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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
- M8 N0 }- @. _! T% w" d        操作系统:Android10.0# W+ v4 E8 `8 j/ d# P) c& b( m

; d9 f+ E, _2 Q8 g                            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。7 K) D- o0 [* M  E5 I- z$ T
        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。- w# x6 e' ^  t' Z6 m
                               
: i! A/ S4 I, n        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。( l, S0 Z2 X; e2 ^; z/ T7 y& s
        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。
  J" X* ]: k3 F, O$ T; l' q        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。
  l: M6 U( w& ?7 a        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。3 W, ]" v: F, V% K7 ?- l4 p) t- S
        基于MAC的SElinux         参考链接:https://source.android.google.cn/security/selinux
( n% R' V9 M* w. Y$ F* b0 ?        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。" Y% H8 v9 [9 z# v: T
                               ' U& j% \. N1 `; ~' u5 P6 @4 j

/ ]( \9 v3 J1 Q0 o' q4 N6 b. {( _                            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。
' K6 V* h5 y8 N+ m/ ]        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。; }; j9 _( ]/ y
        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 h/ b3 q' h! u/ Q
        策略规则采用以下形式:allow domains types:classes permissions;,其中:
. Z* F0 |$ Z8 C
. _  `' o& Z8 b- m& k& N; Y0 A" Y                            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。; m/ e* K- ^* Y5 Y' o5 k- _
        Type - 一个对象(例如,文件、套接字)或一组对象的标签。& d0 v; q- S8 o$ s2 b7 Y2 e2 L9 i
        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)。- J" h1 C: x, v  J' w0 N# j$ N7 D0 o. L
        策略配置源文件         1、external/sepolicy: D. ~5 {. M: Q3 C4 Y! N
        这是独立于设备的配置,一般不能针对设备进行修改
; Y! t: x" {# j  k8 M* _* m0 `. O3 E( Q! Y( a0 i( T
                            2、device/<vendor>/<product>/sepolicy' o1 f* u1 w; E  W, f
        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。
8 E4 C6 J% I8 w, w  E; K! {2 G) }( j& Y0 x+ g( Q
                            以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,T507策略文件的路径如下:# R9 b0 ^7 t( H1 r& T0 y3 z! L; r) f
        OKT507-android-source/android$ ls device/softwinner/common/sepolicy/private  vendor
% a: g) a' U% |; q! w; 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。
% R# A2 d$ q) i+ s* h) I
& j$ n# h" x( l8 b/ A5 |' B, C                            以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,T507 system_app的TE文件的路径如下:5 `1 k6 w# m  Q6 D; V8 y$ S( f- n
        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/system_app.te+ K7 S% N6 |" v
        标签配置文件         1、file_contexts:文件安全上下文
+ [- b$ a: K8 B+ h. ^        2、property_contexts:属性安全上下文/ l0 f, W, y( O+ A8 [  l
! P1 @( ^. U; ~6 U3 {& U0 Q
                            以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,T507 安全上下文文件路径如下:
% c/ F5 q" u; D& M        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/property_contexts
: Z1 _( M( ^" s/ F5 J        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/file_contexts
. i8 Y: D, G0 N& G( z5 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):0 R  D' a' p, z+ R1 C
        1)untrusted_app 第三方app,没有Android平台签名,没有system权限4 |5 E8 [* f2 O& R& X
        2)platform_app 有android平台签名,没有system权限7 r+ F+ K) t. [; v+ u0 ^8 Z0 V
