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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
4 d! {( b- A% l' }  B$ ~7 S        操作系统:Android10.0
, b9 M' x$ `; h) `7 k  S: _( W- k! [2 [( O$ r3 q' C" p) p- v' ^
                            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。1 h  P' w' ]5 S8 l/ }8 Q: a5 e
        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。
/ u+ _' m+ j' F5 z' @2 Y                                8 W2 A, w& a7 g' W: z2 I/ [
        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。
+ \$ ?' b+ V# D- E' e7 \        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。3 j, n& s& ~- B9 e5 @5 f4 G/ h
        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。- h3 `0 z) R" s2 a* 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。
' D* g  `9 }& `$ o$ \        基于MAC的SElinux         参考链接:https://source.android.google.cn/security/selinux
( X& X9 l7 R- M2 n" y# U3 |: g: u        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。
* n7 u4 a5 L  a- J6 @                              
5 c! }0 z/ c$ y
$ k8 u: A* R! q( S5 k                            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。$ R( t3 S- c6 V* P, o- n9 z
        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。" f" A9 h" p4 q0 I; f% |) 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。7 g, K, R; Y+ [" m8 P# \2 l) h
        策略规则采用以下形式:allow domains types:classes permissions;,其中:
5 `1 X8 @: C8 H9 m/ B5 z& b5 v( T: b* J& t4 O
                            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。* L" _% p( _- L: |4 u) {0 \5 J
        Type - 一个对象(例如,文件、套接字)或一组对象的标签。# g: o& T0 o2 C, ?: i% s6 N
        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)。0 u4 @% k  L& O
        策略配置源文件         1、external/sepolicy
: \+ ~4 \* O. P9 l4 O& G- x) R        这是独立于设备的配置,一般不能针对设备进行修改
  z& b* w. E, O9 W' \. L/ r0 c4 v& j0 b' k: h
                            2、device/<vendor>/<product>/sepolicy
2 u4 c% @) [; B% l+ z! \+ U! a  {        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。% @( H& V: f0 j, ~/ M6 V( A& Z4 a
( _% Q, U2 ^5 @) [2 r, e0 p
                            以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,T507策略文件的路径如下:
3 j% e6 a9 N- Q4 D        OKT507-android-source/android$ ls device/softwinner/common/sepolicy/private  vendor
% v% T5 Z/ K$ X/ N: E* E( x" h( L        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。" u6 |% o$ F* g& k

- G* s: g$ |; J6 }1 L% B$ S8 d' E# X0 U                            以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,T507 system_app的TE文件的路径如下:
9 u5 L8 a1 K9 I1 P        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/system_app.te! k, |4 A6 x  M  x* B
        标签配置文件         1、file_contexts:文件安全上下文
. V8 s9 y. d) F, ~* h4 }8 a        2、property_contexts:属性安全上下文" b$ ]- A/ s$ u7 u* i; v

3 e4 L7 A8 J" m7 w  C- X                            以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,T507 安全上下文文件路径如下:7 T9 ^% Y9 y, `1 J8 Z
        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/property_contexts# M* Y  d5 ~% B8 K$ \) ]- l
        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/file_contexts
2 }% G' \6 s( B& l1 w        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):
. @& s! D- `$ A. ~        1)untrusted_app 第三方app,没有Android平台签名,没有system权限
/ O, J& d, H4 I$ d+ B! K! u1 O' T' z        2)platform_app 有android平台签名,没有system权限
- `  F% ?  L9 b8 v3 e        3)system_app 有android平台签名和system权限- a: V$ `9 [# V) ]0 L. w
        从上面划分,权限等级,理论上:untrusted_app < platform_app < system_app
$ |, ]7 j7 Y3 ~: ^& L        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
) i7 U- T$ R% m  [/ T% A        system/sepolicy/private/seapp_contexts
7 f2 P$ r# _7 Z8 A        isSystemServer=true domain=system_server_startup
. Q* m4 {: c' t- A6 _; t& m% V        user=_app seinfo=platform name=com.android.traceur domain=traceur_app type=app_data_file levelFrom=all
" u# m; D/ o3 ?3 o        user=system seinfo=platform domain=system_app type=system_app_data_file
2 h+ l# t/ T5 q2 z/ b        user=bluetooth seinfo=platform domain=bluetooth type=bluetooth_data_file
% I8 Z$ a, e* W7 _        user=network_stack seinfo=network_stack domain=network_stack levelFrom=all
6 V. [* ?+ q! F! R: q; U. m        type=radio_data_file+ n# K. k5 G3 w' ?$ q
        user=nfc seinfo=platform domain=nfc type=nfc_data_file
' J0 R  j0 \( @/ ]5 i9 R# D        user=secure_element seinfo=platform domain=secure_element levelFrom=all. j' D! |% w2 O5 N- W
        user=radio seinfo=platform domain=radio type=radio_data_file
) Z: ~" {3 R) d! W- `        user=shared_relro domain=shared_relro
' b3 J( v8 o/ E: N/ @. E        user=shell seinfo=platform domain=shell name=com.android.shell type=shell_data_file
: w" j0 ]0 K6 n; d        user=webview_zygote seinfo=webview_zygote domain=webview_zygote
, u- h+ t$ ?  k1 {% p        user=_isolated domain=isolated_app levelFrom=al
  M/ b$ \- P" Q        luser=_app seinfo=app_zygote domain=app_zygote levelFrom=all9 n- A+ ]& A( `! q. K
        user=_app seinfo=media domain=mediaprovider name=android.process.media type=app_data_file
7 q: }: d, }' q/ a        levelFrom=user# h' o# e% _- p3 q
        user=_app seinfo=platform domain=platform_app type=app_data_file levelFrom=user
8 _' D6 \- N) c9 S, [2 H' [        user=_app isEphemeralApp=true domain=ephemeral_app type=app_data_file levelFrom=all
( Z+ q; W  m% u: I9 V9 t1 C* L        user=_app isPrivApp=true domain=priv_app type=privapp_data_file levelFrom=user
) \7 {% }* U6 n& ~/ Q% |        user=_app minTargetSdkVersion=29 domain=untrusted_app type=app_data_file levelFrom=all
% v5 O0 ?' q) ~; |4 w        user=_app minTargetSdkVersion=28 domain=untrusted_app_27 type=app_data_file levelFrom=all
: [! r! @2 ~8 {! w. X, o" l' E        user=_app minTargetSdkVersion=26 domain=untrusted_app_27 type=app_data_file . W) N9 x, I! Q6 b2 X+ }* t1 b2 G# a
        levelFrom=user+ q3 a* l& U6 i
        user=_app domain=untrusted_app_25 type=app_data_file levelFrom=user8 w3 N9 L& L6 b( F
        user=_app minTargetSdkVersion=28 fromRunAs=true domain=runas_app levelFrom=all" v( d8 ^! i# }* ^. K
        user=_app fromRunAs=true domain=runas_app levelFrom=user( K9 V; |% a: N8 r4 U/ V
        user         参考链接:https://blog.csdn.net/huilin9960/article/details/815305687 U- U& L5 ]  a' b
        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。- h  x" l) f6 E/ _1 b6 v
        seinfo         不同签名会创建对应的selinux上下文。
3 A: [# I* N1 u! T8 b, l- O        Android.mk
3 m3 y# F5 _+ X% L- m+ c        LOCAL_CERTIFICATE := platform; T+ W0 ~) v& R2 w# [, x9 y
        有platform签名,所以seinfo是platform。
1 a: X2 i4 d+ W" `' h/ m0 p  y. w        LOCAL_CERTIFICATE作用         参考文档https://blog.csdn.net/hnlgzb/article/details/107823874
+ Q" Y8 y7 `. m$ ^" ?5 u        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。% b1 b) r. ~% L) a9 i& }$ {
                              
