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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
# q: x$ g5 I+ Q# |+ a        操作系统:Android10.05 U6 H  h" M% @6 b. A5 D
+ \- q% K8 Z4 ]* L1 {
                            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。
5 m1 N* u5 G2 w) H/ w/ B' ]        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。
8 Z- v1 l3 D- A                               
# K. f) i% {1 B6 m5 A0 \+ 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。
2 S: v, U7 u7 q0 D" ?2 z6 b# t  G        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。
9 S/ p/ a( T6 e  @        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。  o6 R6 ?! o/ U1 U8 Y$ Z
        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。
# @1 `3 n- S# E        基于MAC的SElinux         参考链接:https://source.android.google.cn/security/selinux
5 C3 `# ~" ~& L: S        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。% Q/ V+ Z- J7 k- G% p( \0 b. h
                               " N, `# \7 e' x- Y: o
0 S; P0 ^8 A7 K& 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。( C. E, }, v8 |) {9 r8 t
        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。# J! o& p' S/ G$ {* x9 W' J3 U
        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。
1 \2 R/ m8 M9 h& {" X4 @        策略规则采用以下形式:allow domains types:classes permissions;,其中:
8 Z  w9 F+ U  `( P% t
5 Y+ ?0 P7 G3 K3 h$ v                            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。7 y7 j. f# Z, O. |/ U- V
        Type - 一个对象(例如,文件、套接字)或一组对象的标签。
# a1 Q, t, t7 Q. g        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)。
: S! {' N' R( z( D% q5 `/ n  i$ C' [        策略配置源文件         1、external/sepolicy
$ b/ X/ ^. v$ r' P) f, R        这是独立于设备的配置,一般不能针对设备进行修改
. {) o, y3 L4 @
7 W. w' h& D% j! E, p                            2、device/<vendor>/<product>/sepolicy
( D" K" w+ o+ `$ 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。
4 ^- v4 |) Y# e8 ~& b" T+ r- v6 ?. |. @, s0 g( A6 t! _+ x
                            以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,T507策略文件的路径如下:. x1 D5 `: l. Z3 R( p8 h! h
        OKT507-android-source/android$ ls device/softwinner/common/sepolicy/private  vendor
$ F9 x4 o2 {5 O$ l. R) ~3 `        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# s' C9 e' j1 _4 g4 Q+ \% j5 m7 B9 X. h( K: d( `
                            以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,T507 system_app的TE文件的路径如下:8 r* A& B9 q1 f( k1 L
        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/system_app.te
, r8 x* s" n  W% p8 s' D        标签配置文件         1、file_contexts:文件安全上下文6 z( {! u6 f3 u" ?0 S0 j
        2、property_contexts:属性安全上下文
& R* r: F, k$ \5 T4 M' K/ R! |5 m4 J
                            以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,T507 安全上下文文件路径如下:% p$ U% ^$ {  \; U2 N( S; u
        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/property_contexts( r5 H% o. i' O, j2 r8 N
        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/file_contexts
7 K0 e3 R" B! {        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& m( z/ |) l# F
        1)untrusted_app 第三方app,没有Android平台签名,没有system权限
! j, m, R" F& i& E0 U4 c        2)platform_app 有android平台签名,没有system权限
: `4 \/ B" a2 M- L2 p& J- h        3)system_app 有android平台签名和system权限
& X+ r$ M4 u: Z, j( V5 X        从上面划分,权限等级,理论上:untrusted_app < platform_app < system_app8 [9 Q+ Z2 Z( \/ @+ T# X
        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
1 W2 n& }: `; T8 k        system/sepolicy/private/seapp_contexts
$ N/ M/ u! ~# I5 b- `# G0 J        isSystemServer=true domain=system_server_startup
: W  I* k$ I' ~2 n        user=_app seinfo=platform name=com.android.traceur domain=traceur_app type=app_data_file levelFrom=all
- ?0 I7 i& C; F        user=system seinfo=platform domain=system_app type=system_app_data_file  \2 |( j& W- N
        user=bluetooth seinfo=platform domain=bluetooth type=bluetooth_data_file
% V& w5 l+ W6 o! S7 ~        user=network_stack seinfo=network_stack domain=network_stack levelFrom=all . s6 P8 |! T/ z) H) Z
        type=radio_data_file2 }3 d7 ?, v3 ?  p1 N5 Q  L
        user=nfc seinfo=platform domain=nfc type=nfc_data_file: _) H. F0 Q2 B  C) L' \% N$ z: K
        user=secure_element seinfo=platform domain=secure_element levelFrom=all
; N/ G8 z- Q6 M( _        user=radio seinfo=platform domain=radio type=radio_data_file
, O9 S0 F" F' i( O        user=shared_relro domain=shared_relro# J2 I7 C/ R$ W9 r! v
        user=shell seinfo=platform domain=shell name=com.android.shell type=shell_data_file: b: |3 t) @( r3 J7 W8 [, y; o
        user=webview_zygote seinfo=webview_zygote domain=webview_zygote: y4 [- A, a& f$ r! }
        user=_isolated domain=isolated_app levelFrom=al
, x# L  s4 b# N$ Q$ R        luser=_app seinfo=app_zygote domain=app_zygote levelFrom=all
' g1 C4 s4 J5 e# d& _* W3 [        user=_app seinfo=media domain=mediaprovider name=android.process.media type=app_data_file
