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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
6 W( I$ P; t, W) p        操作系统:Android10.0, |5 u$ u7 Y, _3 J' q

4 R/ W& k7 b! {: |8 ]- K# F: w; ]                            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。/ u% o! V' f# 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。2 b2 e" i% ?  r1 I. {5 l0 U& u1 J+ z
                                5 U( q1 C5 y% s: d) ]( Y& S
        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。
% q& `) d8 r. c! p8 O- X# T        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。
. ^' }( O7 Q# C) _/ D* k" i        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。
7 E; _8 H  m! x( ~) F5 X        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。
: o( U: R' w. K( G0 @; H. U        基于MAC的SElinux         参考链接:https://source.android.google.cn/security/selinux* o8 y0 g: \% K3 \7 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。1 ^# r3 j) t) F! s
                              
( Y1 Z0 Q4 f9 p4 z7 M! B2 l; J- B7 W6 O% j) V
                            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. @: r$ `# S$ I3 {
        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。/ a4 ?3 ?2 I+ V  R7 y! R% X- G' P
        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。. n- K. L+ F- h. B; H" X( b2 o
        策略规则采用以下形式:allow domains types:classes permissions;,其中:
3 B# r9 s6 s5 k0 I7 F0 Y
& ^" k  Z9 F0 a) c  J  H9 ~                            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。0 J( b% O( v5 q: v! z$ ~
        Type - 一个对象(例如,文件、套接字)或一组对象的标签。' S5 I* H8 o  D3 k" b
        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)。
  Y! ^& X! l7 J/ |# z; _6 m        策略配置源文件         1、external/sepolicy
5 r# c' ^% H; u" Z* U& N/ s4 {        这是独立于设备的配置,一般不能针对设备进行修改
1 i; B% f! p* J! S
7 P0 z+ V& j; j: G                            2、device/<vendor>/<product>/sepolicy
8 e! g. e/ h) x9 E1 a2 _        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。
2 x3 R1 @5 S; e" F- H9 [/ X! L( G$ N/ d; o$ e; u8 q# T
                            以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,T507策略文件的路径如下:
# L& z% d/ z* n) m; {3 x2 m        OKT507-android-source/android$ ls device/softwinner/common/sepolicy/private  vendor
' n( n: x+ _) N        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。
4 r2 V# ^' u% Q! h) W3 o/ b
8 [, X: l8 u* }9 U( y- \' o2 z                            以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,T507 system_app的TE文件的路径如下:
+ {: }" b4 J+ N        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/system_app.te
( ^1 O6 G6 n1 H0 a2 h; |/ q( q* ^        标签配置文件         1、file_contexts:文件安全上下文
2 U! w! X/ ^' U  j2 G( B        2、property_contexts:属性安全上下文0 P( t. d, F. n$ I' U

