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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2 j- b5 S" v- z
        操作系统:Android10.0
* v2 M! `" T; D  g
# E, g$ p& @) J/ w; I( |                            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。( X! u7 L7 k$ K, k6 l9 \1 u* \: [+ {9 ~
        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。
1 w- f" l9 }: i                                . y& U0 l( |* k  s, o
        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 {3 \3 a4 G& z3 v1 r4 ^) m
        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。
% Z2 _4 E7 ]6 g2 |& [        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。3 [3 j( p- T; b7 B& x/ Z
        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。
& h/ b7 x: Y- u  k  L0 s        基于MAC的SElinux         参考链接:https://source.android.google.cn/security/selinux- l# F1 i4 {. @
        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。
7 u0 d, k* K; ~9 e; u- ^- \; J                              
1 d' z. r. i! V# T. ~6 b
6 k2 ~7 S  E0 ^: E  n: e                            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。- z$ ?; t, R4 k" r, a) a
        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# \6 p( L. r3 ^8 S        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。
) s# o7 g1 E  i* Z1 M, o        策略规则采用以下形式:allow domains types:classes permissions;,其中:
" p2 u6 f; ?3 m6 Q. f* Z* X; S+ h8 {2 S/ ^2 V9 E
                            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。  b4 \- H- {; @; j' Y
        Type - 一个对象(例如,文件、套接字)或一组对象的标签。: E7 Z7 p! x& }0 a
        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)。
7 P8 g" u: W. ^8 Z$ ?* q6 ?4 [' w        策略配置源文件         1、external/sepolicy0 ]( N4 K: C7 p
        这是独立于设备的配置,一般不能针对设备进行修改
* G3 h, c/ @* R, o( L. U6 z) B0 W, d, O5 v: Q# r) g
                            2、device/<vendor>/<product>/sepolicy5 A1 p* _. g7 W# D2 t* H
        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。  @' a1 P+ c4 }: _6 R
- `' d2 m( v6 t+ t& A
                            以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,T507策略文件的路径如下:
# h) V9 e5 @) V7 N3 `% b3 n        OKT507-android-source/android$ ls device/softwinner/common/sepolicy/private  vendor
1 M% B6 {6 H8 _        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。2 D, w' y- M: h( Y
% m! F( T, u' j- Q! @
                            以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,T507 system_app的TE文件的路径如下:" I* }0 E3 _  U
        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/system_app.te, U0 v8 d  K1 b& \2 Y4 X% i
        标签配置文件         1、file_contexts:文件安全上下文
; w6 u% X' j9 q0 U8 g        2、property_contexts:属性安全上下文1 Q# \4 K! O* o, l: s2 r3 T
) x6 x# c& B) t5 U6 w1 V
                            以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,T507 安全上下文文件路径如下:* C0 Z5 U/ V: w" k) G0 X: |
        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/property_contexts
9 E, G5 z& o! k0 j/ w( F        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/file_contexts* W- N. H! Y. }
        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):
7 `% H0 {8 L4 g( y        1)untrusted_app 第三方app,没有Android平台签名,没有system权限
  H4 `. q$ m4 d5 T' n        2)platform_app 有android平台签名,没有system权限& j4 a, h2 C! c: T5 B
        3)system_app 有android平台签名和system权限# `3 Y0 b2 w) L, L5 g
        从上面划分,权限等级,理论上:untrusted_app < platform_app < system_app
4 ^1 R2 P- @- g: a; l( y        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8 C( a) z( A; X; T/ C
        system/sepolicy/private/seapp_contexts
) N7 o9 }  i* l/ U1 A1 J3 M0 o        isSystemServer=true domain=system_server_startup
" w; ?/ m1 k/ r+ {) z* _) m3 k        user=_app seinfo=platform name=com.android.traceur domain=traceur_app type=app_data_file levelFrom=all/ b& i2 r% C* X% e
        user=system seinfo=platform domain=system_app type=system_app_data_file
1 z$ _. \: B, ?) i5 L) {2 y( y        user=bluetooth seinfo=platform domain=bluetooth type=bluetooth_data_file
9 E8 H, \* o# i1 c6 u+ U2 H. m        user=network_stack seinfo=network_stack domain=network_stack levelFrom=all
- [9 m0 z1 [9 |2 X. X        type=radio_data_file
4 l$ J1 q' U0 k) L, M: k! v8 I8 g        user=nfc seinfo=platform domain=nfc type=nfc_data_file% Q" Y# @: L5 x* @5 \
        user=secure_element seinfo=platform domain=secure_element levelFrom=all8 \. m1 l, t& Y1 Q% B$ T/ D
        user=radio seinfo=platform domain=radio type=radio_data_file( B& l% z) Y6 D4 ^$ u% r
        user=shared_relro domain=shared_relro
% H' J- j  s5 F" b        user=shell seinfo=platform domain=shell name=com.android.shell type=shell_data_file
, o& `5 m! b9 @3 N: _        user=webview_zygote seinfo=webview_zygote domain=webview_zygote; d( p. g/ L- n$ F
        user=_isolated domain=isolated_app levelFrom=al
! @; m0 Y3 L- J# W        luser=_app seinfo=app_zygote domain=app_zygote levelFrom=all
3 {2 G- q& [- i  t# a4 D        user=_app seinfo=media domain=mediaprovider name=android.process.media type=app_data_file
! X9 R2 L5 d0 @4 j1 R! T        levelFrom=user  W  w/ K: ]$ E# B; |# F1 U9 @( K
        user=_app seinfo=platform domain=platform_app type=app_data_file levelFrom=user6 T* k. N! |0 r
        user=_app isEphemeralApp=true domain=ephemeral_app type=app_data_file levelFrom=all: g: |+ r+ @9 u9 W( \# m
        user=_app isPrivApp=true domain=priv_app type=privapp_data_file levelFrom=user
; n5 @9 D0 ^% Y* r; J        user=_app minTargetSdkVersion=29 domain=untrusted_app type=app_data_file levelFrom=all
0 q  O9 ^4 t3 E+ {  a        user=_app minTargetSdkVersion=28 domain=untrusted_app_27 type=app_data_file levelFrom=all
0 @2 f: G; {& f# j" a; x        user=_app minTargetSdkVersion=26 domain=untrusted_app_27 type=app_data_file
% v# n9 m3 _: b        levelFrom=user
6 L$ x" Y( A) t- y1 A! `        user=_app domain=untrusted_app_25 type=app_data_file levelFrom=user
( ?5 [9 a9 \! h1 L7 J( c9 o  r) r        user=_app minTargetSdkVersion=28 fromRunAs=true domain=runas_app levelFrom=all1 P. r- L5 w+ Q2 S  I/ s/ q
        user=_app fromRunAs=true domain=runas_app levelFrom=user
% n2 w+ i0 y, X" D$ k        user         参考链接:https://blog.csdn.net/huilin9960/article/details/81530568
' K) k4 w; C* j6 W        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。
. X: v8 Z5 ^  W& }        seinfo         不同签名会创建对应的selinux上下文。" R, l& v: O# c$ h
        Android.mk
# U+ b6 a! P$ B+ g. f2 p+ v        LOCAL_CERTIFICATE := platform' }* d4 [* O% q. m" ^
        有platform签名,所以seinfo是platform。
7 E) U0 i- W/ Z0 ^- K4 C7 Y        LOCAL_CERTIFICATE作用         参考文档https://blog.csdn.net/hnlgzb/article/details/107823874# n, _8 u8 J+ ?& ]) N8 i
        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 |3 T) J  n3 I; D% n: D                              
; N7 j7 ^8 A( q* C" _        以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,查看当前运行的应用信息:
/ c0 ]+ o1 @" }. a3 e        console:/ # ps -Z% m% a% T' `5 \! k  z
        u:r:system_app:s0              system       15712  1861 1050628 110868 SyS_epoll_wait     : f* r( U3 I: Z4 J
        0 S forlinx.example.app
- y9 B$ P# g5 @) j9 Y1 x" v. }        u:r:untrusted_app_27:s0:c512,c768 u0_a62    30259  1861 1052120 114132 SyS_epoll_wait     $ E% x; B! |4 c9 u; I9 i
        0 S com.forlinx.changelogo& x$ _9 S% z1 Z* J3 G  \# V
        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。1 }- e6 Q# H6 @3 `6 }. m
                              
