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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 q% u" h. l0 w. S$ G7 Z
        操作系统:Android10.06 f) W) N, ^; m" D7 \" Y8 ^

; m+ z2 h* }$ X3 i: y. s* C                            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。& \) O$ N" I! L) E0 s, t% o
        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。
" V. K6 |7 ]7 u7 |                               
3 p7 a$ r8 Q" W$ 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。
/ b( p. R6 H6 h+ j        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。7 E3 I& L; F  [& z
        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。
, _& j- a( Y3 r3 }! b0 L* ]        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  g4 G: n5 Z2 i6 O' G
        基于MAC的SElinux         参考链接:https://source.android.google.cn/security/selinux5 ~% V% c5 O. t
        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。$ z0 f  B* Y; O4 P+ c. T( l
                              
" B/ _" ^" C1 o  _3 ~0 w
5 w% b% p. [  r                            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。
7 P# A4 p9 I$ @        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。
8 m7 j0 B2 d) X% L( |2 K3 A9 A2 W$ x        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。4 r1 |7 I" u  ^7 v4 @, W
        策略规则采用以下形式:allow domains types:classes permissions;,其中:5 ?8 B' Q& [) I" C3 s# V
# c7 ~, c, a) D, x% Q( u. a
                            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。
/ }/ k. {* n* O5 h& `        Type - 一个对象(例如,文件、套接字)或一组对象的标签。
. A: q, T# A% [9 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)。
. S2 {9 N2 W" I  x; i1 D, }; J* ?        策略配置源文件         1、external/sepolicy
6 n$ \" U& g6 _! ^1 u! G        这是独立于设备的配置,一般不能针对设备进行修改
7 r, @5 m2 _. ~7 L8 T2 `; k3 f; R, ?4 m0 I7 ?
                            2、device/<vendor>/<product>/sepolicy2 X6 q9 s# b* g+ ]  i: e
        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。, }; K% e, R& K* q/ }! l' o
. q, x$ ^2 ~9 H9 }7 q# Q8 O
                            以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,T507策略文件的路径如下:
) l+ W1 }/ {; u) O        OKT507-android-source/android$ ls device/softwinner/common/sepolicy/private  vendor- C" L* k0 t* T& a9 F4 H$ b
        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。6 a7 n2 n8 o8 a) P# R9 P

