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

                            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。
        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。
' ~& t# L8 j# y: b$ s/ G9 y3 [! M  d                               
0 v  B0 m1 U' l# r, }! M        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。
+ @8 @; C/ O, G. F) I: H        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。
/ ^4 p3 t% K/ N5 L5 _2 B5 D        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
1 r/ E# e$ t* y        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。
                              

8 }6 H# F/ H4 {/ B+ G                            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 |3 k8 O' p% }" s5 Y        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。
9 v* u+ n& @* s2 K2 L        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。
3 a" L2 O' W7 s# d$ x& w        策略规则采用以下形式：allow domains types:classes permissions;，其中：
* X1 o: `8 V1 f. p4 X: T
/ Q/ W, {* Z. Q- ^  f                            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。
2 b* R9 L) b5 [2 K, ]4 a7 s% M5 b) F        Type - 一个对象（例如，文件、套接字）或一组对象的标签。
, L* L1 p* C2 |# |+ G& O! e        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）。
        策略配置源文件         1、external/sepolicy
        这是独立于设备的配置，一般不能针对设备进行修改
( Z% H8 K& Q9 \! f' J$ o
( N3 ], M+ N4 h& Y) {* d                            2、device/<vendor>/<product>/sepolicy
) T: |/ o2 T+ v3 n4 _        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 N; l% `6 K0 w, \- ?                            以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,T507策略文件的路径如下：
/ @% N( p% ~1 G: z  l        OKT507-android-source/android$ ls device/softwinner/common/sepolicy/private  vendor
: s. [$ R) x5 d& R) U$ t        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。

# N2 H) Y% v: q1 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：
/ V1 ]" Q9 E! ~. E0 q) B        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/system_app.te
        标签配置文件         1、file_contexts：文件安全上下文
0 f1 s+ N& |2 M/ ~' i        2、property_contexts：属性安全上下文
" R% l& Q; W9 p' d
. w2 Q+ c9 O' }2 _1 q, i                            以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,T507 安全上下文文件路径如下：
# m) H* d& P7 S1 T& Q& q        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/property_contexts
& |7 K, r4 f4 b% y( m        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/file_contexts
" V9 _; P- i- V9 t. k        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)：
  I  w& w9 e$ C        1)untrusted_app 第三方app，没有Android平台签名，没有system权限
        2)platform_app 有android平台签名，没有system权限
# i6 j8 W% g2 Q) E8 }        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
! B9 z) J5 ~; G  _4 U        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
* j5 j9 G" B1 v' a        system/sepolicy/private/seapp_contexts
        isSystemServer=true domain=system_server_startup
4 v' B5 g" ~- z0 N& B        user=_app seinfo=platform name=com.android.traceur domain=traceur_app type=app_data_file levelFrom=all
        user=system seinfo=platform domain=system_app type=system_app_data_file
& l) S# D/ s2 T4 W        user=bluetooth seinfo=platform domain=bluetooth type=bluetooth_data_file
        user=network_stack seinfo=network_stack domain=network_stack levelFrom=all
! K6 M% b- [, q' r% y        type=radio_data_file
        user=nfc seinfo=platform domain=nfc type=nfc_data_file
" B  m+ |* v( H2 ^+ U' k: x        user=secure_element seinfo=platform domain=secure_element levelFrom=all
) p* h; R% M& X7 k" a/ ~        user=radio seinfo=platform domain=radio type=radio_data_file
/ L. v+ W1 V$ k. W/ c% y        user=shared_relro domain=shared_relro
        user=shell seinfo=platform domain=shell name=com.android.shell type=shell_data_file
6 @4 Z" E. ?- V* D        user=webview_zygote seinfo=webview_zygote domain=webview_zygote
8 R8 f& ?1 v* _) w0 J5 q% q% r        user=_isolated domain=isolated_app levelFrom=al
        luser=_app seinfo=app_zygote domain=app_zygote levelFrom=all
$ P6 S* S- b; [/ l; B, i8 Z        user=_app seinfo=media domain=mediaprovider name=android.process.media type=app_data_file
        levelFrom=user
4 p( v6 a0 `+ C7 k5 b        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
  l# \4 U4 ~0 n" E& [3 t        user=_app isPrivApp=true domain=priv_app type=privapp_data_file levelFrom=user
        user=_app minTargetSdkVersion=29 domain=untrusted_app type=app_data_file levelFrom=all
        user=_app minTargetSdkVersion=28 domain=untrusted_app_27 type=app_data_file levelFrom=all
        user=_app minTargetSdkVersion=26 domain=untrusted_app_27 type=app_data_file
        levelFrom=user
        user=_app domain=untrusted_app_25 type=app_data_file levelFrom=user
" B+ j0 o9 E$ O- a        user=_app minTargetSdkVersion=28 fromRunAs=true domain=runas_app levelFrom=all
0 f7 ~- d; ^7 A# S0 P        user=_app fromRunAs=true domain=runas_app levelFrom=user
        user         参考链接：https://blog.csdn.net/huilin9960/article/details/81530568
% T2 J( h1 b9 @0 P$ f2 d        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。
        seinfo         不同签名会创建对应的selinux上下文。
+ W3 u9 R5 V, J# F        Android.mk
/ v! W4 i% C+ r3 f6 C4 J* p        LOCAL_CERTIFICATE := platform
        有platform签名，所以seinfo是platform。
        LOCAL_CERTIFICATE作用         参考文档https://blog.csdn.net/hnlgzb/article/details/107823874
. |2 K" V/ m: K# _8 d        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。
5 y/ w$ }9 _  \% {+ M8 Y                              
        以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例，查看当前运行的应用信息：
. l" i% O% l; \; N        console:/ # ps -Z
        u:r:system_app:s0              system       15712  1861 1050628 110868 SyS_epoll_wait     
4 `7 A1 e( Y) i( W; Y) s        0 S forlinx.example.app
/ C. k) R3 F0 X        u:r:untrusted_app_27:s0:c512,c768 u0_a62    30259  1861 1052120 114132 SyS_epoll_wait     
        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。
                              