- Z+ W6 v/ E8 k) _/ `' k% Z0 M- J! \7 `+ `6 U
                                                  
+ a9 r9 d6 |$ ^" c! l0 C        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。
: u& G' k! A% H: h' G        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:
& f  N; H' ]+ u0 P* f; U9 W        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/system_app.te
# n- e3 B' n6 O( x        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/untrusted_app.te/ A1 D# N+ H8 K8 w6 W
4 R/ M  p8 W$ A5 d( e3 c9 L, S6 V
                            以forlinx.example.app为例,我们为其添加can设备的执行权限:
* a9 B2 e3 N8 t8 o) L. l5 L1 S9 z' F' m5 P- y
                            OKT507-android-source/android$ vi device/softwinner/common/sepolicy/vendor/system_app.te* L/ W- \+ @9 @  ~4 Q3 s
        ...
2 }: T( h$ d% u- l6 L- \        allow system_app vendor_shell_exec:file { getattr open read execute execute_no_trans };
& q( H; v5 O0 R; Z" U        allow system_app shell_exec:file { getattr open read execute execute_no_trans };
2 v( k. ]% Q, @7 c        allow system_app shell:file { getattr open read execute execute_no_trans };
# E0 M1 n# J3 r" |7 e: ?        ...
2 v4 f: u% {9 `1 z- X, C        以策略规则配置形式(allow domains types:classes permissions)
3 f9 n# ^( k/ z" E& n        分析:domains:system_app# D: |4 C: Z5 h5 C" ]
        types:vendor_shell_exec/ T4 g0 w& X7 Y8 D: {# T
        classes:file
& o4 U6 I* ^4 c+ J2 P( [3 a        permissions:getattr open read execute execute_no_trans
+ K2 Q3 x1 c  z. ?- V9 J, w9 b. N        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:" ]) s+ b% w2 a2 `1 t' z+ u- B
2 O+ m% p$ F' [1 g
                            libsepol.report_failure: neverallow on line 9 of system/sepolicy/private/system_app.te ; @; h, W4 f2 B8 W8 O
        (or line 41463 of policy.conf) violated by allow system_app shell:file { read open };# S$ N. Z: \# E5 a* @. z( b; {2 C
        libsepol.report_failure: neverallow on line 22 of system/sepolicy/private/shell.te3 z4 f$ \" u) ~! D7 r( [8 }7 B7 {8 ^
         (or line 40025 of policy.conf) violated by allow system_app shell:file { read open };, z) e9 A# X, d1 R$ A2 H! A
        libsepol.check_assertions: 2 neverallow failures occurred, w" C" [3 X. v! e

) M% L0 R3 G( c7 E6 Z) R                            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。
7 g8 T7 C4 E2 B8 B
0 o0 F  m0 T9 V0 ^. i                            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。
: ?( k+ O# J/ V- t" R1 b
; n& [7 n  ^' \; C+ X  D
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