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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4 }5 m) n# V" T2 U7 |6 n1 o. E
        操作系统:Android10.0
' v" T6 z1 @& L0 M. ]3 V0 n& Y# }0 c" S  k6 e$ T: b7 R
                            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。
; f1 R! t! d0 h+ F        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。, n! B* `/ x6 U7 V0 Q" q: D1 F
                               
+ J0 }: h3 n: @3 K2 {7 ~1 F& ~; b        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。3 G) S( z. c/ H5 j
        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。8 m+ @0 X4 s: G" X
        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。' T  P4 v9 D$ r7 s1 Z/ b" a) N# E
        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。5 T1 i4 X- k2 E+ x
        基于MAC的SElinux         参考链接:https://source.android.google.cn/security/selinux
& i6 u2 Z  N2 M        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。
' x! t4 q2 t8 `7 g                              
3 I) X5 Q$ L: t3 {; _0 ^2 V6 n+ X9 `. ~6 Y0 }9 M& s4 @+ J
                            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 ]3 O4 ^3 L3 L' R8 r0 Q0 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。  t; I. ^& \; E
        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。2 i: q" g$ U# l# O7 Y  B: e
        策略规则采用以下形式:allow domains types:classes permissions;,其中:
0 }# ?, ~! G5 Z  {  L! P) x9 x
/ u+ M9 X- ]* ~1 l                            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。! L) K4 ^, Q/ W- ^
        Type - 一个对象(例如,文件、套接字)或一组对象的标签。
- C4 b7 H: m& s7 ?- f+ E! d        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)。  [' l! q: C/ L
        策略配置源文件         1、external/sepolicy7 R/ w( [3 T3 n
        这是独立于设备的配置,一般不能针对设备进行修改
- `5 z! g" I+ P2 H  j# i( e
+ p' E% ]6 l& v4 D& C                            2、device/<vendor>/<product>/sepolicy
; S7 y# e* l. 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。! ]- I' t7 k5 ^( ^: r
5 k# H% a" W7 V
                            以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,T507策略文件的路径如下:+ }6 [) ^! h# f/ `, H) z
        OKT507-android-source/android$ ls device/softwinner/common/sepolicy/private  vendor
- J) L% g6 ^2 ]4 Q        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。
/ m" f9 @" Q5 `4 F* y" J
' L, W: J0 M- S/ V2 g                            以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,T507 system_app的TE文件的路径如下:
8 T+ b( [0 o# y2 b$ D$ j- O        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/system_app.te3 D: U6 E5 i8 _" l
        标签配置文件         1、file_contexts:文件安全上下文
' `. b5 }$ G2 \* x  f        2、property_contexts:属性安全上下文0 s$ f9 [7 d! A. L# o$ ~
" ?7 f# x7 A0 \% ]# j' |4 p* x
                            以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,T507 安全上下文文件路径如下:
( `3 c: P8 j5 L/ L: m; i* l. K; k4 s8 V        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/property_contexts$ q: y0 o( S0 v0 g# R) g2 {
        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/file_contexts, J: f; A; K) j0 Y" v/ @& `
        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 d8 Y; O) H; o! L% n+ ?2 Y        1)untrusted_app 第三方app,没有Android平台签名,没有system权限  }1 h. h1 g4 X- {( X- j+ X
        2)platform_app 有android平台签名,没有system权限  u: ?0 @' W1 A* r& t0 n
        3)system_app 有android平台签名和system权限
$ h: x- v6 I+ J/ A# P        从上面划分,权限等级,理论上:untrusted_app < platform_app < system_app
' b. I# g' Z# s. S        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0 ?6 D9 y* o* C9 O& L  Y5 X
        system/sepolicy/private/seapp_contexts. {+ U0 p! w: C7 }) X% |
        isSystemServer=true domain=system_server_startup  E8 ?9 Q* p: f# x) z4 E1 F% q
        user=_app seinfo=platform name=com.android.traceur domain=traceur_app type=app_data_file levelFrom=all7 j$ z# [. N$ F
        user=system seinfo=platform domain=system_app type=system_app_data_file
! W( M& t5 t$ r0 N  [        user=bluetooth seinfo=platform domain=bluetooth type=bluetooth_data_file% j& S& I3 P, ]% |
        user=network_stack seinfo=network_stack domain=network_stack levelFrom=all 3 w" C' L. u0 Z5 c% E7 ^
        type=radio_data_file
8 ]7 Z. c# j$ q& _        user=nfc seinfo=platform domain=nfc type=nfc_data_file6 n6 a% X8 x, w1 ~# p8 r
        user=secure_element seinfo=platform domain=secure_element levelFrom=all4 `) b8 |  o! z) C4 q0 x4 \
        user=radio seinfo=platform domain=radio type=radio_data_file. J* ?6 g! D' h
        user=shared_relro domain=shared_relro7 F* \- I+ s. X7 b' I' L& k0 l. j
        user=shell seinfo=platform domain=shell name=com.android.shell type=shell_data_file! G, e* o2 l3 e% A8 T9 m
        user=webview_zygote seinfo=webview_zygote domain=webview_zygote
- B, k7 a9 W& D7 @        user=_isolated domain=isolated_app levelFrom=al
0 `+ E& l7 Z% M4 _8 F: d5 [6 R        luser=_app seinfo=app_zygote domain=app_zygote levelFrom=all" `- K% F) J& P- X. K" g
        user=_app seinfo=media domain=mediaprovider name=android.process.media type=app_data_file 8 S  j9 G8 z$ t; ^
        levelFrom=user/ x- [$ n6 K$ l# H
        user=_app seinfo=platform domain=platform_app type=app_data_file levelFrom=user
- D) o* r2 k& G0 E% R6 i        user=_app isEphemeralApp=true domain=ephemeral_app type=app_data_file levelFrom=all( I; u2 m$ j6 R" Y0 G8 G
        user=_app isPrivApp=true domain=priv_app type=privapp_data_file levelFrom=user
+ ^9 O4 o/ e0 E3 h0 _# l! y        user=_app minTargetSdkVersion=29 domain=untrusted_app type=app_data_file levelFrom=all4 i" p. ?1 q$ m1 }
        user=_app minTargetSdkVersion=28 domain=untrusted_app_27 type=app_data_file levelFrom=all
  ^3 V3 k3 V( ?  R% S% Y4 p        user=_app minTargetSdkVersion=26 domain=untrusted_app_27 type=app_data_file
7 N9 X$ G1 b0 Z/ Z        levelFrom=user# @- K6 _) e, A. ?/ _/ _
        user=_app domain=untrusted_app_25 type=app_data_file levelFrom=user1 X5 `5 j/ g  J
        user=_app minTargetSdkVersion=28 fromRunAs=true domain=runas_app levelFrom=all1 ]/ ?* D6 O- N; q+ s* {9 X  T
        user=_app fromRunAs=true domain=runas_app levelFrom=user6 }! I) g5 G( L/ N( ?' h, `2 V
        user         参考链接:https://blog.csdn.net/huilin9960/article/details/81530568; L8 j: x# W2 t$ e
        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。- @( e8 C3 V8 Z/ g
        seinfo         不同签名会创建对应的selinux上下文。
: \* o' ^$ T9 t: `  {        Android.mk, `  u* J# b; ~
        LOCAL_CERTIFICATE := platform
5 a! H- L. G; [) z& D  C, R        有platform签名,所以seinfo是platform。
8 V0 F, E2 y+ m        LOCAL_CERTIFICATE作用         参考文档https://blog.csdn.net/hnlgzb/article/details/107823874/ d. `' y8 i% s" C
        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。
% y! x2 Y0 P' R6 Z' z+ g                               + O" G0 Y! z) r/ i0 T$ y* @1 v
        以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,查看当前运行的应用信息:
  f$ M5 w( ~1 |. e        console:/ # ps -Z
' R, Q( G9 |" _0 H3 k* i2 G        u:r:system_app:s0              system       15712  1861 1050628 110868 SyS_epoll_wait     
$ Q% ?' ?/ y9 I; I' s# z* s        0 S forlinx.example.app1 q  E0 r2 V- k# O1 d
        u:r:untrusted_app_27:s0:c512,c768 u0_a62    30259  1861 1052120 114132 SyS_epoll_wait     
7 l$ E; q) \5 z# `3 H        0 S com.forlinx.changelogo2 U0 V3 I% x  G- Z
        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。3 A, n" i/ Z3 K4 C
                              