        3)system_app 有android平台签名和system权限
$ {4 N) {1 C7 `) H+ u9 Y5 E        从上面划分,权限等级,理论上:untrusted_app < platform_app < system_app: }9 }* r' `4 T- n, m" M" |2 X* N
        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 q" G; `4 J% o: L        system/sepolicy/private/seapp_contexts! R5 H+ q" V0 m
        isSystemServer=true domain=system_server_startup
5 k& d1 |1 w8 U" `8 Q( n1 U        user=_app seinfo=platform name=com.android.traceur domain=traceur_app type=app_data_file levelFrom=all, F5 l. _3 S" r+ X$ t0 D# N( n) s; \
        user=system seinfo=platform domain=system_app type=system_app_data_file
# |- t( _! Q+ h' Q6 [" M# p        user=bluetooth seinfo=platform domain=bluetooth type=bluetooth_data_file% d+ U, G8 _0 ^" }8 n
        user=network_stack seinfo=network_stack domain=network_stack levelFrom=all
, k, w1 h9 P) j0 r* K7 _        type=radio_data_file
) F0 n2 f) }" C/ ]        user=nfc seinfo=platform domain=nfc type=nfc_data_file
* Z+ w: ^0 `. |5 V6 d0 ~        user=secure_element seinfo=platform domain=secure_element levelFrom=all
  f6 b" }' r8 Y        user=radio seinfo=platform domain=radio type=radio_data_file. M2 n7 o2 ?; D4 s5 ^5 }
        user=shared_relro domain=shared_relro
7 d; J" v$ I+ U        user=shell seinfo=platform domain=shell name=com.android.shell type=shell_data_file, c' A. F/ H, `4 g* `
        user=webview_zygote seinfo=webview_zygote domain=webview_zygote9 X3 \/ a# X* a$ m
        user=_isolated domain=isolated_app levelFrom=al0 |" X7 N* _) W/ f
        luser=_app seinfo=app_zygote domain=app_zygote levelFrom=all
" h: b& b" F5 ]3 N        user=_app seinfo=media domain=mediaprovider name=android.process.media type=app_data_file
# H" p6 ]( G8 e3 ]; ~        levelFrom=user
3 d3 Y; q" H/ N        user=_app seinfo=platform domain=platform_app type=app_data_file levelFrom=user5 B5 Z: G7 E& i
        user=_app isEphemeralApp=true domain=ephemeral_app type=app_data_file levelFrom=all
1 R: G' x  r0 s7 N# r        user=_app isPrivApp=true domain=priv_app type=privapp_data_file levelFrom=user
5 u0 X1 l1 I, y        user=_app minTargetSdkVersion=29 domain=untrusted_app type=app_data_file levelFrom=all7 S3 K! i: H- B. ~5 E
        user=_app minTargetSdkVersion=28 domain=untrusted_app_27 type=app_data_file levelFrom=all, L8 j6 j" H* f9 o9 Q
        user=_app minTargetSdkVersion=26 domain=untrusted_app_27 type=app_data_file
! N( A% l: t9 X/ l        levelFrom=user( o1 t+ @" ]" ~* D
        user=_app domain=untrusted_app_25 type=app_data_file levelFrom=user6 E* |, d% d1 V* Q4 P# k6 \
        user=_app minTargetSdkVersion=28 fromRunAs=true domain=runas_app levelFrom=all
% O! O( _, _0 }3 y        user=_app fromRunAs=true domain=runas_app levelFrom=user3 g3 e% N  a# \2 r6 |
        user         参考链接:https://blog.csdn.net/huilin9960/article/details/815305683 O% V& X5 {1 |2 u$ r9 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。
* N' ~' b& [3 @2 J/ v7 ?) ]2 N+ Q; r; r        seinfo         不同签名会创建对应的selinux上下文。
  o9 T# F7 D1 L% L6 ]9 m        Android.mk
6 D) p4 V. ^- m+ M% \/ {7 L        LOCAL_CERTIFICATE := platform
  `0 v  v1 d6 R0 v( b. m* |* ^        有platform签名,所以seinfo是platform。
+ j6 ~/ n  }& e0 \        LOCAL_CERTIFICATE作用         参考文档https://blog.csdn.net/hnlgzb/article/details/107823874
" A7 \$ h- Q9 v- {$ `1 Y8 p        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。, a& E( d5 Z' b% }
                              