4 d' [' B5 B4 g( g2 ?, p. q2 O                            以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,T507 安全上下文文件路径如下:
' p5 A) h& A& S7 z3 P: }        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/property_contexts# p0 w4 B, L: I5 p; Y& ~$ D' m
        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/file_contexts, y' ]; M3 r  k- \5 @& R
        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):6 B9 P$ k1 o5 l/ n- m$ s
        1)untrusted_app 第三方app,没有Android平台签名,没有system权限
# S, K  y) y( J8 y  b" F. S        2)platform_app 有android平台签名,没有system权限5 d; r! l1 r$ A
        3)system_app 有android平台签名和system权限
) S4 ]7 P, t% l* g5 G; q        从上面划分,权限等级,理论上:untrusted_app < platform_app < system_app. A5 i# j7 y1 q, x) [- `4 a
        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& w1 G! b' }+ X! ]
        system/sepolicy/private/seapp_contexts
3 _: d, @0 P% @. W# ~$ s2 G1 c: K        isSystemServer=true domain=system_server_startup2 K2 U' H/ V5 P7 z$ X: Y
        user=_app seinfo=platform name=com.android.traceur domain=traceur_app type=app_data_file levelFrom=all
  o" w7 @- z) X        user=system seinfo=platform domain=system_app type=system_app_data_file% h5 ?0 [4 i5 s1 p1 {
        user=bluetooth seinfo=platform domain=bluetooth type=bluetooth_data_file4 W" R. Q; @1 m5 k+ D
        user=network_stack seinfo=network_stack domain=network_stack levelFrom=all
( }# r1 W! f% p        type=radio_data_file  p3 I: `# V1 \" D; W9 h9 |2 ^* e9 y
        user=nfc seinfo=platform domain=nfc type=nfc_data_file
" A" t2 n9 R' p" b( S5 d% Z        user=secure_element seinfo=platform domain=secure_element levelFrom=all2 ]0 F# c. j: J: _$ J$ R
        user=radio seinfo=platform domain=radio type=radio_data_file
' F3 h1 @+ ]4 P& l+ m4 {7 V        user=shared_relro domain=shared_relro
7 n8 |3 G6 u! r( Z% g4 a8 _: q        user=shell seinfo=platform domain=shell name=com.android.shell type=shell_data_file
. n# T1 E; |- p* Y% K* i/ Y        user=webview_zygote seinfo=webview_zygote domain=webview_zygote3 W1 U+ N5 Z9 L+ `/ ~+ S. z1 e' r
        user=_isolated domain=isolated_app levelFrom=al
  M% K1 O9 i. ~9 ^; s( Q3 h9 _        luser=_app seinfo=app_zygote domain=app_zygote levelFrom=all
) j; X6 P: R% t        user=_app seinfo=media domain=mediaprovider name=android.process.media type=app_data_file
' T" `' z5 L$ M; C+ B+ `        levelFrom=user$ m! `0 Y6 `0 u7 _! x% \& M2 \
        user=_app seinfo=platform domain=platform_app type=app_data_file levelFrom=user
1 H1 B$ t% B1 h1 _. \3 n* p& G        user=_app isEphemeralApp=true domain=ephemeral_app type=app_data_file levelFrom=all
6 F8 }2 }4 C9 R4 [2 b! S* J4 K        user=_app isPrivApp=true domain=priv_app type=privapp_data_file levelFrom=user% |. F) E8 d2 y4 A7 g6 n  O  u
        user=_app minTargetSdkVersion=29 domain=untrusted_app type=app_data_file levelFrom=all$ C6 V( r. k8 A# ?2 I% i
        user=_app minTargetSdkVersion=28 domain=untrusted_app_27 type=app_data_file levelFrom=all
" `4 H; r! }8 F& a" }$ M! D; ]9 i        user=_app minTargetSdkVersion=26 domain=untrusted_app_27 type=app_data_file . x' z& Q2 r& m; k5 y+ L- c- z8 W: N
        levelFrom=user
# r  `( e) y) T- X; s( o        user=_app domain=untrusted_app_25 type=app_data_file levelFrom=user$ w" C, d9 h" }6 b* \5 b
        user=_app minTargetSdkVersion=28 fromRunAs=true domain=runas_app levelFrom=all
) M# j! @; Y) d, o/ C$ H% H% N        user=_app fromRunAs=true domain=runas_app levelFrom=user) N" |: {% L: d8 k0 s
        user         参考链接:https://blog.csdn.net/huilin9960/article/details/81530568
# \5 {0 b0 ~- _1 J: C/ K- V        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。6 i+ Y/ C9 z2 d$ u8 R
        seinfo         不同签名会创建对应的selinux上下文。% k% y! l1 `6 _, o+ x5 N( A+ q
        Android.mk
4 Z1 Q5 V" M+ b! x        LOCAL_CERTIFICATE := platform6 J1 d- i" w9 u, y4 k3 G, a
        有platform签名,所以seinfo是platform。
+ t$ I0 c7 g9 U& X& T        LOCAL_CERTIFICATE作用         参考文档https://blog.csdn.net/hnlgzb/article/details/1078238742 S2 g5 b7 a: o' p" {( N2 n1 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。
! n+ [$ @# v4 k9 J5 W% ]2 X                              
, `8 {. Y. j1 _* V        以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,查看当前运行的应用信息:9 l5 r- k  M# G7 Z6 a6 U- q
        console:/ # ps -Z
( {' V7 R( ?- W0 Q0 C        u:r:system_app:s0              system       15712  1861 1050628 110868 SyS_epoll_wait     
/ n7 w1 k- \9 j0 a. ~7 B8 T3 g        0 S forlinx.example.app5 ]' S) L2 f3 H2 P1 R
        u:r:untrusted_app_27:s0:c512,c768 u0_a62    30259  1861 1052120 114132 SyS_epoll_wait     8 K/ R  a9 u; Q! i7 r& V! z
        0 S com.forlinx.changelogo1 S! D6 M) s& ^" x) 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。
; B8 |5 W5 J! R. m                              
# O! u; i# s" Q5 }3 C/ s% x+ u# |3 o: _5 ?& Z
                                                   ( G% Y6 T  I) m+ ~8 M4 |: I
        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。
* |1 Y: Y9 F* M0 k        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:9 e7 o* i$ k$ h4 Q2 n* ?3 U& S7 W
        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/system_app.te# ~& M/ E! L7 g/ M9 P
        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/untrusted_app.te
. Y. j. A1 Y, m2 Y6 z( O2 i$ O$ v3 P
                            以forlinx.example.app为例,我们为其添加can设备的执行权限:5 K2 _2 y* n1 R8 Y6 }0 N  M- P

