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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8 @+ ?+ y0 i/ _- o3 O/ @
        操作系统:Android10.0
( S# w# e3 O7 V1 F' ~' U0 x& _: L9 f" B) v
                            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。
: O7 o- M, l+ j; G5 u) t4 X        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。$ P4 @8 X9 G$ Y3 c
                                7 K* \; y( d: W# n9 y
        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。
% Z+ ^4 ^3 t8 E3 b        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。
  v$ f6 D, N2 _& D# @0 b        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。
5 }+ S8 P) f, q3 R9 x: Q! L        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。
, u$ _% s' d6 y8 U% u        基于MAC的SElinux         参考链接:https://source.android.google.cn/security/selinux  b& S; y( G8 l  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。/ Z& V/ _7 t7 H  b* S, e3 u
                               ' S/ z; j; K, T* I1 d
* ?, I+ [7 ~) i9 L& ~% \
                            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。
  O! {/ B9 Y3 i( c' W( }6 _        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。
( L4 W9 {- p: A5 @7 A- k" h        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 @/ k4 t1 |5 Q: ]4 P# x, A. h        策略规则采用以下形式:allow domains types:classes permissions;,其中:
. V5 K# G/ D4 A3 b* r, }* u# j8 E3 z1 x, S3 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。1 Q8 z% O; b0 Q3 K
        Type - 一个对象(例如,文件、套接字)或一组对象的标签。
- y' H: u( ]: t; o  j        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)。8 Z5 M" }0 w) y. B# c4 H& w- p
        策略配置源文件         1、external/sepolicy
4 D9 W& U1 P2 r/ m        这是独立于设备的配置,一般不能针对设备进行修改1 u6 q& D6 w& _

7 q! s3 [& \  ^+ F                            2、device/<vendor>/<product>/sepolicy
& |& r* n) h4 Z2 ]# _& f. x        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。
1 V* B4 @( j5 n$ E5 [+ \: ]- T
                            以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,T507策略文件的路径如下:
: M' c  W  D- s0 x0 k9 ?8 O        OKT507-android-source/android$ ls device/softwinner/common/sepolicy/private  vendor5 J8 [& [" ?! m5 ]
        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。
* s+ N( Y: U! c- N, w/ u, Y" I: z, Q  g/ p2 |# Q- e6 n
                            以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,T507 system_app的TE文件的路径如下:
3 c0 T! y4 ~0 v1 m: V' R        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/system_app.te
, c4 }0 n5 L( K/ `# B$ Q3 K# c# H        标签配置文件         1、file_contexts:文件安全上下文
8 ^+ Q5 P( D) q        2、property_contexts:属性安全上下文& R: K9 L- d# o# a! n& m
' K/ m- h( K0 M2 {$ u: H
                            以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,T507 安全上下文文件路径如下:
# i. G$ \) R% L& h        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/property_contexts4 w) c% |. F' k4 k" P8 _' [( Z
        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/file_contexts# @' J. e' N- V( N7 H1 [7 E
        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 W6 C+ \- _5 }! E        1)untrusted_app 第三方app,没有Android平台签名,没有system权限: ^& Z/ j# d: F9 t. X* d9 D4 q
        2)platform_app 有android平台签名,没有system权限
+ O' s) S" Q; A3 A        3)system_app 有android平台签名和system权限
5 T$ I: a. C! `: V        从上面划分,权限等级,理论上:untrusted_app < platform_app < system_app
, ~" G- U( a( o+ @* U0 A        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( S4 c& ?& w+ N' a
        system/sepolicy/private/seapp_contexts! z' u9 L6 _* i3 G( s8 m8 p2 U) V8 a7 a
        isSystemServer=true domain=system_server_startup. r& a/ p; s! r, ]8 b$ t" f4 E
        user=_app seinfo=platform name=com.android.traceur domain=traceur_app type=app_data_file levelFrom=all7 _+ U# f1 H/ x9 }
        user=system seinfo=platform domain=system_app type=system_app_data_file+ u" W7 l& H8 w" W+ ]" s8 S
        user=bluetooth seinfo=platform domain=bluetooth type=bluetooth_data_file! ~1 u* l3 q7 W8 k8 Y
        user=network_stack seinfo=network_stack domain=network_stack levelFrom=all
5 g5 g" x, m+ s/ Q. T; E        type=radio_data_file  b7 I, B5 t3 k1 ]) I. p
        user=nfc seinfo=platform domain=nfc type=nfc_data_file
; q9 M* B5 a2 L2 n) {6 r        user=secure_element seinfo=platform domain=secure_element levelFrom=all: h, u! K( b% S( {
        user=radio seinfo=platform domain=radio type=radio_data_file
0 h) E/ Z6 T0 \& K/ O1 l9 N        user=shared_relro domain=shared_relro, P6 `. p% {1 |) u; I; X( `. u( t/ s" o
        user=shell seinfo=platform domain=shell name=com.android.shell type=shell_data_file
/ h# D# W: a& U; V( h0 H        user=webview_zygote seinfo=webview_zygote domain=webview_zygote. z6 s: u$ |5 k: r: v* }, {
        user=_isolated domain=isolated_app levelFrom=al
* a/ \, q9 }6 r- ]5 h' P        luser=_app seinfo=app_zygote domain=app_zygote levelFrom=all" G! ]- N8 o$ ]
        user=_app seinfo=media domain=mediaprovider name=android.process.media type=app_data_file 7 w, c/ y6 S6 u' T8 t
        levelFrom=user
9 I: y/ m# {- o6 Z        user=_app seinfo=platform domain=platform_app type=app_data_file levelFrom=user4 j$ V) b8 s* X7 B4 Y3 d
        user=_app isEphemeralApp=true domain=ephemeral_app type=app_data_file levelFrom=all
& N( o! x  U; [6 Y  M- `        user=_app isPrivApp=true domain=priv_app type=privapp_data_file levelFrom=user) {9 m) g( }, |4 d
        user=_app minTargetSdkVersion=29 domain=untrusted_app type=app_data_file levelFrom=all2 x" ^* v, L% S, B& W1 Z5 ?8 D
        user=_app minTargetSdkVersion=28 domain=untrusted_app_27 type=app_data_file levelFrom=all
3 r0 B6 |/ K% B. P0 v; ?! j& t        user=_app minTargetSdkVersion=26 domain=untrusted_app_27 type=app_data_file 1 H4 L8 c) i( X1 f3 ~  R  R
        levelFrom=user, U5 E$ F8 c2 b) p: \
        user=_app domain=untrusted_app_25 type=app_data_file levelFrom=user
% }* o7 n( z8 ^7 \0 A        user=_app minTargetSdkVersion=28 fromRunAs=true domain=runas_app levelFrom=all) L# Z! Q1 K! t7 P& P
        user=_app fromRunAs=true domain=runas_app levelFrom=user( m" C9 k, V/ U6 V7 M- ~
        user         参考链接:https://blog.csdn.net/huilin9960/article/details/81530568- p1 D# J; ^( v
        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。5 \# J% \$ {' U8 j( Y% R8 z' L
        seinfo         不同签名会创建对应的selinux上下文。! N$ ^7 m* u% m& u
        Android.mk0 s# f) P' j1 k, i2 Q" P, O
        LOCAL_CERTIFICATE := platform
+ y  F: B, `8 S+ V+ d: T+ z        有platform签名,所以seinfo是platform。
7 N! X. \. \% [' z        LOCAL_CERTIFICATE作用         参考文档https://blog.csdn.net/hnlgzb/article/details/107823874
9 `& r: e/ J9 F3 ^8 n9 l) `        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。
7 e# ?2 k; d2 |$ \" {; c                              
- R0 a3 K% Q: h. w! z3 Y        以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,查看当前运行的应用信息:4 X" t9 J6 C! k9 o  x
        console:/ # ps -Z
1 w+ S" i* k2 Y0 k        u:r:system_app:s0              system       15712  1861 1050628 110868 SyS_epoll_wait     " r* S' y) @" c2 U+ Z' `! J
        0 S forlinx.example.app
  \9 S8 k5 ]/ j( p! b' Q4 [' q        u:r:untrusted_app_27:s0:c512,c768 u0_a62    30259  1861 1052120 114132 SyS_epoll_wait     
; \, j( ?8 @2 a" ~5 Q+ B( A        0 S com.forlinx.changelogo
; q! R! l0 R3 C2 i        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。- f2 b: B/ p% V8 P( p
                               - Z: }" }( s3 {1 g$ S