! ?. r1 c6 ~1 g, M/ r" L8 U        以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,查看当前运行的应用信息:: }5 y3 b9 A& ]3 ?
        console:/ # ps -Z* N% l+ h$ O6 a# \. X: k5 D3 z, z
        u:r:system_app:s0              system       15712  1861 1050628 110868 SyS_epoll_wait     
  F, A$ l( v6 O, a- Y& ~* k* V- }, \        0 S forlinx.example.app
: C; f( n/ m( `4 `4 n$ Q# l% e        u:r:untrusted_app_27:s0:c512,c768 u0_a62    30259  1861 1052120 114132 SyS_epoll_wait     
6 c" Y0 ~! @7 {0 i( J6 O& O        0 S com.forlinx.changelogo! E4 K* i7 L% L: u
        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。
6 g8 u1 F+ C2 t2 j* c3 e9 e1 }% {0 s                              
. L5 G: b4 S7 e2 d- U& o
( L1 v; K4 h# i+ G                                                   , O6 ^% G8 N7 D4 U) Q9 A# E
        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。- e4 c2 q" |: g, x- X) a
        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:* ~5 d; Q2 m; d- e
        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/system_app.te
, X- V9 K1 E" ?6 V        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/untrusted_app.te. E( `! f6 K, S
; C8 D  M$ ]- g+ g& B& d$ o+ [& W
                            以forlinx.example.app为例,我们为其添加can设备的执行权限:" e5 B1 \$ @- h, X5 \6 W

6 s  B' b6 g7 v5 _8 g                            OKT507-android-source/android$ vi device/softwinner/common/sepolicy/vendor/system_app.te
" t' E4 H2 `( b5 x6 }        ...$ }2 ~- x0 o# v) N4 U" A* W! }
        allow system_app vendor_shell_exec:file { getattr open read execute execute_no_trans };0 a( E/ W3 C& W, s/ ?5 t% a
        allow system_app shell_exec:file { getattr open read execute execute_no_trans };7 Z5 O2 y% K5 J4 X( T$ [: b+ P$ d
        allow system_app shell:file { getattr open read execute execute_no_trans };
! I6 F, }; Z: L& S        ...
4 D1 F7 N# p* e, s, [        以策略规则配置形式(allow domains types:classes permissions)1 o: F, f/ p* `' |. A. B$ ]8 F
        分析:domains:system_app
2 m$ _$ Q6 ^4 ^        types:vendor_shell_exec5 m8 q; U8 T5 l, P$ }( }
        classes:file2 A5 P. Y/ q$ A, t7 r8 y
        permissions:getattr open read execute execute_no_trans( ^, s" D8 k$ M. i+ ^
        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:
% Y) p5 b6 M5 T( J' `2 H! F8 [9 L) S" S+ w
                            libsepol.report_failure: neverallow on line 9 of system/sepolicy/private/system_app.te ) u' \1 H& N5 r, U2 {8 c! G8 W
        (or line 41463 of policy.conf) violated by allow system_app shell:file { read open };& z0 b" S% o9 t% @2 }% Q; s
        libsepol.report_failure: neverallow on line 22 of system/sepolicy/private/shell.te
* U* n" y% W- x9 b2 K3 r6 y5 R/ J         (or line 40025 of policy.conf) violated by allow system_app shell:file { read open };2 D7 w7 e; y7 l
        libsepol.check_assertions: 2 neverallow failures occurred2 f, v4 r5 }( r+ ^1 {; V
0 j$ f& x$ r+ m$ M2 p/ O9 `9 }
                            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。
" x( a1 R, C/ u4 J% ]2 Y# U9 O6 }* H# j. K1 y4 r& z0 u1 B* t
                            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。
+ C& Y! s: O3 {- K: I
! y4 k/ Q  g& Y- J' S
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