& o6 [" R. W, j" Q- ]$ p                            OKT507-android-source/android$ vi device/softwinner/common/sepolicy/vendor/system_app.te
. \, Z1 I' M" {4 T        ...
" G. z5 a. v: m        allow system_app vendor_shell_exec:file { getattr open read execute execute_no_trans };
$ F: W# W9 U4 ]5 k, J7 f1 S% M# a        allow system_app shell_exec:file { getattr open read execute execute_no_trans };9 O" l/ j6 Z9 Y1 U
        allow system_app shell:file { getattr open read execute execute_no_trans };. C% H$ l! u0 P  [: s( C
        ...
) v9 @/ Y' b; }2 U% \7 H        以策略规则配置形式(allow domains types:classes permissions)) W8 V1 F/ y" l+ V1 G+ G+ N
        分析:domains:system_app" N3 h1 y& u. k/ I
        types:vendor_shell_exec
7 J5 I  l) [% o) d        classes:file+ F' d5 D' M$ W" P. R7 u  H: d8 {2 o
        permissions:getattr open read execute execute_no_trans8 j3 @1 g+ ~+ ]$ }& \  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:
7 I6 {+ R7 ?; D0 U5 I' ^" L
2 r2 o+ j" Y: {2 ~4 M% O* |2 j) H- }                            libsepol.report_failure: neverallow on line 9 of system/sepolicy/private/system_app.te , _4 P  k( h% l0 O! q
        (or line 41463 of policy.conf) violated by allow system_app shell:file { read open };: e" Q$ r5 |$ F' R, U4 \2 F) D
        libsepol.report_failure: neverallow on line 22 of system/sepolicy/private/shell.te' r4 y' T: }0 m8 V; R: O9 P
         (or line 40025 of policy.conf) violated by allow system_app shell:file { read open };
; G, X$ S6 @# _* ?        libsepol.check_assertions: 2 neverallow failures occurred) ]6 ]& s+ e7 o  s( T$ O

" A+ K7 B4 C+ U8 O- @; _* `                            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。
" l' e5 N- t: K' B5 V% t8 v. h, I, p: W0 I$ X# C, _, {5 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。
, p* V. [; T5 ~  P+ V# e
  Q+ ^5 U% h8 U% ]$ V- `1 q
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