  s5 j. K4 O! I, U                                                  
1 v" m* x# j4 g3 o4 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。. I" Y0 g7 W8 z; t+ K# Q! x! d
        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:
, V0 Q0 Y# B( S        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/system_app.te/ a. t6 c4 Q& G
        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/untrusted_app.te% {7 s3 `4 Z5 T2 z# n" P

! u  `2 t" i5 P7 j                            以forlinx.example.app为例,我们为其添加can设备的执行权限:
' ~0 F- B- k# E8 ^0 W" Q$ U& T0 h* w1 z) I: D
                            OKT507-android-source/android$ vi device/softwinner/common/sepolicy/vendor/system_app.te1 J1 p  ~: g, d2 @
        ...
7 u3 }, h: p* E) H3 B( U: ~& ?        allow system_app vendor_shell_exec:file { getattr open read execute execute_no_trans };# \6 _  {1 R7 ~6 ]# `
        allow system_app shell_exec:file { getattr open read execute execute_no_trans };
( t5 A7 p: v& p+ m5 u8 }; D        allow system_app shell:file { getattr open read execute execute_no_trans };
/ z5 a& R% X4 S' \        ...
* I0 X+ q% Q6 Y  k6 M        以策略规则配置形式(allow domains types:classes permissions), ~1 H8 q( O; n+ L; W) S! g
        分析:domains:system_app
7 B  \& W( F! ]* t5 _! J        types:vendor_shell_exec
7 e4 g) s  V/ o1 d! x        classes:file2 G; b* x" d6 x: V6 y& f
        permissions:getattr open read execute execute_no_trans
, H; T0 Y' B- V; \- d1 A        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:
  V$ B3 [$ I9 D  B, w- h8 ?  \: K* O2 V2 d
                            libsepol.report_failure: neverallow on line 9 of system/sepolicy/private/system_app.te
; D/ R, _' t: S+ E        (or line 41463 of policy.conf) violated by allow system_app shell:file { read open };
1 P/ O% H8 Y" n# B' v7 v! f        libsepol.report_failure: neverallow on line 22 of system/sepolicy/private/shell.te
6 \0 c# K0 d# Y5 M8 k# e         (or line 40025 of policy.conf) violated by allow system_app shell:file { read open };
! c0 E+ l, T8 u" v; g5 y  F        libsepol.check_assertions: 2 neverallow failures occurred5 X- N/ f: Y7 R( h( G* r
. E& E4 R, |/ z% u9 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。
8 E6 h% Z; M- j2 [( Q) Z% Q& ]8 R' G/ A8 B0 J
                            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。
. n: ]! z8 F$ ]. y, u( ~: u2 z
) z) @# I# v' k( |8 S
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