国产平台之T507 开发板Android 安全策略漫谈

飞凌-marketing

        硬件平台：飞凌嵌入式 OKT507-C开发板
2 M7 b8 t$ A4 m* N        操作系统：Android10.0

( a  o) z# b# \# W" h% M                            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。
! u7 v6 ]/ X( j% D6 Q! S        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。
  W! D4 W& }$ Z* j$ p        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。
' j3 y& N, }) V( ]$ m        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。
        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。
        基于MAC的SElinux         参考链接：https://source.android.google.cn/security/selinux
7 v  d  k& {' L$ ]        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。
                              

9 Y8 M, Q3 l! a* o: S                            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。
3 c: {, A7 n6 O0 P% H# V7 \* h' G        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。
        策略规则采用以下形式：allow domains types:classes permissions;，其中：
1 e; D' _! J- `! d7 A0 N
+ t9 `& m( O# 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。
( Q* f. `( }* `' K9 `, J6 d        Type - 一个对象（例如，文件、套接字）或一组对象的标签。
2 o0 }( a6 M# F) w: w        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）。
  P9 {4 Z+ s4 l% r# e1 E" X        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
2 Q$ ]. b$ X+ @, b) M# u
  J0 E- I3 i& a                            2、device/<vendor>/<product>/sepolicy
        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。

9 _% l( w0 P4 s                            以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,T507策略文件的路径如下：
5 D5 X( ?7 _$ \+ g- ~1 Z, U        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。
) N- B1 L3 |4 v$ u- L! t* j
                            以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,T507 system_app的TE文件的路径如下：
+ i& K6 x1 U; V) ?        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/system_app.te
7 e* @( K+ U1 n/ g7 c9 D        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
1 {! @1 E; U4 Z, G! G; ^/ H6 E$ Y) J
' x' ~& v  }; s* ~3 @0 \/ W; M5 W: s                            以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,T507 安全上下文文件路径如下：
( J7 w1 T; ]/ g' U' K. q$ \8 _        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/property_contexts
        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/file_contexts
" R  R& d0 M: |! U& [        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)：
        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
        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
8 B0 h) ^+ @7 t! O* Q        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
4 ^% I7 S; {9 W6 U8 ~        system/sepolicy/private/seapp_contexts
6 }9 x# H. O# M* G% w- d        isSystemServer=true domain=system_server_startup
9 q9 W9 R7 `* e4 x  ~; F1 J        user=_app seinfo=platform name=com.android.traceur domain=traceur_app type=app_data_file levelFrom=all
        user=system seinfo=platform domain=system_app type=system_app_data_file
: o% w8 m# a2 X* f: L) X- h        user=bluetooth seinfo=platform domain=bluetooth type=bluetooth_data_file
5 v4 E4 n* f- V: B, e/ J( |        user=network_stack seinfo=network_stack domain=network_stack levelFrom=all
        type=radio_data_file
        user=nfc seinfo=platform domain=nfc type=nfc_data_file
        user=secure_element seinfo=platform domain=secure_element levelFrom=all
* ~: ~1 S% C2 s, l) q        user=radio seinfo=platform domain=radio type=radio_data_file
4 D# }8 U$ Y. d4 \        user=shared_relro domain=shared_relro
- ^) M# C8 M- F; P3 L+ c        user=shell seinfo=platform domain=shell name=com.android.shell type=shell_data_file
        user=webview_zygote seinfo=webview_zygote domain=webview_zygote
  s3 M6 o3 z+ y: G4 ?. d6 M        user=_isolated domain=isolated_app levelFrom=al
+ y0 q: {- C9 Q) \/ e; D, W        luser=_app seinfo=app_zygote domain=app_zygote levelFrom=all
. e' @$ a& l- ?! ~+ e        user=_app seinfo=media domain=mediaprovider name=android.process.media type=app_data_file
        levelFrom=user
$ c' S3 O8 h, m& {) I; u1 w        user=_app seinfo=platform domain=platform_app type=app_data_file levelFrom=user
+ T  [, C0 ?0 k: h4 |4 C. v  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
% `* u8 Y! K- O        user=_app minTargetSdkVersion=28 domain=untrusted_app_27 type=app_data_file levelFrom=all
  ~. ?/ w0 Z( l$ e7 H        user=_app minTargetSdkVersion=26 domain=untrusted_app_27 type=app_data_file
        levelFrom=user
+ Z) h( h& b; G& h+ D        user=_app domain=untrusted_app_25 type=app_data_file levelFrom=user
        user=_app minTargetSdkVersion=28 fromRunAs=true domain=runas_app levelFrom=all
6 A# v" H% |( ]5 I( P3 P/ S4 a& _        user=_app fromRunAs=true domain=runas_app levelFrom=user
* m+ \. Q% m( `( C" v3 D3 E        user         参考链接：https://blog.csdn.net/huilin9960/article/details/81530568
# z  t6 C9 `- w! }3 V, j        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。
        Android.mk
" q- a+ h6 _' W& |        LOCAL_CERTIFICATE := platform
; q7 M: W: U9 V( w4 w9 m+ w8 ^        有platform签名，所以seinfo是platform。
4 Z. E  M( Y5 k) [        LOCAL_CERTIFICATE作用         参考文档https://blog.csdn.net/hnlgzb/article/details/107823874
- Y. I7 M% Q0 e' J$ O        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。
                              
        以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例，查看当前运行的应用信息：
* |1 ?" g1 K# M        console:/ # ps -Z
& v* x- \6 V+ h3 |, ~        u:r:system_app:s0              system       15712  1861 1050628 110868 SyS_epoll_wait     
        0 S forlinx.example.app
3 ]7 R' Y( k; `        u:r:untrusted_app_27:s0:c512,c768 u0_a62    30259  1861 1052120 114132 SyS_epoll_wait     
        0 S com.forlinx.changelogo
# n$ h' z: Z' @& W0 z* G        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。
, R/ T8 N7 s+ c7 p                              

                                                  
: u' i& V4 a5 Q' M* m        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。
        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：
  ^' `* Q( A, X) a2 H! D        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/system_app.te
        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/untrusted_app.te
( s5 ^& e- ~& d2 m: P
# C  C5 G( V* a3 c( b5 ~                            以forlinx.example.app为例，我们为其添加can设备的执行权限：

                            OKT507-android-source/android$ vi device/softwinner/common/sepolicy/vendor/system_app.te
        ...
        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 };
) `3 }5 x- E: M- ~        allow system_app shell:file { getattr open read execute execute_no_trans };
        ...
        以策略规则配置形式（allow domains types:classes permissions）
# N- t, W9 d! y/ F        分析：domains：system_app
# d% {! c% ?4 |+ y) z. H8 B        types：vendor_shell_exec
        classes：file
/ [- S7 z' c" e+ H$ y- |4 i1 v        permissions：getattr open read execute execute_no_trans
        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：
1 r9 X& k9 c" \# C
0 A: U7 c" d3 Y+ b! F# v3 j                            libsepol.report_failure: neverallow on line 9 of system/sepolicy/private/system_app.te
7 q$ B0 _# |2 \% I, q' A& l        (or line 41463 of policy.conf) violated by allow system_app shell:file { read open };
& @  H+ q, Z# ~        libsepol.report_failure: neverallow on line 22 of system/sepolicy/private/shell.te
. Q. h6 r& _; ^7 R5 k" }         (or line 40025 of policy.conf) violated by allow system_app shell:file { read open };
        libsepol.check_assertions: 2 neverallow failures occurred
' C! X, y, u, A" ?" o# V
3 c; m3 h( i' `+ h                            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。
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                            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。
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