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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  e) S: P6 l& M) Q6 f1 S
        操作系统:Android10.09 G. u  W. z+ m! X( ~3 j

4 k& l- x  A; w7 ~- ~4 o. n                            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。
" R  ]" e1 {% _9 j9 r6 {        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。+ m# G( \. A" l) s0 D* L
                               
2 j$ F6 d$ T( K! ~) u7 X1 x8 V        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。- s: ~0 k% K+ o
        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。
' D# B# M& Q( Z" _        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 V3 F8 \; g% D1 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。
. N$ B* ?% {8 k- A+ m        基于MAC的SElinux         参考链接:https://source.android.google.cn/security/selinux- A% e- o2 T. a7 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。
% e& S6 I  E+ k) `# w                              
6 ?2 A& D' b; C; j9 p
* m) e8 W/ n' f1 H1 o4 g4 h% N4 O4 A                            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。
6 I- b  h# g" d        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 H, |5 W! U1 Z. h+ J$ k! B' T        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。6 t" g  ]2 M* G$ s, K2 r
        策略规则采用以下形式:allow domains types:classes permissions;,其中:
% r6 H5 n- F* H; W9 Y/ {! @# H- q. z( h+ A9 J
                            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。
% x1 D$ H2 J  J, m+ O        Type - 一个对象(例如,文件、套接字)或一组对象的标签。
+ O( o( s: d' }* O        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)。
9 k7 [; y0 {* D$ |5 c        策略配置源文件         1、external/sepolicy9 w0 Q* |- D1 o! @  z8 n( N
        这是独立于设备的配置,一般不能针对设备进行修改* n* |2 Z: p/ t: O9 v6 O* u* ?

  y( g& c6 |; c, e' }6 G                            2、device/<vendor>/<product>/sepolicy
; p6 ]# H& R7 }& s9 b' S* V        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 j8 M4 G& e/ e8 X1 P- Q: z, p$ I; P- O4 z8 `
                            以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,T507策略文件的路径如下:9 a+ N1 T0 i/ J  t8 z( m2 s
        OKT507-android-source/android$ ls device/softwinner/common/sepolicy/private  vendor
% n! Z4 g4 ^3 S- \: q# C) D# L8 s4 m+ y        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。: w) e3 X, G- @( w" y' ^2 ?

