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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6 K" |9 O- n: I( m0 y; i* {
        操作系统:Android10.09 E' W) [+ L; k+ U2 A

8 z5 Q3 P6 i" l. t6 N& A                            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。% w+ D% {* ?- S
        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。
& |' F0 P5 o3 F                                5 ?0 i0 b& j2 @9 P7 L9 x
        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。6 @1 [9 `# F8 d" {2 N2 ?' v
        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。& [9 i2 `1 m: Y4 T4 i
        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 Z% }% x2 I; j7 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。
; r' R* Q1 P6 j        基于MAC的SElinux         参考链接:https://source.android.google.cn/security/selinux
2 N+ ?  L' L6 @( o        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。2 u) O* R; V# _5 L% B" d3 A
                              
+ k! |2 w# }/ D, |; n) W6 _; `1 L/ z, r  u. [
                            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。
7 \1 j; P$ l+ X; {8 m6 S        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。
4 ]9 ^2 t0 n5 J) U! w        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。9 M( r% c0 H3 I
        策略规则采用以下形式:allow domains types:classes permissions;,其中:
/ V. R4 z; Y, W: ~6 x. U2 M% L+ U
( {1 I& y1 L! r& q2 k8 u" N8 W8 q3 s                            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。
2 N& C% x2 \' d  _5 T        Type - 一个对象(例如,文件、套接字)或一组对象的标签。7 i1 d/ @- r8 I( ^5 ]/ D6 K5 y" 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)。
$ U! N  M% L- e) _) k        策略配置源文件         1、external/sepolicy
9 f" X9 [4 w4 Q8 A9 D* }  j6 ?        这是独立于设备的配置,一般不能针对设备进行修改
, n$ w* I! P0 @/ c' ?% J% N0 l; b6 f: b: a; @& X
                            2、device/<vendor>/<product>/sepolicy
  ~& P5 o! J, g8 }2 }        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。' x, B* [' b' r9 u/ c+ P

4 A" c' y' y6 x$ J8 Y4 Q                            以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,T507策略文件的路径如下:
  b) q& e$ S! L0 x1 R2 J+ T        OKT507-android-source/android$ ls device/softwinner/common/sepolicy/private  vendor
. g4 C3 t7 O% i* H* Z. e+ _* r        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。6 p  j" C5 e- X; L) U+ O; L
( ^7 @" b1 q% v) t1 J5 v' }# \! T
                            以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,T507 system_app的TE文件的路径如下:
* Y7 d; h/ Y4 _" r$ y+ W        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/system_app.te2 H( P$ ~6 ~( [$ }* d; E6 y, u& T
        标签配置文件         1、file_contexts:文件安全上下文
2 D/ E. p- B6 ~9 [/ P  `        2、property_contexts:属性安全上下文2 v3 c8 a; H- A% S" ^6 T

