国产平台之T507 开发板Android 安全策略漫谈

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        硬件平台：飞凌嵌入式 OKT507-C开发板
        操作系统：Android10.0

                            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。
        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。
$ X9 ]& @' O5 X" ~3 ]+ T% j+ U$ T                               
        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。
* p) `8 ~5 M9 Q        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。
  n) T( Z- B6 n. S3 S/ |# |* v% M; w5 s        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。
) }6 r& O. l9 Y! }1 _) u4 q2 d        基于MAC的SElinux         参考链接：https://source.android.google.cn/security/selinux
        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。
  g4 R9 Y( T- c( m/ W                              

                            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。
        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：

6 N/ x2 f/ r# ]" j; [# a3 G                            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; b, ]" }- N5 d- U' Y2 ]' l$ e        Type - 一个对象（例如，文件、套接字）或一组对象的标签。
        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）。
: b/ [( s! l+ i        策略配置源文件         1、external/sepolicy
3 N8 ]) I, `6 C        这是独立于设备的配置，一般不能针对设备进行修改

                            2、device/<vendor>/<product>/sepolicy
: [$ }7 n) [% ?2 [+ |" o5 O        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。
) h7 k/ I6 C5 g& d8 B( B, u
                            以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,T507策略文件的路径如下：
        OKT507-android-source/android$ ls device/softwinner/common/sepolicy/private  vendor
' h1 [/ f: Y7 b* q        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。
# k2 P" ]2 R" H( \
# k! I- q' M2 {% y: g' f                            以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,T507 system_app的TE文件的路径如下：
/ A' M' K6 O0 ~/ [/ b: E        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/system_app.te
1 |: B, `) w! o! `: e1 @, s; E5 t* I        标签配置文件         1、file_contexts：文件安全上下文
4 h1 ?! t# Q+ \0 {        2、property_contexts：属性安全上下文

) k/ g8 `2 u: w' N$ d3 s/ v                            以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,T507 安全上下文文件路径如下：
        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/property_contexts
        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/file_contexts
        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/ e' _* F, @6 B8 H        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
        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
7 z9 r* n5 @" P- v/ _- Q9 {5 Q5 f        system/sepolicy/private/seapp_contexts
) V/ y  Q' B9 G9 @        isSystemServer=true domain=system_server_startup
        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
        user=bluetooth seinfo=platform domain=bluetooth type=bluetooth_data_file
; s3 |3 U" s  K" P        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
        user=radio seinfo=platform domain=radio type=radio_data_file
- D& Z5 I. s& t0 a: h        user=shared_relro domain=shared_relro
. P( }/ O% B9 ~7 s3 L7 t0 F% K        user=shell seinfo=platform domain=shell name=com.android.shell type=shell_data_file
        user=webview_zygote seinfo=webview_zygote domain=webview_zygote
        user=_isolated domain=isolated_app levelFrom=al
4 z+ B4 Z) ~# A; k7 y: Z        luser=_app seinfo=app_zygote domain=app_zygote levelFrom=all
% e! f7 W( t. R- N* e        user=_app seinfo=media domain=mediaprovider name=android.process.media type=app_data_file
% Z3 L( D0 k9 |! W  e. |( d. {        levelFrom=user
, \! g+ \( r9 A8 m3 F8 t* s        user=_app seinfo=platform domain=platform_app type=app_data_file levelFrom=user
        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
        user=_app minTargetSdkVersion=28 domain=untrusted_app_27 type=app_data_file levelFrom=all
; v; d# L; @0 \0 g$ K  E+ I3 J& U/ f        user=_app minTargetSdkVersion=26 domain=untrusted_app_27 type=app_data_file
# r. ^( V2 o) ?( G2 U8 h- m        levelFrom=user
" x, x1 c& _8 N8 c* l# ~/ N        user=_app domain=untrusted_app_25 type=app_data_file levelFrom=user
' b6 x% N) h, [, |$ u* j5 ~        user=_app minTargetSdkVersion=28 fromRunAs=true domain=runas_app levelFrom=all
        user=_app fromRunAs=true domain=runas_app levelFrom=user
$ ]: R/ A( L/ {2 x" j. C- w2 }' _        user         参考链接：https://blog.csdn.net/huilin9960/article/details/81530568
$ d- S+ K1 L6 l$ z        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。
# ^: p9 i7 ]4 z        Android.mk
        LOCAL_CERTIFICATE := platform
0 N  A3 Q/ l& s$ G6 w$ V, V        有platform签名，所以seinfo是platform。
# l% n4 u# y* ^0 D$ s! e! M1 W1 R        LOCAL_CERTIFICATE作用         参考文档https://blog.csdn.net/hnlgzb/article/details/107823874
        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。
% a8 u* a0 \% G                              
        以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例，查看当前运行的应用信息：
        console:/ # ps -Z
        u:r:system_app:s0              system       15712  1861 1050628 110868 SyS_epoll_wait     
- F( J: J) F) _6 Q        0 S forlinx.example.app
        u:r:untrusted_app_27:s0:c512,c768 u0_a62    30259  1861 1052120 114132 SyS_epoll_wait     
        0 S com.forlinx.changelogo
        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 Z. P9 }( K+ w+ E+ Y1 s                              
. T& Z) L7 Q* }) z, b3 ~  e& Z
+ t) S, m1 w, E& t5 ~7 a' D* e                                                  
0 n" v1 ]6 q7 m6 I( M& B        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。
  f% x6 Z! X% h8 p, G: a! z, z        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：
: ^0 C; u) |; Q0 O8 t- L4 U' @        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/system_app.te
1 w0 w# e% k; W        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/untrusted_app.te
$ u: R2 |/ o0 ^4 k5 R
2 S% E/ W* p4 b& T4 e$ e                            以forlinx.example.app为例，我们为其添加can设备的执行权限：
  l! e  B) N5 S" {1 [
                            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 };
7 f% _; V7 ~$ a        allow system_app shell_exec:file { getattr open read execute execute_no_trans };
        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）
4 g( t! Q8 R0 [+ y/ J+ c        分析：domains：system_app
  c9 m1 S& I. z% v        types：vendor_shell_exec
; P% s- Z6 F) @0 V0 b        classes：file
4 D6 E7 z2 d2 U# ~& ]0 t0 t        permissions：getattr open read execute execute_no_trans
4 ~' c4 b' {) E+ K        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：

! E  d/ O2 E- G' `, j                            libsepol.report_failure: neverallow on line 9 of system/sepolicy/private/system_app.te
- c7 _9 |" M) H; }5 L- n/ M* t$ i" z        (or line 41463 of policy.conf) violated by allow system_app shell:file { read open };
        libsepol.report_failure: neverallow on line 22 of system/sepolicy/private/shell.te
         (or line 40025 of policy.conf) violated by allow system_app shell:file { read open };
( U: Z$ p3 u+ ^% y6 v        libsepol.check_assertions: 2 neverallow failures occurred
: q1 d8 F8 V6 W0 P
2 r$ t: x, K/ A6 Q7 J" U                            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。

: J7 X% Z; y1 k& X                            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。

+ _. a4 ^+ ^0 e; e, Z/ O. F6 T