* m0 D: g; b, r7 X+ ^7 R+ `/ g        以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,查看当前运行的应用信息:
& S0 v: o' A# l/ o        console:/ # ps -Z) T2 |$ O# ~* F3 O" y
        u:r:system_app:s0              system       15712  1861 1050628 110868 SyS_epoll_wait     & U0 `; ~# k( Z& p9 s1 ]$ S
        0 S forlinx.example.app
2 u4 t4 S4 y- \5 Q' C        u:r:untrusted_app_27:s0:c512,c768 u0_a62    30259  1861 1052120 114132 SyS_epoll_wait     3 ^8 y, [/ q& x: a( a5 [( z
        0 S com.forlinx.changelogo" g3 o. o" ^8 t2 j& E, _
        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。* G" a5 s4 |9 e! ~* E3 \* ~# j* |
                              
) R/ d/ f4 X0 G- }0 L' r: x6 G; p( J- s2 n# v7 R$ U2 M
                                                  
& P0 _  r' u& O! f3 P        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。) Q9 `( o) M' m
        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:
  l2 a! P4 `$ q8 i4 N! u3 }$ _        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/system_app.te2 v( Z6 {6 b& t, O$ S' c
        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/untrusted_app.te
0 |( A8 H, |. I1 J5 b' k8 K/ G' r, y
9 J6 ~3 K1 Y4 [7 v; J$ r                            以forlinx.example.app为例,我们为其添加can设备的执行权限:/ E* Q+ b3 ]: W! c
# p. N$ v  ~- r8 E) e
                            OKT507-android-source/android$ vi device/softwinner/common/sepolicy/vendor/system_app.te
; C: S$ G; |- d        ...
7 h4 s3 W# L+ k3 t. |        allow system_app vendor_shell_exec:file { getattr open read execute execute_no_trans };4 w5 M0 k6 P  A
        allow system_app shell_exec:file { getattr open read execute execute_no_trans };( r$ z8 E: |4 S& x% ]' U
        allow system_app shell:file { getattr open read execute execute_no_trans };3 ^7 @7 B  F' r, U% X
        ...
, F# i, y8 s$ X        以策略规则配置形式(allow domains types:classes permissions)
' ?/ s* e. d1 q% C8 I/ j' A        分析:domains:system_app
  \5 m7 s% S. E2 q5 h        types:vendor_shell_exec
7 X8 Z% I# Y! F1 v9 U  |        classes:file
1 a3 C* U, b. [; Y, U& Z, ~9 y; D        permissions:getattr open read execute execute_no_trans
1 g' P" W1 x% [; s, n        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:4 G' ~4 |  e! C- p; {
# H+ W7 D$ c* I6 v
                            libsepol.report_failure: neverallow on line 9 of system/sepolicy/private/system_app.te 4 L8 A* _! c* v- M
        (or line 41463 of policy.conf) violated by allow system_app shell:file { read open };
" e1 ]. O7 T) Z: {        libsepol.report_failure: neverallow on line 22 of system/sepolicy/private/shell.te, w- @$ g' ~4 j/ f  g+ ]1 I
         (or line 40025 of policy.conf) violated by allow system_app shell:file { read open };
- @7 Q' V; c( f, ]        libsepol.check_assertions: 2 neverallow failures occurred3 p. e" M  M+ c! h4 Y

4 @3 i+ x; R0 a2 p9 `5 {; m* @                            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。' z0 K& I/ M" }3 ]2 u  m$ y9 A

( u7 Q0 F' K. C                            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。
, |; h9 n; h" P9 R* M  {! }5 U* H8 x" H
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