5 W8 f; A1 W5 Y: I8 D- J; j% L                            以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,T507 system_app的TE文件的路径如下:- s* g$ f+ a4 Y; v5 f: J+ W* A. M
        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/system_app.te& ]" w0 l& A; M" W! O0 R" _' I
        标签配置文件         1、file_contexts:文件安全上下文6 z0 c3 r' J9 ?) |7 p+ M4 h
        2、property_contexts:属性安全上下文
8 _' n$ Y, f, N; M" q
0 D8 k; ^2 a, a# ]$ y3 Y9 q) 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:
. c- c  y$ n9 _" Q- z. ]; e$ J9 I        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/property_contexts
( n6 R4 w. j/ S$ j/ S" F2 R8 {; \* A/ ]        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/file_contexts
4 |  J1 {9 x$ X$ |, k" Y- r: A        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):
# b- Q+ G' Q. ]( T" j. O- a2 j        1)untrusted_app 第三方app,没有Android平台签名,没有system权限
  Y) V+ c" D. ~        2)platform_app 有android平台签名,没有system权限
! H7 i  I  Y/ O! m  ~& _        3)system_app 有android平台签名和system权限
% w' Y8 U+ X; T/ [  A/ c        从上面划分,权限等级,理论上:untrusted_app < platform_app < system_app
4 O  `' b0 M8 k0 h; [; k        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
  ^' B+ b$ s5 \) S. b% @( R/ w. P        system/sepolicy/private/seapp_contexts5 G. ?- a- _& S4 X+ T6 B9 R8 g
        isSystemServer=true domain=system_server_startup
6 {, v5 N9 Q& i        user=_app seinfo=platform name=com.android.traceur domain=traceur_app type=app_data_file levelFrom=all
1 g# t- N% v; x  c& |: r        user=system seinfo=platform domain=system_app type=system_app_data_file
! g7 i1 ^+ q0 G9 n0 q5 W        user=bluetooth seinfo=platform domain=bluetooth type=bluetooth_data_file
4 K0 n7 i# y4 H, P        user=network_stack seinfo=network_stack domain=network_stack levelFrom=all . H( R9 @- r' r5 T* N
        type=radio_data_file9 a3 @* L: i3 U3 O
        user=nfc seinfo=platform domain=nfc type=nfc_data_file
2 q. n1 G0 ^  @8 v/ G        user=secure_element seinfo=platform domain=secure_element levelFrom=all: G* q: K$ }+ H( P/ y
        user=radio seinfo=platform domain=radio type=radio_data_file: |; p* O1 L5 C2 w0 l5 C1 o8 I# q
        user=shared_relro domain=shared_relro
6 @6 u% R& T+ c! t3 N5 I        user=shell seinfo=platform domain=shell name=com.android.shell type=shell_data_file
% M, b# s! S' E! l; [6 k* O- i        user=webview_zygote seinfo=webview_zygote domain=webview_zygote
2 g- L, E9 [  E. u; r        user=_isolated domain=isolated_app levelFrom=al
+ [" P) H8 z0 d  n, ~- Y; U0 ?        luser=_app seinfo=app_zygote domain=app_zygote levelFrom=all
3 S( u7 o6 y7 a6 ]$ l+ g, [        user=_app seinfo=media domain=mediaprovider name=android.process.media type=app_data_file * o, [1 V4 i) U2 L
        levelFrom=user
' E: P# Q0 I- V8 i        user=_app seinfo=platform domain=platform_app type=app_data_file levelFrom=user3 B( q1 y: t- n- y" z
        user=_app isEphemeralApp=true domain=ephemeral_app type=app_data_file levelFrom=all+ ]0 }' R" g2 y1 y0 \
        user=_app isPrivApp=true domain=priv_app type=privapp_data_file levelFrom=user7 ~1 k% `8 C- i& X! q! _
        user=_app minTargetSdkVersion=29 domain=untrusted_app type=app_data_file levelFrom=all
  H1 }9 }% N/ C6 f& r$ X1 o        user=_app minTargetSdkVersion=28 domain=untrusted_app_27 type=app_data_file levelFrom=all( p7 b! g# C1 s0 n
        user=_app minTargetSdkVersion=26 domain=untrusted_app_27 type=app_data_file / o% G+ ^2 X0 J
        levelFrom=user
* M( D7 p2 h8 S. s3 o2 w7 d        user=_app domain=untrusted_app_25 type=app_data_file levelFrom=user( F2 s8 `3 Y+ F2 d! K9 j+ N0 P: T
        user=_app minTargetSdkVersion=28 fromRunAs=true domain=runas_app levelFrom=all. Q$ d/ k- `7 q- ]( q; q& c6 W
        user=_app fromRunAs=true domain=runas_app levelFrom=user. U( j$ X+ q+ u% L( H
        user         参考链接:https://blog.csdn.net/huilin9960/article/details/81530568
( z$ i$ u8 y! _0 T* h! r# F        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。: E; q( r# U% N
        seinfo         不同签名会创建对应的selinux上下文。# Z6 Z/ m: B" R1 i  W1 y1 i
        Android.mk7 S& [# o: }% M; u
        LOCAL_CERTIFICATE := platform6 V2 ^( G0 X0 I! B) M$ @
        有platform签名,所以seinfo是platform。
1 u8 {$ K9 \1 f- K6 W0 G. x) b8 J$ ~        LOCAL_CERTIFICATE作用         参考文档https://blog.csdn.net/hnlgzb/article/details/107823874
- b+ V2 b, {$ @  i' c        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。4 U& f$ y7 e6 t; u. @
                               6 _! }; ~3 j3 T! d- Z. @8 U3 X
        以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,查看当前运行的应用信息:
, c$ b. M) _% ^' E        console:/ # ps -Z
$ a7 h3 _$ p2 R( I( K! `& e        u:r:system_app:s0              system       15712  1861 1050628 110868 SyS_epoll_wait     
8 g$ `3 Q6 n% P2 F# m3 U  C        0 S forlinx.example.app/ A- G5 M% [! `' w  ~4 F
        u:r:untrusted_app_27:s0:c512,c768 u0_a62    30259  1861 1052120 114132 SyS_epoll_wait     
0 @  S/ c$ h' W; b" `        0 S com.forlinx.changelogo8 p+ y7 V7 b- U  t
        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。! i. ~  ?3 S- ~2 U& k% h
                               2 q& I# K$ v: S' x8 ^' @
8 \% v8 l" a. V$ K& t. j1 g
                                                  
