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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
) l0 W, y6 T! A' O, U8 j        操作系统:Android10.0
4 A) Z# n' a! T6 z
0 c3 k7 x/ C. {                            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。; Y% w- J( g' _  U) `) v
        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。
( F3 ]) o* D: @/ \                               
+ g3 Y2 [. i) Y3 b7 @, ^        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。- G6 G3 D% ~) a; \9 Q8 ~* ~
        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。/ M0 A6 e& c' T1 i7 n+ e6 W/ 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。
  u( P5 g6 \& ^" K        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。
( c: G# j1 L4 p        基于MAC的SElinux         参考链接:https://source.android.google.cn/security/selinux4 f* O* g, L) T1 @
        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。
$ T% q' h- m9 R2 x5 P* X                              
) S- }; U! t6 j7 j1 v! w/ A+ k! |& S5 x) m
                            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。; `9 K) K  n1 Y9 x/ j1 ?
        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。
& I1 [' k! s/ T* i/ N        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。
4 x0 G. a' C' I! G/ F% ~% V  `        策略规则采用以下形式:allow domains types:classes permissions;,其中:1 W! p! H  P2 c: Y9 z6 W2 k6 f' S

' |' ?2 j' `: }; w                            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。
- A. {) k) d, b% M: O- u3 s        Type - 一个对象(例如,文件、套接字)或一组对象的标签。
" x: A3 s. y4 ?! @2 V3 |+ T        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)。
& ?& p  x# \4 T) `        策略配置源文件         1、external/sepolicy+ y* v, p! p9 \8 ?- n0 C- H
        这是独立于设备的配置,一般不能针对设备进行修改
8 C& o: d, G+ t/ Q
3 ]+ w8 E6 o, G                            2、device/<vendor>/<product>/sepolicy! Z  `" z: }2 B3 w7 w6 m' W$ S
        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。
. C  g( r" I" G- l1 u! H1 h
* G% `! {: E& R0 l  X1 {. A                            以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,T507策略文件的路径如下:: U5 s4 z+ C# d" B$ Z, X
        OKT507-android-source/android$ ls device/softwinner/common/sepolicy/private  vendor0 f9 W7 c# N1 M; p/ n
        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。
) W7 V0 x7 ~" a  p; L( }3 Z* }4 ~0 D9 B
                            以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,T507 system_app的TE文件的路径如下:2 y' R1 a- x3 l4 b" H) l
        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/system_app.te2 X; T) J* L, A0 l
        标签配置文件         1、file_contexts:文件安全上下文
1 i0 O8 s$ a- W2 Q# z. V& q        2、property_contexts:属性安全上下文
/ E# y; e9 M0 H& g" G) `* N* w( _  u" }
                            以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,T507 安全上下文文件路径如下:- [4 r) A3 f' n. i+ c: j/ m
        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/property_contexts8 Q2 P7 I. |# [% D6 {
        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/file_contexts  V* l. I& f" ]2 t- L) r: N2 ]
        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):* K; u1 B$ [& v3 x; T
        1)untrusted_app 第三方app,没有Android平台签名,没有system权限
+ _1 Y6 \; {+ e% c5 i        2)platform_app 有android平台签名,没有system权限3 {& b$ o4 a& }& O  W: ?
        3)system_app 有android平台签名和system权限
+ `+ Y' b( P! I9 }" s7 ]& C! t        从上面划分,权限等级,理论上:untrusted_app < platform_app < system_app5 S$ d3 g8 Z1 H6 M0 U* m
        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
* ~( p5 p! Q% q' r        system/sepolicy/private/seapp_contexts1 {6 k- r& [3 {  F
        isSystemServer=true domain=system_server_startup. D5 c3 }, F, q! x2 I9 D! Y
        user=_app seinfo=platform name=com.android.traceur domain=traceur_app type=app_data_file levelFrom=all
9 ^9 D; \* h& t- d  j        user=system seinfo=platform domain=system_app type=system_app_data_file
# y1 O* r( E& w% z5 I/ Z1 n* {' Y        user=bluetooth seinfo=platform domain=bluetooth type=bluetooth_data_file
) t* R- i$ l8 ~) l6 F        user=network_stack seinfo=network_stack domain=network_stack levelFrom=all 8 \& v/ j+ [7 t, [. x1 g
        type=radio_data_file
" I' Y" M& @. }1 r: `        user=nfc seinfo=platform domain=nfc type=nfc_data_file( k& p% F) Y2 C: j' s
        user=secure_element seinfo=platform domain=secure_element levelFrom=all( C9 u1 Y& R+ P: X
        user=radio seinfo=platform domain=radio type=radio_data_file6 V2 T& k" Q# F3 O4 f1 y
        user=shared_relro domain=shared_relro5 N7 y  W, }. y. O7 H4 d0 Z
        user=shell seinfo=platform domain=shell name=com.android.shell type=shell_data_file
+ s1 `; B. I# I        user=webview_zygote seinfo=webview_zygote domain=webview_zygote
% ?0 [, F% M3 S% V/ }! I        user=_isolated domain=isolated_app levelFrom=al
$ [- s+ |  r- @; |9 [1 K        luser=_app seinfo=app_zygote domain=app_zygote levelFrom=all4 C, v0 D: N1 p: C* |* r0 \" F; B
        user=_app seinfo=media domain=mediaprovider name=android.process.media type=app_data_file 3 B  z  j- m) C0 v
        levelFrom=user
& j. J" b- d/ Q7 ?& K        user=_app seinfo=platform domain=platform_app type=app_data_file levelFrom=user
/ x% R* ~9 K- [        user=_app isEphemeralApp=true domain=ephemeral_app type=app_data_file levelFrom=all, c% d- }& K: n% j! v
        user=_app isPrivApp=true domain=priv_app type=privapp_data_file levelFrom=user) o9 V% ~* G+ \  S7 h
        user=_app minTargetSdkVersion=29 domain=untrusted_app type=app_data_file levelFrom=all
( r8 `% h% h9 q( _        user=_app minTargetSdkVersion=28 domain=untrusted_app_27 type=app_data_file levelFrom=all
) w1 O0 R, M2 L" a, B        user=_app minTargetSdkVersion=26 domain=untrusted_app_27 type=app_data_file
, k- }% Y, Q8 u+ b7 w# g4 A        levelFrom=user
* w1 Z2 d" ~' Y, c        user=_app domain=untrusted_app_25 type=app_data_file levelFrom=user
5 W/ n, s* k& X* K0 X5 M        user=_app minTargetSdkVersion=28 fromRunAs=true domain=runas_app levelFrom=all
+ k$ o7 M9 S! D        user=_app fromRunAs=true domain=runas_app levelFrom=user/ t) B9 c8 [5 o1 o$ S
        user         参考链接:https://blog.csdn.net/huilin9960/article/details/81530568/ ]7 [- _, w( n
        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。8 n) ~$ N. X; w+ |" {* d' H
        seinfo         不同签名会创建对应的selinux上下文。' @; ^- U; G# W7 K5 V9 Y
        Android.mk0 \2 ]; R9 g* T  C. Q2 K
        LOCAL_CERTIFICATE := platform( s7 b. N$ N0 T! ]5 c( K' @
        有platform签名,所以seinfo是platform。
5 B& }: D6 \3 s% p! j7 W4 J5 I        LOCAL_CERTIFICATE作用         参考文档https://blog.csdn.net/hnlgzb/article/details/107823874
1 n  ?7 w& _% G/ V$ K" Q        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。
" K+ a/ z1 J2 n                               ' q0 u" w) @2 M+ C. n! T
        以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,查看当前运行的应用信息:
) c! M% v5 u7 U/ u5 q6 R' N% I, P        console:/ # ps -Z! \; h, Q) Z, v+ h/ C
        u:r:system_app:s0              system       15712  1861 1050628 110868 SyS_epoll_wait     
. v3 O, ^3 m, [  o4 O& q        0 S forlinx.example.app
1 G: T3 g* b5 q8 H( H( @        u:r:untrusted_app_27:s0:c512,c768 u0_a62    30259  1861 1052120 114132 SyS_epoll_wait     
3 U. H' U* F( b8 @2 A  k& M        0 S com.forlinx.changelogo
8 T$ N* m9 o! ~' R$ ?5 s! z4 ?        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。; e7 d2 x/ ]. @5 Z. q# j+ b& Y( w
                              