. m) U  d; P4 ]2 ~$ w. c                            以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,T507 安全上下文文件路径如下:
9 q/ |- L- \" j( C! r! M        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/property_contexts; H# i& Q9 k7 e
        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/file_contexts! f/ H4 Y2 H2 q# B- c8 k# p3 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):
# Y1 {0 N7 u' W5 D7 z+ J        1)untrusted_app 第三方app,没有Android平台签名,没有system权限
/ v. W/ ~# Z  T" V5 y5 Z& U9 @        2)platform_app 有android平台签名,没有system权限( c3 B. J# G; r9 D8 S
        3)system_app 有android平台签名和system权限5 B# m$ |, j2 @7 R
        从上面划分,权限等级,理论上:untrusted_app < platform_app < system_app1 z7 D2 A) Y/ R9 Z+ n6 s  m* b
        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3 o2 N' B1 _, q0 c- s
        system/sepolicy/private/seapp_contexts
8 g; ?. G; X9 k* W4 G( }        isSystemServer=true domain=system_server_startup" A4 ^: n& ]8 b0 R; u9 p2 @
        user=_app seinfo=platform name=com.android.traceur domain=traceur_app type=app_data_file levelFrom=all1 U( z; F/ A5 y8 W1 P; U3 ^* W9 t! u
        user=system seinfo=platform domain=system_app type=system_app_data_file  i1 i" J. `7 K9 s" z% L0 Y
        user=bluetooth seinfo=platform domain=bluetooth type=bluetooth_data_file
" |/ R8 j4 V% g6 e, l. u        user=network_stack seinfo=network_stack domain=network_stack levelFrom=all 3 p6 _& {" F! B8 L# W: q
        type=radio_data_file& B# h' o1 X7 d; A/ f1 A
        user=nfc seinfo=platform domain=nfc type=nfc_data_file) Q3 c  P0 ~9 E9 G) o
        user=secure_element seinfo=platform domain=secure_element levelFrom=all
/ N' [. n  r# V& ?; }/ b! ?+ ~3 L        user=radio seinfo=platform domain=radio type=radio_data_file8 ^. C5 K$ _/ U
        user=shared_relro domain=shared_relro
  K& a+ T0 c1 H6 r% l# G( h        user=shell seinfo=platform domain=shell name=com.android.shell type=shell_data_file: F& l7 r- @* d# v$ g: y) Z
        user=webview_zygote seinfo=webview_zygote domain=webview_zygote
  s" q  ~% f$ p3 ^" D, X5 d3 g        user=_isolated domain=isolated_app levelFrom=al2 J$ a' p8 K+ }( b4 D
        luser=_app seinfo=app_zygote domain=app_zygote levelFrom=all' m- w) f3 _8 a/ H% L
        user=_app seinfo=media domain=mediaprovider name=android.process.media type=app_data_file 7 {4 ?) Y# {- |7 T# `- |  w" o
        levelFrom=user4 ]! m: Y3 R9 R+ n/ S+ }% l
        user=_app seinfo=platform domain=platform_app type=app_data_file levelFrom=user1 @' ^3 a/ p  y8 u& Z  ]
        user=_app isEphemeralApp=true domain=ephemeral_app type=app_data_file levelFrom=all
% }* e+ I8 ]: a! [        user=_app isPrivApp=true domain=priv_app type=privapp_data_file levelFrom=user
5 F( R. X" p9 \6 j- V1 |        user=_app minTargetSdkVersion=29 domain=untrusted_app type=app_data_file levelFrom=all
. b+ H$ v2 l. t2 v* u" [        user=_app minTargetSdkVersion=28 domain=untrusted_app_27 type=app_data_file levelFrom=all% R4 X/ Q& m; C! s
        user=_app minTargetSdkVersion=26 domain=untrusted_app_27 type=app_data_file
/ ?  I% w; q3 p- B        levelFrom=user
3 i! P$ s- m7 u3 {2 g        user=_app domain=untrusted_app_25 type=app_data_file levelFrom=user
$ }4 C$ @1 L. d6 L5 I0 W, v0 D$ A0 }        user=_app minTargetSdkVersion=28 fromRunAs=true domain=runas_app levelFrom=all2 _- D+ }" d  s0 V. [2 ^% g/ L4 o
        user=_app fromRunAs=true domain=runas_app levelFrom=user( J+ |: W  }% e3 q) C4 ]
        user         参考链接:https://blog.csdn.net/huilin9960/article/details/81530568
+ d: g) A/ I& }" _8 X        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。) H0 e" N: D: s  D5 j' W