* G# q: O5 w" Z+ \1 Y7 z' u) y$ I                            以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,T507 system_app的TE文件的路径如下:" h$ G1 e) `6 G" a, _
        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/system_app.te
- M0 e" X, ~$ ]2 T        标签配置文件         1、file_contexts:文件安全上下文
# O  F& @" u2 }: M, |        2、property_contexts:属性安全上下文
& I/ M# \, f: Y  l/ ?/ I! X
: m  i* O8 a6 u" K. d                            以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,T507 安全上下文文件路径如下:* G, n2 c; l- Z5 t
        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/property_contexts
- z8 X  r3 C( Z6 }        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/file_contexts
& i6 U$ o4 p, Z. R5 l: Q" _, r& r2 ]        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 m$ |/ d/ ]3 `! ~: Q
        1)untrusted_app 第三方app,没有Android平台签名,没有system权限" t* q9 b) `9 K5 H- n
        2)platform_app 有android平台签名,没有system权限0 E; ?1 `$ o% A
        3)system_app 有android平台签名和system权限
+ w$ c- w# c# v        从上面划分,权限等级,理论上:untrusted_app < platform_app < system_app
8 z  x2 e% C( Z: @2 _        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5 H# E2 m3 g. V6 B' [8 B+ g
        system/sepolicy/private/seapp_contexts
* I% @. z$ C) u" @        isSystemServer=true domain=system_server_startup
4 h% n, {( u" a        user=_app seinfo=platform name=com.android.traceur domain=traceur_app type=app_data_file levelFrom=all4 c1 T* t' s/ n/ m  c- n
        user=system seinfo=platform domain=system_app type=system_app_data_file
& h5 h: X  r8 [        user=bluetooth seinfo=platform domain=bluetooth type=bluetooth_data_file
: Q6 d" C: P1 R! O5 Q+ |" W! k        user=network_stack seinfo=network_stack domain=network_stack levelFrom=all
+ O- n! G' g7 w2 J0 P        type=radio_data_file
+ k- }$ O- t- p! i7 u5 b. K        user=nfc seinfo=platform domain=nfc type=nfc_data_file
! g$ ?! p" o" c) X  K/ Y        user=secure_element seinfo=platform domain=secure_element levelFrom=all& G: l. i; f: d- b
        user=radio seinfo=platform domain=radio type=radio_data_file4 \, _  p) N6 i, C% a! f  Y8 P. A* B, u
        user=shared_relro domain=shared_relro( j* X0 _! H( w7 Q% g6 G
        user=shell seinfo=platform domain=shell name=com.android.shell type=shell_data_file  ]* w4 r9 Z$ @6 m; {
        user=webview_zygote seinfo=webview_zygote domain=webview_zygote
$ w, i; e6 b7 J$ [        user=_isolated domain=isolated_app levelFrom=al7 l4 j# w! T! B! Q( z& N
        luser=_app seinfo=app_zygote domain=app_zygote levelFrom=all# z# x0 Q; w7 j# N
        user=_app seinfo=media domain=mediaprovider name=android.process.media type=app_data_file
; r! h7 r2 D0 T/ L3 M5 {        levelFrom=user
! ^3 q2 I( V: C        user=_app seinfo=platform domain=platform_app type=app_data_file levelFrom=user
5 h2 x8 L$ Q" V9 n: I. s        user=_app isEphemeralApp=true domain=ephemeral_app type=app_data_file levelFrom=all* \* ]+ Q/ U# @7 A) M# M' f) Q4 ]
        user=_app isPrivApp=true domain=priv_app type=privapp_data_file levelFrom=user
; b0 @( K8 n) G: Z5 O4 i        user=_app minTargetSdkVersion=29 domain=untrusted_app type=app_data_file levelFrom=all
* M& E$ v' k7 @" X- n/ F        user=_app minTargetSdkVersion=28 domain=untrusted_app_27 type=app_data_file levelFrom=all
6 T. X) ]+ [" ~1 ?1 ^9 G5 ]% G        user=_app minTargetSdkVersion=26 domain=untrusted_app_27 type=app_data_file
0 P8 M% R# n( B  {' [3 ?        levelFrom=user
+ V7 n7 C1 P: {4 C; k        user=_app domain=untrusted_app_25 type=app_data_file levelFrom=user
. U( p& |  N- G        user=_app minTargetSdkVersion=28 fromRunAs=true domain=runas_app levelFrom=all
7 n7 C* X! U+ g6 n, E5 X        user=_app fromRunAs=true domain=runas_app levelFrom=user
1 w- r! S: ]$ D! @% H* p$ H        user         参考链接:https://blog.csdn.net/huilin9960/article/details/81530568
0 A# @. o7 J! L$ X- o8 V" K        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。# I' g3 y. i4 h, I) P) W
        seinfo         不同签名会创建对应的selinux上下文。
! ^( s% Q/ a7 g        Android.mk- |" P( z, e: W+ ], P
        LOCAL_CERTIFICATE := platform& w; c3 Q/ b2 r  `! K% Q4 F/ Q
        有platform签名,所以seinfo是platform。
# S" Y% k5 ~' u0 I6 X! y" d( ~        LOCAL_CERTIFICATE作用         参考文档https://blog.csdn.net/hnlgzb/article/details/107823874
4 ], j% [* k$ y- H" S; k* K        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。: `8 U1 M, p* I. z3 S' x$ {
                               0 [  j. f8 V  B, }- T# x* A. {
        以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,查看当前运行的应用信息:( y8 @; D" s6 V8 H% o* ?
        console:/ # ps -Z* G4 _. [! A: m1 c
        u:r:system_app:s0              system       15712  1861 1050628 110868 SyS_epoll_wait     - v0 L8 [$ ^5 M/ r+ r
        0 S forlinx.example.app
8 S: f  K7 P2 D( e! Z2 q        u:r:untrusted_app_27:s0:c512,c768 u0_a62    30259  1861 1052120 114132 SyS_epoll_wait     6 ^- N$ H" n# @4 m
        0 S com.forlinx.changelogo
" P, P* A" K- g3 A7 o: A        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。
  Y" p% A7 I3 r: X0 r: q                              
* u: j: J0 U3 N% J5 L( v) K3 W! c- Q- K
                                                   7 T4 _  V4 O2 X, s0 R
        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。) ~, F* h! r: a- n5 i0 J0 c
        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:
/ E* ?. C. f0 ?! S% q4 T; y        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/system_app.te
2 B- m( f" K* a/ I, R+ l, Z        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/untrusted_app.te" V) L" v& W) _+ \' W% U1 o
  a! @/ |. H- ]0 f8 U& ]
                            以forlinx.example.app为例,我们为其添加can设备的执行权限:
. W4 @( `2 v' S
+ m' z9 X' [( \" G/ Z, b                            OKT507-android-source/android$ vi device/softwinner/common/sepolicy/vendor/system_app.te: A% }- i) [# s$ B
        ...9 z$ ]) N6 i# U0 D7 W
        allow system_app vendor_shell_exec:file { getattr open read execute execute_no_trans };& r" E9 b8 ?( D7 a
        allow system_app shell_exec:file { getattr open read execute execute_no_trans };4 N6 a+ g6 F, C& C
        allow system_app shell:file { getattr open read execute execute_no_trans };
; w* f8 h  w8 d4 O; G; y        ...
1 y, D9 k: `! D( A0 Z$ x3 C        以策略规则配置形式(allow domains types:classes permissions)- d# w$ J% N$ K+ a0 f3 ]
        分析:domains:system_app( Q5 J" N/ p2 q( q& R. J, I2 y
        types:vendor_shell_exec3 I* y0 l& j3 r0 |' X
        classes:file" [& X' @5 v# ^* c9 S$ G- l' V4 b
        permissions:getattr open read execute execute_no_trans
( D# {8 |& a2 }7 l$ Q. q        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:7 E- m! j" @6 ?- ?8 v7 L: R9 Y6 R& Q

" z0 ?5 E2 S5 l                            libsepol.report_failure: neverallow on line 9 of system/sepolicy/private/system_app.te   j: d6 Y1 J4 w( q& M; N
        (or line 41463 of policy.conf) violated by allow system_app shell:file { read open };8 k) [7 Y8 m: f7 w+ `
        libsepol.report_failure: neverallow on line 22 of system/sepolicy/private/shell.te
6 F3 I$ _- A& x4 `         (or line 40025 of policy.conf) violated by allow system_app shell:file { read open };
5 t( x& i8 C1 C1 ~        libsepol.check_assertions: 2 neverallow failures occurred
: w6 j. k3 i! I, C' ~0 ?5 @* W9 K: n8 t8 ?1 v" N
                            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。
9 ?& `. @& {: f* R8 ^" S* ~; H: n& |" j4 P5 Y
                            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 u6 ?" Z; j( p# ^. J2 \7 {, w/ i- m! j8 p, x  F- n
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