4 \2 l  F1 m+ `% \% H% i        levelFrom=user0 X; @! ]# s- G" ]9 l  Y
        user=_app seinfo=platform domain=platform_app type=app_data_file levelFrom=user
! v6 u5 k, f3 E9 i' S- n; P# v5 T        user=_app isEphemeralApp=true domain=ephemeral_app type=app_data_file levelFrom=all
% P+ k$ L) e3 H0 X  y1 j  T        user=_app isPrivApp=true domain=priv_app type=privapp_data_file levelFrom=user
5 A! W" T6 f5 C/ B# a; r/ s        user=_app minTargetSdkVersion=29 domain=untrusted_app type=app_data_file levelFrom=all
, p, g$ Z. p8 ]/ ~        user=_app minTargetSdkVersion=28 domain=untrusted_app_27 type=app_data_file levelFrom=all
0 P. v: ?/ E; |1 U        user=_app minTargetSdkVersion=26 domain=untrusted_app_27 type=app_data_file
# y* ~0 q) K$ c7 P1 S7 F; k5 g        levelFrom=user8 |1 F1 q7 [  q9 L  u
        user=_app domain=untrusted_app_25 type=app_data_file levelFrom=user
* r. d5 U5 R" u% Y9 C9 y1 w        user=_app minTargetSdkVersion=28 fromRunAs=true domain=runas_app levelFrom=all7 N9 r3 N& p& E
        user=_app fromRunAs=true domain=runas_app levelFrom=user
/ Z7 B: p( Y3 l        user         参考链接:https://blog.csdn.net/huilin9960/article/details/81530568
# e+ q- k. g7 d6 T( R        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。* D; @$ l5 {; L1 W1 s
        seinfo         不同签名会创建对应的selinux上下文。6 r( x7 ^0 A( @3 f' ]
        Android.mk4 o( l. q+ o( B) ?3 |9 }. y
        LOCAL_CERTIFICATE := platform" o5 p  Y' X" r. u% N: D
        有platform签名,所以seinfo是platform。3 }* e' G6 U& ^$ j) r0 Z
        LOCAL_CERTIFICATE作用         参考文档https://blog.csdn.net/hnlgzb/article/details/107823874) @! p5 t7 _, 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。
( l3 _! b8 X5 W9 r                               ; w" \( q2 m5 H- `- I3 D, w
        以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,查看当前运行的应用信息:( i: ^; v9 a3 G: X' y2 |1 i) o  g. ^- k
        console:/ # ps -Z
% v. o1 S8 s9 A0 g: r& C        u:r:system_app:s0              system       15712  1861 1050628 110868 SyS_epoll_wait     
+ P1 M6 E: C3 o; R8 N        0 S forlinx.example.app
$ e" n2 K) e( r" y4 T( ]% e! l8 o        u:r:untrusted_app_27:s0:c512,c768 u0_a62    30259  1861 1052120 114132 SyS_epoll_wait     
# ?$ ?  I+ v) }/ c6 A7 S! b        0 S com.forlinx.changelogo9 Q5 L% U9 o8 v- P
        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。/ |& q, k: Z6 ?. k% |
                              
5 G, I5 x* w2 A- T: j8 l& r5 _0 T# A# _0 B: V/ t' y. T
                                                     C6 b# n& k: `+ Z" g7 @
        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。
5 s0 m8 B) E: ]" ?2 o9 ~        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:
6 X: \0 ]1 Y; f2 o# D        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/system_app.te, t! P* F+ u; o3 }2 D% R- U6 ^
        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/untrusted_app.te
$ ?5 C$ e; x0 Q. _4 n$ w
7 ^+ [0 j+ |( z                            以forlinx.example.app为例,我们为其添加can设备的执行权限:
' T8 n' t: W# k5 y( P, f' R5 u+ N6 o8 Q. i9 g: G( r
                            OKT507-android-source/android$ vi device/softwinner/common/sepolicy/vendor/system_app.te
, b$ ?; n, u4 z8 T( T; Y4 S+ w9 c        ...
; G# D, n" x3 e! b6 o+ r. o        allow system_app vendor_shell_exec:file { getattr open read execute execute_no_trans };
: Q$ `6 t% q& K. j5 C        allow system_app shell_exec:file { getattr open read execute execute_no_trans };
! e7 E, Q9 g8 q) F8 x  O) t+ W        allow system_app shell:file { getattr open read execute execute_no_trans };
- @3 Q" l+ m2 S9 `/ Z( D1 F& ?% @        ...
' d! v/ M. x# U1 Z& K        以策略规则配置形式(allow domains types:classes permissions)
1 Y' J1 _1 Q, E  c  f/ _9 O        分析:domains:system_app
6 u1 i& p3 V/ R& Z* H7 ?5 r        types:vendor_shell_exec9 @4 U+ w8 t" Z
        classes:file; O1 ^1 R; b- w8 [7 M  I) z9 b
        permissions:getattr open read execute execute_no_trans2 y0 Z# m7 H! ]/ _) i+ D, s
        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:) K. J! P) ~1 m
0 s: A7 o! H, V/ Z' [- p6 C
                            libsepol.report_failure: neverallow on line 9 of system/sepolicy/private/system_app.te
3 M& b4 b" @+ g        (or line 41463 of policy.conf) violated by allow system_app shell:file { read open };; X0 X8 u. [; h3 X
        libsepol.report_failure: neverallow on line 22 of system/sepolicy/private/shell.te7 |1 L4 ^5 s& t3 r7 Y2 y& w. o
         (or line 40025 of policy.conf) violated by allow system_app shell:file { read open };% a, z5 O& K8 q" q
        libsepol.check_assertions: 2 neverallow failures occurred; p; q' q# g, w) r1 v- I( w+ V9 e

: g6 {; Q% D" p7 p8 r                            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。
; |( v) [) t2 i" w: e
4 q& b' w7 c+ ~+ D0 P6 n                            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。
5 B' g% o  z' @7 O  J' O
+ |  Q0 Q; j; p& |6 m, @9 ^
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