国产平台之T507 开发板Android 安全策略漫谈

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        硬件平台：飞凌嵌入式 OKT507-C开发板
        操作系统：Android10.0
' q1 ]% _; t) Q+ g
                            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。
  v$ ?) ?" N: x( V* P        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。
                               
  A- t' v) M" q. O" ?4 f: }5 L        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。
; u6 j- U( Q0 b$ H7 y        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。
        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。
        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。
        基于MAC的SElinux         参考链接：https://source.android.google.cn/security/selinux
# {, W9 w, j+ t/ }: G' \        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。
                              
/ U" T2 U  N. N. d& n6 X
) U& w/ A/ 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。
8 q6 m$ e1 }; e9 }        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。
        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。
+ z) i- i' C  E8 C: e- ^- n        策略规则采用以下形式：allow domains types:classes permissions;，其中：
+ @# C5 n, [' u$ y2 [; I% M
                            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。
) e2 \, ^- |- Y% A/ c. ]) J, k        Type - 一个对象（例如，文件、套接字）或一组对象的标签。
1 t( Y# n* V2 d8 X5 ?        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）。
' z8 q; `. L" c( i2 s5 i  z        策略配置源文件         1、external/sepolicy
/ ]8 }: i4 _2 T5 _        这是独立于设备的配置，一般不能针对设备进行修改
+ N* v1 J! {3 ~) }
                            2、device/<vendor>/<product>/sepolicy
3 k% Z$ J$ W$ ~6 \: e        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。
& d/ ]  x: [( Z5 f6 e
0 W; m: x9 F$ X0 a# n2 F4 v                            以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,T507策略文件的路径如下：
+ A& L# Z) V  F/ v1 C        OKT507-android-source/android$ ls device/softwinner/common/sepolicy/private  vendor
0 w+ I& Q3 g- m, G        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 X6 k/ N1 ^( k                            以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,T507 system_app的TE文件的路径如下：
* Z+ e/ j& s/ R; m8 h) y' C2 V        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/system_app.te
# h9 f9 w% y, q0 ?) h        标签配置文件         1、file_contexts：文件安全上下文
        2、property_contexts：属性安全上下文