/ [& T8 t9 _6 W+ J" k8 `% |) F7 O        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。9 y$ @3 O4 S- X
        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:! C5 ?5 z+ U! ?" m2 k3 y- N. Q  n+ l
        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/system_app.te7 V6 U) e, w! K( ]
        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/untrusted_app.te& G9 r1 l7 Q0 x; A8 U/ h

' R- e4 C$ b7 i  ?0 R8 Z- B- a                            以forlinx.example.app为例,我们为其添加can设备的执行权限:
/ J9 _* Q! y, {; u
( u/ n' Y8 L+ c- e' w9 w% `, }4 H1 R                            OKT507-android-source/android$ vi device/softwinner/common/sepolicy/vendor/system_app.te" G7 m4 t9 M* c- n6 j: Y+ u2 B% K
        ...+ u. L1 R( E- r9 k* |6 b9 S! `
        allow system_app vendor_shell_exec:file { getattr open read execute execute_no_trans };: H. S0 _: u$ K% X
        allow system_app shell_exec:file { getattr open read execute execute_no_trans };
0 `0 z. ^4 o6 s+ t4 }        allow system_app shell:file { getattr open read execute execute_no_trans };
8 E7 d& u  F$ a        ...
( V# |9 ?8 i- ], P# w4 W! I        以策略规则配置形式(allow domains types:classes permissions)
4 ?, I- u( A0 t/ `/ H9 m* K* ]* n% X( T$ B        分析:domains:system_app5 w* _$ |3 e2 L$ N+ J' A6 u
        types:vendor_shell_exec
2 S/ T1 [8 w7 c0 \        classes:file! ]+ M% R$ m2 [
        permissions:getattr open read execute execute_no_trans
0 S  b5 b2 L2 V: N) W        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:2 o8 ^" u  T2 q: s1 j0 O3 r( l. \
+ u  Z2 B* F: t
                            libsepol.report_failure: neverallow on line 9 of system/sepolicy/private/system_app.te
- c$ ~8 [" z/ `# l        (or line 41463 of policy.conf) violated by allow system_app shell:file { read open };
/ L7 e6 }% f8 d( W3 m: u        libsepol.report_failure: neverallow on line 22 of system/sepolicy/private/shell.te
, q7 F7 F# l# U: d9 p( Y         (or line 40025 of policy.conf) violated by allow system_app shell:file { read open };
+ ]- U6 ]% n; w. M2 ]3 i: T        libsepol.check_assertions: 2 neverallow failures occurred) _0 h6 g8 O; e  b
  `8 v3 \' b" R& f
                            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。
0 ?9 P# a; h# e5 g2 X5 Y" o" V8 \/ V* B; f' i! L0 Q& a
                            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。
% }- e/ x! P4 b( y1 f& {5 B8 A1 y) T3 J
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