2 d
        user=_app seinfo=platform name=com.android.traceur domain=traceur_app type=app_data_file levelFrom=all1 h. T$ W  S+ F' Y5 ?
        user=system seinfo=platform domain=system_app type=system_app_data_file
* ?- s& j9 w% C8 Y, a8 A9 i2 [; L        user=bluetooth seinfo=platform domain=bluetooth type=bluetooth_data_file
2 V# Z2 s/ V% F" P6 U$ E- c0 u        user=network_stack seinfo=network_stack domain=network_stack levelFrom=all 1 R) `# R& V/ N
        type=radio_data_file
5 D* n; `; l/ B+ }' e: @        user=nfc seinfo=platform domain=nfc type=nfc_data_file# e+ P  F. q  O" N0 E  x
        user=secure_element seinfo=platform domain=secure_element levelFrom=all2 f/ i$ o: a, w3 Q$ J8 h
        user=radio seinfo=platform domain=radio type=radio_data_file( r  @& W- j1 o4 p$ g  A0 m; T4 v& d
        user=shared_relro domain=shared_relro& u2 O5 j( ]/ C' D5 P8 E. }; B
        user=shell seinfo=platform domain=shell name=com.android.shell type=shell_data_file
5 I0 R2 j4 b8 V9 f1 Y        user=webview_zygote seinfo=webview_zygote domain=webview_zygote
/ ^$ ]% r0 R" N: D) s, K. q        user=_isolated domain=isolated_app levelFrom=al
  {* _2 A; ~0 Y' {3 K        luser=_app seinfo=app_zygote domain=app_zygote levelFrom=all
' i/ S2 k$ v+ N' \/ `/ B8 f        user=_app seinfo=media domain=mediaprovider name=android.process.media type=app_data_file $ P% B8 f: C( J8 G$ C- Q
        levelFrom=user
$ d' P9 X& X% |' y        user=_app seinfo=platform domain=platform_app type=app_data_file levelFrom=user5 \( i1 \; i( U
        user=_app isEphemeralApp=true domain=ephemeral_app type=app_data_file levelFrom=all' c7 V' ^* R  W# Y% u
        user=_app isPrivApp=true domain=priv_app type=privapp_data_file levelFrom=user
2 l% w( N% N; _% S; }) j        user=_app minTargetSdkVersion=29 domain=untrusted_app type=app_data_file levelFrom=all
6 v8 }/ T. l8 k9 }9 L3 t3 @        user=_app minTargetSdkVersion=28 domain=untrusted_app_27 type=app_data_file levelFrom=all
; F0 l9 m% A' }1 a+ n        user=_app minTargetSdkVersion=26 domain=untrusted_app_27 type=app_data_file 5 f4 m4 n5 }/ k* X! V* v1 y( P
        levelFrom=user
' h$ z# }; {$ B$ a) }$ I& z* _        user=_app domain=untrusted_app_25 type=app_data_file levelFrom=user
3 |) f3 t) k. |; C9 {( c( }        user=_app minTargetSdkVersion=28 fromRunAs=true domain=runas_app levelFrom=all
8 J$ `# l: P, I7 M        user=_app fromRunAs=true domain=runas_app levelFrom=user
6 l- M. s! k9 l% ?. O, ]        user         参考链接:https://blog.csdn.net/huilin9960/article/details/815305680 Q: m% u8 \5 [: C8 l( I% l8 ]
        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。- v" C4 C0 a' i9 Q$ \# Z! d1 L' d- C
        seinfo         不同签名会创建对应的selinux上下文。- E+ o$ }, t8 v' ]; B# m
        Android.mk
) G2 i. X+ W$ r5 b6 Y        LOCAL_CERTIFICATE := platform) ?  f4 q6 j3 c( b: K
        有platform签名,所以seinfo是platform。
6 [. c) X1 e% Z        LOCAL_CERTIFICATE作用         参考文档https://blog.csdn.net/hnlgzb/article/details/107823874
2 I0 x( a3 d# V        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。
! _% c; V5 x* p; w  F2 V7 ~/ c" ~                              
. b: m7 Y, R5 d* B$ [! N( Q* z3 ]9 l        以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,查看当前运行的应用信息:" R# q% a* M# F1 N0 M
        console:/ # ps -Z7 u2 a. Y' S* z, G# ~' o
        u:r:system_app:s0              system       15712  1861 1050628 110868 SyS_epoll_wait     ( n" _# y2 h" v; f: Y
        0 S forlinx.example.app
1 G* k( p& B& C  [        u:r:untrusted_app_27:s0:c512,c768 u0_a62    30259  1861 1052120 114132 SyS_epoll_wait     4 Q( _% I" `, C* ]
        0 S com.forlinx.changelogo& z  _- G2 j4 S& O
        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 W6 L- }: [! Z- H  g$ A- I! Y
                              
  H& B* }- P& m7 ]3 I, F# F+ H' r
                                                  
3 f# L: `% L! D& B3 a% q        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。
7 v4 Z# r  U5 Z+ j" `8 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:% o9 Y- J  K  G9 q! Z
        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/system_app.te* b! d! ?( v/ Y. U# {
        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/untrusted_app.te9 n" o" q1 u+ [9 M1 t( d

) l9 S" C$ c6 {* x8 D% o/ s                            以forlinx.example.app为例,我们为其添加can设备的执行权限:
, }8 n4 m) n  s- |0 B1 A; o3 k8 L! p6 z5 Q: A; L6 i; `! i9 v
                            OKT507-android-source/android$ vi device/softwinner/common/sepolicy/vendor/system_app.te3 e0 w( a7 v$ u7 o1 R
        ...
! @' v" O  H2 t7 X0 p/ n        allow system_app vendor_shell_exec:file { getattr open read execute execute_no_trans };
4 T& T/ S7 e7 t) f9 Q        allow system_app shell_exec:file { getattr open read execute execute_no_trans };% s4 O8 b3 A4 }6 c
        allow system_app shell:file { getattr open read execute execute_no_trans };
0 F( d& |# z$ D% X% X        ...1 i) J# ]3 c5 b! k  v
        以策略规则配置形式(allow domains types:classes permissions)+ b$ m. D  d! @, {0 u" i8 f2 e; k  L
        分析:domains:system_app
: L  }- W' \: Q, G" l4 B* x        types:vendor_shell_exec
  l8 G& m3 D7 ~7 C. X        classes:file
1 o1 ?- |8 t# B/ v        permissions:getattr open read execute execute_no_trans* |: ?! v9 d  {8 `1 r+ P
        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:
6 i, Q" O9 }# L) d, d2 v8 g9 D9 ?) ~8 {. y6 T9 y
                            libsepol.report_failure: neverallow on line 9 of system/sepolicy/private/system_app.te ' s8 S+ D# N2 N) e
        (or line 41463 of policy.conf) violated by allow system_app shell:file { read open };" f( W) ~$ I2 e5 Z4 I! S7 ?
        libsepol.report_failure: neverallow on line 22 of system/sepolicy/private/shell.te
( z1 p5 G; K9 U& G+ X) j+ o' E. Y         (or line 40025 of policy.conf) violated by allow system_app shell:file { read open };+ x7 Y1 y" q/ d) R& m" n
        libsepol.check_assertions: 2 neverallow failures occurred
) t" Q3 z5 Y3 P; ]' G
  a3 q* [; |* M! s! f0 g                            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。
- D5 n( N2 L0 c8 Y$ U' A: A+ ~$ O& h) l' q1 P8 [4 b; \1 y
                            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。* D7 r; k$ ]8 W3 S

- g1 C' A0 R! Y
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