        seinfo         不同签名会创建对应的selinux上下文。
- D+ c# Z1 r# R4 h# o7 ~2 z5 d& |% X        Android.mk( Q" q/ z3 \7 w) E" G2 T
        LOCAL_CERTIFICATE := platform
3 M6 V, [- |0 t. E! b* Q        有platform签名,所以seinfo是platform。' g4 \1 \5 \5 _0 Z% m3 z
        LOCAL_CERTIFICATE作用         参考文档https://blog.csdn.net/hnlgzb/article/details/107823874
4 V6 z/ @4 i: T        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。
) z. N9 N0 W1 l                              
1 m* W# H4 p$ R: B# ^2 K# c5 P4 g        以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,查看当前运行的应用信息:2 K* n# s$ {1 S: l/ e9 J- p
        console:/ # ps -Z
, Q5 S0 G2 U4 c0 S, q        u:r:system_app:s0              system       15712  1861 1050628 110868 SyS_epoll_wait     
1 ]; \3 j0 M" ~7 b        0 S forlinx.example.app
% Z6 C& R; A0 y. i% F        u:r:untrusted_app_27:s0:c512,c768 u0_a62    30259  1861 1052120 114132 SyS_epoll_wait     
9 l) _, V. c( k# |( u        0 S com.forlinx.changelogo
1 q& a! {! a# R$ W% [: A9 w0 j% A$ 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。
# Q+ `+ c* j, X+ T1 o+ W                               ! u2 A0 x8 M7 \: G
& u$ n2 ]- ^- z8 D
                                                   " H, I9 N8 ~( x5 r" M( g8 o0 _
        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。) R. B4 M2 f; c9 k0 H0 w
        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:
6 ?' T  N8 I3 O% J2 X        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/system_app.te3 a; q3 {! w7 h/ ~) _+ B) A8 g2 a& s
        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/untrusted_app.te
7 e1 U6 r4 b" n: m
+ I2 I* z% t4 Z                            以forlinx.example.app为例,我们为其添加can设备的执行权限:
- y3 ], h9 P7 \) Z
. b  D/ Q0 M. i0 B- m4 \$ g& `7 z0 F                            OKT507-android-source/android$ vi device/softwinner/common/sepolicy/vendor/system_app.te4 q: e2 z$ O( D8 _5 f0 Z+ A! `
        ...) p# O8 T, g$ d: O& u6 Z- _
        allow system_app vendor_shell_exec:file { getattr open read execute execute_no_trans };
: N/ W3 \0 D/ }* K$ X        allow system_app shell_exec:file { getattr open read execute execute_no_trans };$ Q5 J5 P; c" i0 t) I5 z
        allow system_app shell:file { getattr open read execute execute_no_trans };
. _+ z+ W: x0 f$ X        ...7 Q% B7 G0 o$ ?  t7 h% Y( @
        以策略规则配置形式(allow domains types:classes permissions)
6 i) }& w/ b' k+ l7 {; h        分析:domains:system_app
5 L/ E/ o3 O; }8 W        types:vendor_shell_exec
! k; R- K) q. p" ?  }        classes:file
$ x# r3 g& J* S/ q0 b' W5 }: x        permissions:getattr open read execute execute_no_trans
4 g: A4 T. \  V& \1 [  X        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:
% q' L$ \. k6 w# Y0 P; J- C# _6 M0 ?4 h# p- u
                            libsepol.report_failure: neverallow on line 9 of system/sepolicy/private/system_app.te
- b/ R  W5 ]* M        (or line 41463 of policy.conf) violated by allow system_app shell:file { read open };7 y- T. `3 s/ J
        libsepol.report_failure: neverallow on line 22 of system/sepolicy/private/shell.te
$ n  Q* c+ B5 w: G; K! \         (or line 40025 of policy.conf) violated by allow system_app shell:file { read open };, S/ U5 X3 [. R$ H
        libsepol.check_assertions: 2 neverallow failures occurred
3 F1 L# L; u0 s2 c5 k! q- \/ l; ?& j
                            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/ u' }: j% o5 {0 M5 h

; O) S6 \; V0 x                            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。" C, x# [! B5 `0 W4 a, L

: j5 W( o3 G  D' x0 g+ g) y
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