) h4 h; @- E8 c% f4 g# U6 Z9 [7 p1 z5 D
                                                  
+ c2 r. @  ?9 L6 g2 P/ |8 i. m        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。
2 s$ \+ P; b+ N; a7 H        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:/ g" D; _$ x8 m; P1 r  M
        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/system_app.te
3 c$ P5 t4 y' @9 w# F, U+ u* ?        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/untrusted_app.te
9 w) x8 G  R/ q/ Q$ s
  k5 M) J  I4 U5 R                            以forlinx.example.app为例,我们为其添加can设备的执行权限:
2 V! d6 D& a2 X& L: V) g- b, q0 @1 R# h0 N; g( m
                            OKT507-android-source/android$ vi device/softwinner/common/sepolicy/vendor/system_app.te' }# G- {+ L$ s/ ]9 d# C
        ...
1 m, o7 ]8 F5 _0 e# K        allow system_app vendor_shell_exec:file { getattr open read execute execute_no_trans };$ @: b; I& `8 S: U8 ]2 Y* m
        allow system_app shell_exec:file { getattr open read execute execute_no_trans };
8 P( S5 m. r2 A" |3 H        allow system_app shell:file { getattr open read execute execute_no_trans };
6 |" I  g$ V) n* c4 |        ...6 ~( D/ M6 O# w
        以策略规则配置形式(allow domains types:classes permissions)3 [/ ^5 g2 f8 O+ ~
        分析:domains:system_app# t+ O, z  z- a/ q
        types:vendor_shell_exec: ^# h- m4 p# }* s9 L: v
        classes:file- B+ S7 E1 S: H* T- T
        permissions:getattr open read execute execute_no_trans- F" g' `4 T: k% n* s# i
        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:- ~  E1 q0 C! x% ^" N" `5 m! v
! a  s, V, `( V! I# H* v7 i
                            libsepol.report_failure: neverallow on line 9 of system/sepolicy/private/system_app.te
: W/ B2 b% b/ a9 ]; ]8 u( L( M3 f        (or line 41463 of policy.conf) violated by allow system_app shell:file { read open };
! h$ `9 I  N4 _2 O9 f' v" T        libsepol.report_failure: neverallow on line 22 of system/sepolicy/private/shell.te
7 @# C" `+ Z* m         (or line 40025 of policy.conf) violated by allow system_app shell:file { read open };
5 J5 A3 }( g, R" a        libsepol.check_assertions: 2 neverallow failures occurred
( M: ~/ z1 [; v
$ t+ y* U( }1 ?4 T                            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。& v8 [! C% Z' s3 q. M

& F: G# z) t. R+ V$ u                            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。
6 V- A' ^6 g) V  K4 u7 ^) I" i. F0 }" U6 l7 S/ z) L7 I
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