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
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                            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。
                               
        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。
        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。
% X0 k" ~* Z- u! M2 ~, P# d4 W) t7 L        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。
# {1 L# \) ]+ C2 [        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。
( g) `' W% i* Y$ N; Z  Y, u        基于MAC的SElinux         参考链接：https://source.android.google.cn/security/selinux
        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。
                              

                            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。
5 g% k0 @' U3 H        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。
2 B6 D9 j$ z- f: Y. Y: v$ {        策略规则采用以下形式：allow domains types:classes permissions;，其中：

! H9 y4 S' t/ P4 Z) P4 _                            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。
) j' r5 D; T& P4 q% Q        Type - 一个对象（例如，文件、套接字）或一组对象的标签。
        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）。
$ m# G( Y/ G5 W: @% ~3 M        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
8 [6 w( F7 T; f! x+ C7 c
$ H9 n! U6 W! R  N2 V6 {1 b$ L                            2、device/<vendor>/<product>/sepolicy
1 \2 q) E5 I5 }# p: k8 q4 H5 {        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。
# S# T6 z4 L( T$ R
# \6 _9 W0 k$ b" _+ g- `                            以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,T507策略文件的路径如下：
        OKT507-android-source/android$ ls device/softwinner/common/sepolicy/private  vendor
        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。
4 i: }* \8 V% {5 T
                            以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,T507 system_app的TE文件的路径如下：
        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/system_app.te
        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

                            以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,T507 安全上下文文件路径如下：
$ v7 F7 U. Y! T/ x5 ^        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/property_contexts
& f% u! J* Q- c, H- E- z        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/file_contexts
9 U- [3 X4 i2 M' H2 `# v, {3 s' 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)：
8 n/ Y- N4 I* h. N2 W        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
* k+ Y! X9 o' y! z+ K  V        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
6 _, c* V9 @# ^" E% X+ a4 r: f1 `        isSystemServer=true domain=system_server_startup
        user=_app seinfo=platform name=com.android.traceur domain=traceur_app type=app_data_file levelFrom=all
, B' I$ r7 s4 \7 T, h, X        user=system seinfo=platform domain=system_app type=system_app_data_file
        user=bluetooth seinfo=platform domain=bluetooth type=bluetooth_data_file
9 Y* [  z  f" M        user=network_stack seinfo=network_stack domain=network_stack levelFrom=all
6 e' i% r5 x8 c        type=radio_data_file
        user=nfc seinfo=platform domain=nfc type=nfc_data_file
, j  }3 K0 Y- m( J- B        user=secure_element seinfo=platform domain=secure_element levelFrom=all
        user=radio seinfo=platform domain=radio type=radio_data_file
2 A- q0 ^% w0 c& |. ?  b0 s/ N7 J        user=shared_relro domain=shared_relro
  B/ z. `8 ?7 x        user=shell seinfo=platform domain=shell name=com.android.shell type=shell_data_file
        user=webview_zygote seinfo=webview_zygote domain=webview_zygote
' F2 a& j& L- g/ L# ?        user=_isolated domain=isolated_app levelFrom=al
        luser=_app seinfo=app_zygote domain=app_zygote levelFrom=all
7 ^6 w- v2 B& E6 U3 }; R8 ~) ?        user=_app seinfo=media domain=mediaprovider name=android.process.media type=app_data_file
        levelFrom=user
7 x" }4 C9 S3 Q* y) P! ]" u        user=_app seinfo=platform domain=platform_app type=app_data_file levelFrom=user
' P6 h" V' N9 J! W        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
        user=_app minTargetSdkVersion=29 domain=untrusted_app type=app_data_file levelFrom=all
. `' y6 k, B4 ~/ t        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
' s: g8 ~5 q% Y+ O0 o" T        user=_app domain=untrusted_app_25 type=app_data_file levelFrom=user
5 |8 n) W2 Z5 U9 ~4 Z; `: ?3 B# E        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
        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。
! ^8 u% @) [, R  Z' V- Q) c6 Y        Android.mk
& c; L! U/ D( k: M; B        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
% `! n$ c: M# I9 K7 A        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。
                              
" U( t0 J; p, R& B        以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例，查看当前运行的应用信息：
# C& `* p) C/ R- D        console:/ # ps -Z
3 s, B" i2 @3 \8 M" c, M3 X        u:r:system_app:s0              system       15712  1861 1050628 110868 SyS_epoll_wait     
        0 S forlinx.example.app
& E8 [& y5 ~7 v& }% z4 G- \        u:r:untrusted_app_27:s0:c512,c768 u0_a62    30259  1861 1052120 114132 SyS_epoll_wait     
: b* B+ A1 j* G9 B# w        0 S com.forlinx.changelogo
) n( D/ A6 O7 O. _8 m! L        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。
) O+ o0 R8 ]8 P  s$ L" |1 X  a; N                              

                                                  
2 x" v* Q0 \8 J- U; G        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。
+ M* L0 v$ L7 Q( ?        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：
# h& P+ j; p/ n8 K        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/system_app.te
( I- i+ `3 ^4 n) x# |4 w        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/untrusted_app.te

# E, h/ R8 J( f- c! e" D: H                            以forlinx.example.app为例，我们为其添加can设备的执行权限：
& L# s% i/ q* F/ U! f6 g
                            OKT507-android-source/android$ vi device/softwinner/common/sepolicy/vendor/system_app.te
; o; _8 s, f% w7 u, J5 D. x        ...
5 s+ R1 Z5 u' ?& h9 J  S: c        allow system_app vendor_shell_exec:file { getattr open read execute execute_no_trans };
        allow system_app shell_exec:file { getattr open read execute execute_no_trans };
0 u) l7 t( C; D. a" `9 j        allow system_app shell:file { getattr open read execute execute_no_trans };
        ...
, x, @9 Q# ~6 D8 Q        以策略规则配置形式（allow domains types:classes permissions）
  t" \( O" c! {6 I% T5 J* r        分析：domains：system_app
6 M) ^- P2 V: L# q- O6 F! ?        types：vendor_shell_exec
        classes：file
        permissions：getattr open read execute execute_no_trans
$ P" L( E/ Y, u# {5 k( m2 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：
$ {, u, b! V- L. a6 V
                            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
/ S+ j2 X: N, j  \6 A; P5 ^         (or line 40025 of policy.conf) violated by allow system_app shell:file { read open };
+ {% W' \% X: e2 r1 K4 S- P6 H9 P        libsepol.check_assertions: 2 neverallow failures occurred

+ Y/ m1 b9 c) V% x' r- z                            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。
* f1 U  l- S. e! w6 K  R
0 a, O, {$ w! p) V5 j% x                            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。