1 m+ K' q) X1 N. g                            以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,T507 安全上下文文件路径如下：
        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/property_contexts
        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/file_contexts
- ]6 e- {% S; o# x" o9 ^        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)untrusted_app 第三方app，没有Android平台签名，没有system权限
  x! W5 f% u4 ]5 }# Z% B! W        2)platform_app 有android平台签名，没有system权限
0 V5 ?& j, e" }( p& I6 R' N0 s        3)system_app 有android平台签名和system权限
        从上面划分，权限等级，理论上：untrusted_app < platform_app < system_app
        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
        system/sepolicy/private/seapp_contexts
        isSystemServer=true domain=system_server_startup
        user=_app seinfo=platform name=com.android.traceur domain=traceur_app type=app_data_file levelFrom=all
8 @! t/ S2 @% g' p* Z        user=system seinfo=platform domain=system_app type=system_app_data_file
% Z( r/ ~9 _8 k/ t; w  W8 v7 Z9 i        user=bluetooth seinfo=platform domain=bluetooth type=bluetooth_data_file
; C$ [# t/ g9 g* Y# J+ u, X" q" F6 p        user=network_stack seinfo=network_stack domain=network_stack levelFrom=all
: i: B7 Z5 `  i# r7 a3 |        type=radio_data_file
. n; J7 d5 ~8 e" P+ f        user=nfc seinfo=platform domain=nfc type=nfc_data_file
0 J9 \& q. W/ t2 H& T5 J" }& t+ ?        user=secure_element seinfo=platform domain=secure_element levelFrom=all
& I" C4 E- x0 ^- L. x! x; }        user=radio seinfo=platform domain=radio type=radio_data_file
3 c  L! W7 q+ U$ A* i2 O$ u. j) g        user=shared_relro domain=shared_relro
4 c4 H0 H4 t; H; k6 s$ Y, y        user=shell seinfo=platform domain=shell name=com.android.shell type=shell_data_file
        user=webview_zygote seinfo=webview_zygote domain=webview_zygote
        user=_isolated domain=isolated_app levelFrom=al
        luser=_app seinfo=app_zygote domain=app_zygote levelFrom=all
2 S/ G. ~8 Y9 c6 j; ]  Y        user=_app seinfo=media domain=mediaprovider name=android.process.media type=app_data_file
: I) D# B/ i4 h        levelFrom=user
        user=_app seinfo=platform domain=platform_app type=app_data_file levelFrom=user
        user=_app isEphemeralApp=true domain=ephemeral_app type=app_data_file levelFrom=all
        user=_app isPrivApp=true domain=priv_app type=privapp_data_file levelFrom=user
" K* l; V* a1 w# Y0 R        user=_app minTargetSdkVersion=29 domain=untrusted_app type=app_data_file levelFrom=all
6 b! X6 u) {( f% E        user=_app minTargetSdkVersion=28 domain=untrusted_app_27 type=app_data_file levelFrom=all
1 w2 N, x3 V* E% L9 N, P8 a8 H        user=_app minTargetSdkVersion=26 domain=untrusted_app_27 type=app_data_file
( S5 R' A9 e: \& g0 m! Q        levelFrom=user
        user=_app domain=untrusted_app_25 type=app_data_file levelFrom=user
        user=_app minTargetSdkVersion=28 fromRunAs=true domain=runas_app levelFrom=all
        user=_app fromRunAs=true domain=runas_app levelFrom=user
        user         参考链接：https://blog.csdn.net/huilin9960/article/details/81530568
& e5 `4 |3 F5 b. \' v6 Z        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。
# j8 v! r. A. G! M# V6 X) w        seinfo         不同签名会创建对应的selinux上下文。
        Android.mk
. d0 t8 G9 I& d( d; y2 h& q        LOCAL_CERTIFICATE := platform
$ f; g/ X; I. T. s6 U        有platform签名，所以seinfo是platform。
1 p1 W2 ~" X# m' T5 a        LOCAL_CERTIFICATE作用         参考文档https://blog.csdn.net/hnlgzb/article/details/107823874
        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。
* j* t' |1 Z2 r# Z/ ~2 [% K                              
        以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例，查看当前运行的应用信息：
        console:/ # ps -Z
0 V. [0 a! s6 v" P        u:r:system_app:s0              system       15712  1861 1050628 110868 SyS_epoll_wait     
        0 S forlinx.example.app
        u:r:untrusted_app_27:s0:c512,c768 u0_a62    30259  1861 1052120 114132 SyS_epoll_wait     
6 v+ y) J# c! K" S' ?" S        0 S com.forlinx.changelogo
        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。
                              

2 @3 v% u7 p# G$ f1 E' u$ C; R+ A                                                  
9 |7 S- q: W* j9 d        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。
- E5 m6 z' h6 x( }* z        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 B- \# i! @8 L8 j        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/system_app.te
7 W  o& |6 g% P8 D* x1 ?        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/untrusted_app.te
, O* K. _6 j* k& b5 h7 X) X
                            以forlinx.example.app为例，我们为其添加can设备的执行权限：
0 N, a. @# u  O+ i
% [' r, s5 D$ b1 a, H+ \                            OKT507-android-source/android$ vi device/softwinner/common/sepolicy/vendor/system_app.te
; m2 U% N) h; @4 j        ...
9 j! f/ x  O3 o        allow system_app vendor_shell_exec:file { getattr open read execute execute_no_trans };
( z4 F: ?; Y: Y9 H% d2 _        allow system_app shell_exec:file { getattr open read execute execute_no_trans };
        allow system_app shell:file { getattr open read execute execute_no_trans };
' m6 o& g- m5 N. Y7 q        ...
        以策略规则配置形式（allow domains types:classes permissions）
        分析：domains：system_app
        types：vendor_shell_exec
5 u9 f4 o8 f5 l$ H' X6 R$ w, h' D        classes：file
        permissions：getattr open read execute execute_no_trans
; ^& p+ j8 L; i% K        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：

                            libsepol.report_failure: neverallow on line 9 of system/sepolicy/private/system_app.te
        (or line 41463 of policy.conf) violated by allow system_app shell:file { read open };
        libsepol.report_failure: neverallow on line 22 of system/sepolicy/private/shell.te
. Z& p  r5 E( c0 [( i9 _, z# p* P         (or line 40025 of policy.conf) violated by allow system_app shell:file { read open };
        libsepol.check_assertions: 2 neverallow failures occurred

" \0 C$ x7 d0 [: B% @5 O- 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。
8 P- A1 P( V7 r
0 e2 a* V4 S5 `( g2 ~$ x( P                            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。

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