7 i3 b. j5 a4 `/ ^+ Q' z
                                                  
        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。
        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  h& ?4 E* l" L. \) w) D        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/system_app.te
        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/untrusted_app.te
9 a! Z5 G* g) G6 x+ e/ D
- A$ t8 r; r! [# `: U                            以forlinx.example.app为例，我们为其添加can设备的执行权限：

1 m. q- h, X2 C& x                            OKT507-android-source/android$ vi device/softwinner/common/sepolicy/vendor/system_app.te
        ...
+ \: p( a) F+ \( n7 k8 {) ?5 d        allow system_app vendor_shell_exec:file { getattr open read execute execute_no_trans };
. @  A7 K% e" A3 Y* n0 w        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 };
: m* e# U' E; l% j9 R$ f! Q" |6 v        ...
2 D! D/ l$ p! ~2 L& u        以策略规则配置形式（allow domains types:classes permissions）
* o* \5 u: P& }' I  Z5 r        分析：domains：system_app
) [# c6 y/ N/ S/ d. m! e, `        types：vendor_shell_exec
        classes：file
) d* m' Q) P! v! }( ^# R        permissions：getattr open read execute execute_no_trans
        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：
* K0 x+ N: r+ b5 w) o4 y
: G: r: P6 X9 @$ a                            libsepol.report_failure: neverallow on line 9 of system/sepolicy/private/system_app.te
- V* |- a" L" A) z1 X- V8 T. `        (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
         (or line 40025 of policy.conf) violated by allow system_app shell:file { read open };
        libsepol.check_assertions: 2 neverallow failures occurred

4 r2 N) e0 y, U9 Z) J3 u$ T* K                            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。

! R) K; _) p7 r1 ?                            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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