% \4 A2 w: ?: D. R1 u
, D9 V% i3 j0 ^1 Y+ y3 k                                                  
( x4 ?3 I$ D& C( D) U1 G- N. c$ N        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。
8 B5 K. [( O% ?  p( f! j        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:
" l* g. H. T& j0 L* @! M% L+ [! v        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/system_app.te
8 r: v, U9 A. @$ x  G        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/untrusted_app.te
& ]& t: Z  D9 M3 |
) ^, v3 R5 T) U$ [. c$ k& o                            以forlinx.example.app为例,我们为其添加can设备的执行权限:
) n" M6 Q: u+ D0 n' q2 @
( o% s1 U% ^- |" e2 o: K; k1 V                            OKT507-android-source/android$ vi device/softwinner/common/sepolicy/vendor/system_app.te3 q9 o' Z8 d% E% a, \! o7 Q
        ...5 `+ z. Q$ z$ o
        allow system_app vendor_shell_exec:file { getattr open read execute execute_no_trans };
$ P% `# S  _! Z3 Q3 V        allow system_app shell_exec:file { getattr open read execute execute_no_trans };) S  d- g& t9 d( y, g  E
        allow system_app shell:file { getattr open read execute execute_no_trans };/ r0 H( v  C( p) B
        ...
; m, Z. ]7 _4 x: l9 B5 N        以策略规则配置形式(allow domains types:classes permissions)
3 e8 e/ l3 @; Y  v% |) |. `& j        分析:domains:system_app
1 g  m/ L6 e0 `/ R/ q        types:vendor_shell_exec5 I; P! Z5 C6 y4 L3 a' M
        classes:file& L. u. i' Y. T0 V
        permissions:getattr open read execute execute_no_trans
9 \0 A+ ~( T2 H' t) h        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+ V/ q3 Q3 _! q' a  t! |

; r! n& o' s( }9 P4 D5 \. o                            libsepol.report_failure: neverallow on line 9 of system/sepolicy/private/system_app.te ! ~; U# W, {& r' \" w' ^! }1 D
        (or line 41463 of policy.conf) violated by allow system_app shell:file { read open };
( w9 V1 c# F, [! D" i$ N& u        libsepol.report_failure: neverallow on line 22 of system/sepolicy/private/shell.te
+ l- p$ s0 w7 O8 Q( B         (or line 40025 of policy.conf) violated by allow system_app shell:file { read open };
: q) p- y# a( l& h6 z        libsepol.check_assertions: 2 neverallow failures occurred
7 Y( d% n! w4 F3 y$ ?
2 I& _& ~2 C/ q                            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。
/ i4 J; `* p1 {( ?* L! ]
& e3 g3 _# v. v: H                            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。
4 H4 M1 u+ ?6 v  \7 i  q' [
8 N! L  K% f/ _1 i& u* Q, i/ }# S) i
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